本發明涉及消防車控制領域，特別是涉及一種消防車的調平控制方法和系統。

背景技術：

目前，消防車調平方式主要有轉臺調平和支腿調平。其中，采用支腿調平的方式多通過傾角傳感器或角度儀檢測整車前后、左右的傾斜狀態，以在一定的角度精度范圍內實現調平，由于其具有簡單直觀、可快速實現調平的優點，被廣泛應用在消防車的支腿自動調平系統中。

但對于舉高類消防車而言，單純的依靠角度調平并不能真正滿足實際工況需要。如表1所示，在角度調平至精度0.3°范圍內時，5個測試點情況下，各支腿的受力情況并不均衡，有的甚至相差甚遠?？梢?，消防車的角度調平只能實現感官上的調平，其支腿受力并不均衡。而對舉高消防車來說，臂架(梯架)在車體的不同方位展開時，可能由于支腿的受力不均衡而出現某一支腿離地或離地高度超限(標準要求不超過20mm)問題，若限制支腿離地高度，必須限制臂架(梯架)動作范圍，由此，臂架(梯架)的動作幅度或工作范圍因支腿受力狀態影響而受到相應的限制。

表1角度調平后消防車各支腿的受力數據

因此，為盡可能的擴大臂架(梯架)的實際工作范圍，盡可能的讓臂架(梯架)的實際工作范圍接近理論計算值，客觀要求支腿的受力條件要得到改善。那么如何改善角度調平過程后各支腿的受力情況，是目前消防車的調平控制中亟待解決的一個技術問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明提出一種消防車的調平控制方法，包括步驟：

S100：控制消防車整車被至少四根支撐件支撐起來；

S200：實時獲取消防車整車相對于水平面的當前傾斜角度值；

S300：判斷所述當前傾斜角度值是否在預設角度范圍內，若是，則進入步驟S500，若否，則S400：根據所述當前傾斜角度值，伸長或縮短任意一根或多根支撐件，直至所述消防車整車相對于水平面的當前傾斜角度值達到所述預設角度范圍內；

S500：實時獲取每根支撐件的當前支撐力值；

S600：判斷任意兩根支撐件的當前支撐力值的相對關系是否均滿足預設條件，若是，則結束調節，若否，則S700：根據所述當前支撐力值，伸長或縮短任意一根或多根支撐件，直至任意兩根支撐件的當前支撐力值的相對關系均滿足預設條件，或整車相對于水平面的當前傾斜角度值達到所述預設角度范圍的臨界值或已滿足預設條件的任意兩根支撐件的當前支撐力值的相對關系達到所述預設條件的臨界值。

進一步地，所述判斷任意兩根支撐件的當前支撐力值的相對關系是否均滿足預設條件的步驟，包括：

計算任意兩根支撐件的當前支撐力值的差值或比值，若所述差值在第一預設范圍內或所述比值在第二預設范圍內，則判定所述兩根支撐件的當前支撐力值的相對關系滿足預設條件，反之則不滿足預設條件。

進一步地，所述根據所述當前支撐力值，伸長或縮短任意一根或多根支撐件的步驟包括：

根據所述差值或所述比值，選定所述兩根支撐件中的所述當前支撐力值較小的支撐件或較大的支撐件，伸長所述當前支撐力值較小的支撐件或縮短所述當前支撐力值較大的支撐件。

進一步地，所述消防車包括四根支撐件，分別為左前支撐件、右前支撐件、左后支撐件和右后支撐件；所述判斷任意兩根支撐件的當前支撐力值的相對關系是否均滿足預設條件的步驟包括：

判斷所述左前支撐件與所述右前支撐件的相對關系是否滿足預設條件；

和判斷所述左后支撐件與所述右后支撐件的相對關系是否滿足預設條件。

另一方面，本發明還提供一種包括至少四根支撐件的消防車的調平控制系統，包括：

第一獲取裝置，用于實時獲取消防車整車相對于水平面的當前傾斜角度值；

第二獲取裝置，用于實時獲取每根支撐件的當前支撐力值；

控制裝置，與所述第一獲取裝置、所述第二獲取裝置和執行裝置連接，包括：

第一處理模塊，與所述第一獲取裝置和所述執行裝置連接，用于根據所述當前傾斜角度值，判斷所述當前傾斜角度值是否在預設角度范圍內，若是，則判定所述消防車整車相對于水平面的當前傾斜角度值達到預設角度范圍內，若否，則根據所述當前傾斜角度值，控制所述執行裝置伸長或縮短任意一根或多根支撐件，直至所述消防車整車相對于水平面的當前傾斜角度值達到預設角度范圍內；

