专利名称：一种远程控制的压缩空气除雪、尘装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种无人操作装置以及控制方法，特别涉及一种进行远程控制，且无 人操作的压缩空气除雪、尘装置及其控制方法。
背景技术：
现有技术在进行除雪方面主要采用的技术手段主要有以下几个方面一、采用人工。这种除雪方法主要是靠人工利用简单的工具将积雪铲除到附近的 地方进行堆积，工作效率极低，且清除效果差，不能够将路面的积雪清除干净，相应的积雪 融化后，会在路面结冰，使得路面变滑，容易发生交通事故。二、采用除雪装置。该方法就是利用一些大型的除雪车等进行机械性除雪，其能够 提供很好的除雪效果，但这种除雪装置只能够在路面相对比较平坦、宽阔的地方使用，而且 需要多人进行现场操作，对于一些地势较高、路面狭小的地方将无法进行除雪。三、利用化学除雪剂。该方法虽然应用比较方便，但是其对路面、建筑物表面等造 成一定的腐蚀。四、利用风力除雪装置。该类除雪装置需要人工进行现场控制，且不能够很好的对 高处进行除雪操作；其在对高处进行除雪操作时，同时也需要操作人员在高处进行现场操 作，将严重影响操作人员的人身安全，同时形成的振动会对建筑或设备造成巨大的破坏。
发明内容
本发明针对现有各种除雪技术分别存在的效率低、效果差、实用性差、需要操作人 员现场操作、以及对路面和建筑物造成损害等问题，而提供一种利用空气压缩机产生的高 压气体形成的高速风力进行除雪的装置，同时还提供一种能够实现对该装置进行无人远程 控制其蓄压和放气，并让其产生最佳的脉冲式充放气的控制方法。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下一种远程控制的压缩空气除雪、尘装置，该装置包括空气压缩机、储气罐、输气管、 以及远控系统，所述空气压缩机将产生的高压空气输送到储气罐储存，同时通过输气管排 出形成高速气流进行除雪、除尘操作；所述远控系统同时控制空气压缩机的工作和输气管 的开/关，使得整个装置实现蓄压_放气_蓄压-放气的循环工作过程。所述远控系统包括压力控制器I、直流电磁继电器、电磁阀、以及受远程控制器控 制并能够输出状态信号的开关装置，所述直流继电器与开关装置连接直流电源形成控制空 气压缩机的低压控制回路；所述电磁阀设置在输气管上，实现输气管的开/关；所述压力控 制器I的检测端检测装置内的气压，控制端根据检测到的气压值控制电磁阀开/关，以实现 装置蓄压-放气-蓄压-放气循环工作的控制回路。所述远控系统中还包括实现对装置进行压力保护的压力控制器II，该压力控制器 II的检测端检测装置内的气压，控制端接入低压控制回路，并根据检测到的气压值控制低 压控制回路的断开/接通，实现对空气压缩机的工作控制，达到对装置进行压力保护的目的。所述压力控制器II的压力值大于压力控制器I的压力值。基于上述装置实施控制方法，该方法包括以下步骤(1)开关装置接收远程控制器的控制信号，接通低压控制回路，直流继电器通电， 使得空气压缩机通电工作；(2)压力控制器对装置内气压进行实时检测，若其内部压力值小于压力控制器I 的压力值，转入步骤(3)；若压力值在压力控制器I的压力值和压力控制器II的压力值之 间，转入步骤(4)；若压力值大于压力控制器II的压力值，转入步骤(5)；(3)电磁阀关闭，继续对储气罐进行储气，并转入步骤(2)；(4)控制电磁阀打开，对外放气，并转入步骤(2)；
(5)控制电磁阀打开，对外放气，并控制空气压缩机停止工作，转入步骤(6)；(6)若装置内的气压值小于压力控制器II的压力值后，控制空气压缩机开始工 作，并转入步骤(2)。所述开关装置实时的将整个装置的工作状态信号传输至远程控制。根据上述技术方案得到的远程控制的压缩空气除雪、尘装置能够实现通过高压气 体形成高速气流来进行除雪和除尘的目的；整个装置结构简单、容易实现。该装置通过相应的直流电磁阀、压力控制器实现低压控制高压的目的，同时实现 对装置的过压保护，这样大大加强装置操作的安全性。本装置是通过高压气体产生的高速气流来进行除雪、除尘工作，工作效率高、效果 好，不会对路面或者建筑物表面造成影响。同时能够对较远、较高地点进行除雪、除尘工作， 不存在操作死角。该装置中通过其相应的开关装置，使得本装置能够实现远程操作，并在无人条件 下工作，大大加强本装置的实用性和可操作性。本发明提供的控制方法简单容易实现，并能够很好的实现装置在无人条件下进 行工作，能够根据装置内气压值的大小自动控制装置中空气压缩机的工作，实现装置储 气-放气-储气_放气的循环工作模式。在气压过大时，能够立即控制空气压缩机停止工作，并进行放气，大大加强装置的 操作安全性。本控制方法通过相应的开关装置实现远程控制，并能够将装置的工作装置状态信 息发送到远程控制装置，使得相应的控制人员能够及时的了解到装置的工作状态信息，以 便及时的对其进行工作状态调整。
以下结合附图和
具体实施方式
来进一步说明本发明。
图1为本发明装置的结构示意图。图2为本发明装置的电气原理图。图3为本发明方法的流程图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本发明。借助雷达、卫星和网络设备进行远程异地控制，实现在无人条件下使设备正常运 转，一般来说用电平信号来控制是最为理想的，信号只有两种，高电平和低电平，只是不同 的芯片其逻辑电平的压值也有所不同。例如CMOS，其高电平，即逻辑1为+4. 99V，其低电平， 即逻辑0为0. 01V，现实条件下可用+5V和OV两个压值来表示其高电平和低电平。实现简 易的数字信号控制模拟信号，可以选用直流稳压电源，而实现直流低压电控制高压电可以 用直流电磁继电器来实现。基于上述原理，本发明提供一种远程控制的压缩空气除雪、尘装置。
参见图1，该装置主要由空气压缩机1、储气罐2、输气管3、电磁阀4、以及四个压力 控制器5a_5d组成。该装置中的空气压缩机1可产生的高压空气，并通过相应的输送管102输送到储 气罐2进行储存，储气罐2同时通过输气管3排出高压气体形成高速气流进行除雪、除尘操 作。为了具有一定的抗压性能，输气管3可以采用钢管。其中电磁阀4设置该输气管 4上，作为该输气管4的开关，实现输气管通气或堵气。为使装置能够实现在无人条件下工作，将四个压力控制器5a_5d依次设置在储气 罐2与电磁阀4之间的输气管3上。这四个压力控制器5a_5d的压力值依次增大，即Pa(5a) <Pa(5b) <Pa(5c) <Pa(5d) < Pa (max)，其中Pa (max)为整个装置能够承受的最大压力值。装置中的空气压缩机1、输气管3、电磁阀4、以及四个压力控制器5a_5d分别由远 控系统进行同时控制，并使得整个装置实现蓄压_放气_蓄压_放气的循环工作过程。参见图2，为了达到上述目的，远控系统的组成还包括稳压直流电源7、交流电磁 继电器、熔断器11、直流电磁继电器、开关装置8、以及时间继电器10。开关装置8上具有远 程控制接口，通过该接口能够接收远程控制装置控制；同时能够向远程控制装置发送装置 工作状态信号，即发生故障时应按要求使输出状态信号为低电平(OV)，反之，正常工作时输 出状态信号为高电平(+5V)。稳压直流电源7能够220V的交流电转换成5V直流电，为整个低压控制回路提供 电能。直流电磁继电器用于控制空气压缩机1的工作，即控制其上的电动机102的工作。熔断器11用于对空气压缩机上电动机的过流保护。具体连接参见图2，整个远控系统主要有低压控制部分和高压工作部分两部组成， 其中低压控制部分包括稳压直流电源7、压力控制器5d和5a、开关装置8以及直流电磁阀 的线圈601，它们依次连接组成一低压控制回路。其中开关装置8接收远程控制装置的开关控制信号，实现低压控制回路的导通和 断开；同时将相应的工作状态信息发送至远程控制装置。稳压直流电源7还连接220V的交流电，并将其转换成5V的直流电为低压控制部 分提供电能。直流电磁阀的线圈601接入低压控制回路，其常开触点接入到空气压缩机中电动机102的通电电路中，实现对空气压缩机的控制。当低压控制回路导通通电，直流电磁阀的 线圈601通电，将控制其常开触点闭合，使空气压缩机中电动机102通电工作；反之，当低压 控制回路断开，直流电磁阀的线圈601失电，其闭合的常开触点将分开，使空气压缩机中电 动机102断电停止工作。