第二處理模塊，與所述第二獲取裝置和所述執行裝置連接，用于判斷任意兩根支撐件的當前支撐力值的相對關系是否均滿足預設條件，若是，則判定當前支撐力值達到預設條件，若否，則根據所述當前支撐力值，伸長或縮短任意一根或多根支撐件，直至任意兩根支撐件的當前支撐力值的相對關系均滿足預設條件，或整車相對于水平面的當前傾斜角度值達到所述預設角度范圍的臨界值或已滿足預設條件的任意兩根支撐件的當前支撐力值的相對關系達到所述預設條件的臨界值。

進一步地，所述第一獲取裝置，為傾角傳感器或角度儀，水平設置在所述消防車的橫縱中軸線的交點處。

進一步地，所述第二獲取裝置，為設置在每根支撐件上的力傳感器。

進一步地，所述支撐件為支腿油缸，所述第二獲取裝置，為設置在所述支腿油缸的無桿腔和有桿腔內的壓力傳感器；所述控制裝置，還用于根據所述第二獲取裝置檢測的無桿腔壓力、有桿腔壓力以及所述支腿油缸的缸徑和所述支腿油缸的桿徑，計算每條支撐件的當前支撐力值。

進一步地，所述計算每條支撐件的當前支撐力值的公式為：

其中，F為所述支腿油缸所對應的支撐件的當前支撐力值，P₁為所述無桿腔壓力，P₂為所述有桿腔壓力，D₁為所述支腿油缸的缸徑，D₂為所述支腿油缸的桿徑。

本發明提供的消防車的調平控制方法和系統，其發明宗旨是在消防車支撐件自動展開時，在角度調平后引入力調平的控制策略，以角度調平為粗調手段，以力調平為精調手段，使得消防車整車不僅在感官上實現角度調平，而且在支撐受力上更均衡，防止其臂架展開過程中某一支腿離地或離地高度超限(標準要求不超過20mm)，最大程度的提高舉高類消防車的安全工作范圍，提升了舉高類消防車的工作安全性和穩定性。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明的消防車的調平控制方法的一個實施例的流程圖；

圖2為本發明的消防車的支撐件的一個實施例的結構示意圖；

圖3為本發明的消防車的調平控制系統的一個實施例的結構框圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。為詳細說明本發明的消防車的調平控制方法，下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。

如圖1所示，顯示了本發明消防車的調平控制方法的一個具體實施例，包括步驟：

S100：控制消防車整車被至少四根支撐件支撐起來。具體的，通過控制器，如操作平臺上的工作按鈕、遙控終端等，控制消防車被至少四根支撐件支撐起來，以加固其穩定性和安全性。更為具體的，如圖2所示，該支撐件，可選但不僅限于為支腿油缸，通過油缸驅動活塞桿伸縮而支撐消防車整車。

S200：實時獲取消防車整車相對于水平面的當前傾斜角度值。具體的，可選但不僅限于通過設置在消防車上的雙軸傳感器，測量消防車整車相對于水平面的當前傾斜角度值，由于采用的是雙軸傳感器，因此可同時測量X軸、Y軸兩個方向的傾斜角度，以實時了解消防車整車前后、左右的傾斜狀態。

S300：判斷當前傾斜角度值是否在預設角度范圍內，若是，則進入步驟S500，若否，則S400：根據當前傾斜角度值，伸長或縮短任意一根或多根支撐件，直至消防車整車相對于水平面的當前傾斜角度值達到預設角度范圍內。具體的，可通過RAM、ROM等存儲器預先存儲或通過鍵盤、鼠標、觸摸屏等實時輸入根據經驗或安全性要求所設定的預設角度范圍(以角度精度在±0.3°范圍內為例)，再判定所獲取的當前傾斜角度值是否在該預設角度范圍內，若是則表征該消防車整車已實現角度調平，若否則表征該消防車整車還未達到角度調平要求，此時可通過操作平臺上的工作按鈕、遙控終端等，伸長或縮短任意一根或多根支撐件，直至消防車整車相對于水平面的當前傾斜角度值達到預設角度范圍內。示例的，以支撐件為支腿油缸為例，可通過控制各支腿油缸對應的電磁閥的換向，來控制支腿油缸的伸縮，通過控制電磁閥的開度，實現伸縮速度的調節。