压力控制器5d接其常闭触点，压力控制器5a接其常开触点；同时时间继电器10 与压力控制器5a并接接入低压控制回路，并接其常 闭触点。这三者形成一个报警保护装 置，压力检测器5d检测到装置内压力大于其压力值Pa(5d)时，将断开低压控制回路，停止 空气压缩机工作实现保护，并通过开关装置发送工作状态信号进行故障报警；压力检测器 5a检测到装置内压力大于其压力值Pa (5a)时，其常开触点闭合导通低压控制回路，检测到 的压力不大于其压力值Pa(5a)时，其触点处于常开状态，在时间继电器10的设定时间内， 检测到的压力值若没能大于其压力值Pa(5a)时，时间继电器10将断开，使得低压检测回路 断开，停止空气压缩机工作，并通过开关装置发送工作状态信号进行故障报警。高压工作部分主要包括空气压缩机的电动机102、压力控制器5b和5c、电磁阀4、 以及交流继电器。其中电动机102受直流继电器常开触点602的控制，同时还接入熔断器11进行过 流保护。 压力控制器5b、5c和电磁阀4依次连接组成一个放气控制回路，压力控制器5b、5c 都接其相应的常开触点，同时在该放气控制回路中串接交流继电器的线圈901，而交流继电 器的常开触点与压力控制器5c的常开触点并联接入到放气控制回路中，由此实现对电磁 阀的控制进行放气/蓄气的循环工作。其中装置内空气压力大于压力控制器5c的压力值Pa(5c)时，即也大于压力控制 器5b的压力值Pa (5b)，压力控制器5b和5c的常开触点都闭合导通放气控制回路，电磁阀 通电打开输气管放气，同时交流继电器的线圈通电，其常开触点闭合。当装置内空气压力降低，但在Pa(5c)和Pa(5b)之间时，压力控制器5c闭合的常 开触点断开，但由于交流继电器的常开触点闭合，放气控制回路仍然导通，继续放气。当装置内空气压力进一步降低，在小于Pa(5b)时，压力控制器5c闭合的常开触点 断开，整个放气控制回路断开，电磁阀断电关闭输气管进行蓄气，直到装置内空气压力大于 Pa (5c)时，开始下一轮的放气。根据上述技术方案得到的远程控制的压缩空气除雪、尘装置，其具体工作的控制 方法如图3所示开始工作时，有远程控制装置发送开关闭合信号至开关装置，该开关装置闭合，导 通整个低压控制回路。220V交流电压经过稳压直流电源7后变作5V直流电压，为整个低压控制回路提供 电能。5V直流继电器的线圈通电，其常开触点闭合，空气压缩机的电动机通电开始工作，此 时时间继电器10将在χ min后断开，将使得整个低压控制回路断开。由于刚开始，装置内 的空气压力最小为常压，小于压力控制器5a的压力值Pa (5a)，压力控制器5b_5c断开，电磁 阀4关闭，整个装置进入蓄压阶段。该阶段整个装置工作正常，开关装置输出状态信号为高 电平(+5V)。在χ min的蓄压后，若装置内的空气压力Pa仍然没有大于压力控制器5a的压力值Pa(5a)，压力控制器5a仍将处于开路状态，且时间继电器10也断开，整个低压控制回路断 开，空气压缩机的电动机102停止工作。此时为非正常工作状态，将输出低电平信号(OV)。在蓄压 阶段，使得装置内的空气压力Pa在Pa(5a)和Pa(5d)之间，此时压力控制 器5a的常开触点闭合，低压控制回路处于导通状态；且该阶段在xmin后时间继电器常闭点 断开。此时为正常工作状态，输出高电平信号(+5V)。压力控制器5a的常开触点闭合和压力控制器5d常闭触点一起形成通路支持5V 直流电磁继电器工作。当装置内的空气压力Pa彡Pa (5c)时，压力控制器5c的常开触点闭合，由于Pa此 时也大于Pa (5b)，压力控制器5b的常开触点也闭合，使得放气控制回路导通，220V的交流 电磁阀4工作，打开通气管放气，在出气口形成高速气流。此时，放气控制回路上交流继电器的线圈901通电，使得其常开触点902闭合，形 成自保。在放气过程中，装置内的气压降低，当其低压Pa小于Pa (5c)，且大于等于Pa (5b) 时，压力控制器5c闭合的常开触点断开，但压力控制器5b的常开触点仍然闭合，同时由于 交流继电器的常开触点902也处于闭合状态，使得放气控制回路仍然导通，电磁阀4继续工 作，通气管仍然打开放气，在出气口形成持续的高速气流。