S500：實時獲取每根支撐件的當前支撐力值。具體的，與獲得初始支撐力值類似的，可選但不僅限于通過設置在每根支撐件上的力傳感器獲得該當前支撐力值，或以支撐件為支腿油缸為例，可選但不僅限于通過設置在每個液壓油缸的無桿腔和有桿腔內的壓力傳感器，獲得無桿腔壓力、有桿腔壓力，進而根據無桿腔壓力、有桿腔壓力以及支腿油缸的缸徑和所述支腿油缸的桿徑，計算得到支腿油缸的當前支撐力值。

S600：判斷任意兩根支撐件的當前支撐力值的相對關系是否均滿足預設條件，若是，則結束調節，若否，則S700：根據當前支撐力值，伸長或縮短任意一根或多根支撐件，直至任意兩根支撐件的當前支撐力值的相對關系均滿足預設條件，或整車相對于水平面的當前傾斜角度值達到預設角度范圍的臨界值或已滿足預設條件的任意兩根支撐件的當前支撐力值的相對關系達到預設條件的臨界值。具體的，可選但不僅限于首先計算任意兩根支撐件的當前支撐力值的差值或比值，進而判斷該差值是否在第一預設范圍內或該比值是否在第二預設范圍內(示例的，該第一預設范圍、第二預設范圍，可選但不僅限于通過RAM、ROM等存儲器預先存儲或通過鍵盤、鼠標、觸摸屏等實時輸入)，以判定該兩根支撐件的當前支撐力值的相對關系是否滿足預設條件，來表征該消防車的支撐件受力是否相差不大、達到均衡均勻而無需進行力調平，若否，則需微調超出支撐力理論值精度范圍的支撐件，即調節不滿足預設條件的一根或多根支撐件。具體的，該調節過程，即伸長或縮短任意一根或多跟支撐件的步驟，包括：根據差值或比值，選定兩根支撐件中的當前支撐力值較小的支撐件或較大的支撐件，伸長當前支撐力值較小的支撐件或縮短當前支撐力值較大的支撐件。更為具體的，以消防車包括四根支撐件，即如圖2所示的左前支撐件、右前支撐件、左后支撐件和右后支撐件為例，可通過判斷左前支撐件與右前支撐件的差值是否在某一預設區間或比值是否滿足公式F₁＝F₂*(1±β)以及左后支撐件與右后支撐件的差值是否在某一預設區間或比值是否滿足公式F₃＝F₄*(1±γ)(γ為預設常數)來表征前方兩個支撐件、后方兩個支撐件是否相差不大，支撐件受力是否均衡，若相差不大則表征其已達到力平衡、無需調節，若否則需要判斷左前支撐件與右前支撐件中哪個支撐件的當前支撐力值較小、哪個支撐件的當前支撐力值較大，伸長當前支撐力值較小的、縮短當前支撐力值較大的；類似的處理左后支撐件與右后支撐件。值得注意的，該前方兩個支撐件、后方兩個支撐件的比較順序可任意互換，可先比較前方兩個支撐件，再比較后方兩個支撐件或先比較后方兩個支撐件，再比較前方兩個支撐件。更為重要的，該僅比較前方兩個支撐件和后方兩個支撐件的實例，僅為示范性舉例，特舉該例僅因為消防車整車一般為左右對稱，而前后并不對稱，其前方重量一般小于后方重量(示例的，前方為5t，后方為12t)。在消防車整車前后也對稱時，還可對該左前支撐件與左后支撐件、右前支撐件與右后支撐件、甚至是左前支撐件與右后支撐件、右前支撐件與左后支撐件的當前支撐力值的差值或比值設定相應的預設條件。更為具體的，在調節不滿足預設條件的支撐件時，可根據一定的預設優先級順序(如按照左前支撐件、右前支撐件；左后支撐件、右后支撐件的順序)或控制策略，如根據任意兩根支撐件的當前支撐力值的差值或比值，優先調節差值或比值差距較大的一組支撐件，優先調節差距最大的支撐件、再依次調節差距較小的支撐件，對不滿足條件的一根或多根支撐件依次調節。值得注意的，本發明的調平方法，一是以滿足角度調平為先，即在力調平過程中，若使得整車相對于水平面的當前傾斜角度值達到預設角度范圍的臨界值則結束調節；二是由于某一支撐件的調節，會影響其他支撐件的受力情況，因此以滿足之前調平的支腿為先，即在后調節的一組支腿調平過程中，若使得滿足預設條件的一組支撐件的當前支撐力值的相對關系達到預設條件的臨界值時則也結束調節，示例的，假設左前支撐件、右前支撐件的當前支撐力值的相對關系(差值或比值)已滿足預設條件，在調節左后支撐件與右后支撐件的相對關系時，若使得左前支撐件、右前支撐件的當前支撐力值的相對關系達到預設條件的臨界值，即：將超出預設條件時，則結束調節。

在該實施例中，給出了消防車的調平控制方法的具體實施方式，其在消防車支撐件自動展開時，在角度調平后引入力調平的控制策略，以角度調平為粗調手段，以力調平為精調手段，使得消防車整車不僅在感官上實現角度調平，而且在支撐受力上更均衡，防止其臂架展開過程中某一支腿離地或離地高度超限(標準要求不超過20mm)，最大程度的提高舉高類消防車的安全工作范圍，提升了舉高類消防車的工作安全性和穩定性。

此外，如圖3所示，本發明還在此基礎上提供一種包括至少四根支撐件的消防車的調平控制系統，包括第一獲取裝置100、第二獲取裝置200、控制裝置300和執行裝置400。其中，

第一獲取裝置100，用于實時獲取消防車整車相對于水平面的當前傾斜角度值。具體的，該第一獲取裝置100，可選但不僅限于為水平設置在消防車的橫縱中軸線的交點處的傾角傳感器或角度儀。更為優選的，該第一獲取裝置100，為雙軸傳感器，以實時獲取消防車整車在X軸和Y軸雙軸上的傾斜角度，以實時了解消防車整車前后、左右的傾斜狀態。

第二獲取裝置200，用于實時獲取每根支撐件的當前支撐力值。具體的，該第二獲取裝置200，可選但不僅限于為設置在每根支撐件上的力傳感器，直接檢測獲取該當前支撐力值和初始支撐力值。此外，支撐件為支腿油缸時，該第二獲取裝置200還可為設置在油缸無桿腔和有桿腔內的壓力傳感器，以分別檢測無桿腔內的壓力P₁、有桿腔內的壓力P₂，進而提供給控制裝置300，根據無桿腔壓力、有桿腔壓力以及支腿油缸的缸徑和支腿油缸的桿徑，計算每條支撐件的當前支撐力值。更為具體的，計算公式為其中，F為支腿油缸所對應的支撐件的當前支撐力值，P₁為無桿腔壓力，P₂為有桿腔壓力，D₁為支腿油缸的缸徑，D₂為支腿油缸的桿徑。

控制裝置300，與第一獲取裝置100、第二獲取裝置200和執行裝置400通過藍牙、wifi、總線等有線或無線方式實現通訊連接，以根據第一獲取裝置100、第二獲取裝置200提供的數據信息，控制執行裝置400動作。具體的，該控制裝置300，可選但不僅限于包括：

第一處理模塊310，用于根據當前傾斜角度值，判斷當前傾斜角度值是否在預設角度范圍內，若是，則判定該消防車整車相對于水平面的當前傾斜角度值達到預設角度范圍內，若否，則根據當前傾斜角度值，控制執行裝置400伸長或縮短任意一根或多根支撐件，直至消防車整車相對于水平面的當前傾斜角度值達到預設角度范圍內。

第二處理模塊320，用于判斷任意兩根支撐件的當前支撐力值的相對關系是否均滿足預設條件，若是，則判定當前支撐力值達到預設條件，若否，則根據當前支撐力值，伸長或縮短任意一根或多根支撐件，直至任意兩根支撐件的當前支撐力值的相對關系均滿足預設條件，或整車相對于水平面的當前傾斜角度值達到預設角度范圍的臨界值或已滿足預設條件的任意兩根支撐件的當前支撐力值的相對關系達到預設條件的臨界值。

上述消防車的調平控制系統與上述控制方法對應，其技術特征的組合、結構和技術效果在此不再贅述。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。