在进一步的放气后，装置内的气压Pa小于Pa(5b)后，压力控制器5b闭合常开触 点断开，使得放气控制回路断开，电磁阀失电停止工作，将关闭通气管，停止放气，进入到蓄 压阶段。此时交流继电器的线圈也失电，使得其闭合的常开触点902断开。直到装置内的 空气压力Pa彡Pa(5c)时，又开始放气，直到Pa < Pa(5b)开始进入到蓄压，如此往复可以 实现蓄压-吹风，达到无人条件下的除雪(尘)目的。这样的状态属于正常工作状态，输出 状态信号为高电平(+5V)。当整个装置出现故障时1、堵塞，气路不顺畅，使得装置内的压力Pa彡Pa(5d)后，压力控制5d的常闭触点 将断开，使得低压控制回路断开，5V的直流继电器的电线601失电，使得其闭合的常开触点 602断开，从而是空气压缩机的电动机102断电停止工作。这样可以对装置达到过压保护。2、严重漏气，在装置内的气压Pa小于Pa(5a)时，压力控制器5a闭合常闭触点将 断开，由于此时时间继电器10以及断开，使得整个低压控制回路断开，5V的直流电磁继电 器控制也将停止工作，整个系统也同样停止工作。在系统重新启动后，在蓄压时，装置内的 空气压力Pa在χ min之内依然达不到Pa(5a)，时间继电器10的常闭点断开，而此时压力控 制器5a由于压力Pa没有达到Pa (5a)，使得其常开触点依然没有闭合，从而使得整个低压控 制回路断开。此时5V的直流电磁继电器控制也将停止工作，整个系统也同样停止工作。上 述的这两种情况下，输出状态信号均为低电平(OV)。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
权利要求
一种远程控制的压缩空气除雪、尘装置，其特征在于，所述装置包括空气压缩机、储气罐、输气管、以及远控系统，所述空气压缩机将产生的高压空气输送到储气罐储存，同时通过输气管排出形成高速气流进行除雪、除尘操作；所述远控系统同时控制空气压缩机的工作和输气管的开/关，使得整个装置实现蓄压 放气 蓄压 放气的循环工作过程。
2.根据权利要求1所述的一种远程控制的压缩空气除雪、尘装置，其特征在于，所述远 控系统包括压力控制器I、直流电磁继电器、电磁阀、以及受远程控制器控制并能够输出状 态信号的开关装置，所述直流继电器与开关装置连接直流电源形成控制空气压缩机的低压 控制回路；所述电磁阀设置在输气管上，实现输气管的开/关；所述压力控制器I的检测端 检测装置内的气压，控制端根据检测到的气压值控制电磁阀开/关，以实现装置蓄压-放 气-蓄压-放气循环工作的控制回路。
3.根据权利要求2所述的一种远程控制的压缩空气除雪、尘装置，其特征在于，所述远 控系统中还包括实现对装置进行压力保护的压力控制器II，该压力控制器II的检测端检 测装置内的气压，控制端接入低压控制回路，并根据检测到的气压值控制低压控制回路的 断开/接通，实现对空气压缩机的工作控制，达到对装置进行压力保护的目的。
4.根据权利要求3所述的一种远程控制的压缩空气除雪、尘装置，其特征在于，所述压 力控制器II的压力值大于压力控制器I的压力值。
5.基于上述装置实施的远程控制的压缩空气除雪、尘装置的控制方法，其特征在于，所 述方法包括以下步骤(1)开关装置接收远程控制器的控制信号，接通低压控制回路，直流继电器通电，使得 空气压缩机通电工作；(2)压力控制器对装置内气压进行实时检测，若其内部压力值小于压力控制器I的压 力值，转入步骤(3)；若压力值在压力控制器I的压力值和压力控制器II的压力值之间，转 入步骤(4)；若压力值大于压力控制器II的压力值，转入步骤(5)；(3)电磁阀关闭，继续对储气罐进行储气，并转入步骤(2)；(4)控制电磁阀打开，对外放气，并转入步骤(2)；(5)控制电磁阀打开，对外放气，并控制空气压缩机停止工作，转入步骤(6)；(6)若装置内的气压值小于压力控制器II的压力值后，控制空气压缩机开始工作，并 转入步骤⑵。
6.根据权利要求5所述的远程控制的压缩空气除雪、尘装置的控制方法，其特征在于， 所述开关装置实时的将整个装置的工作状态信号传输至远程控制。
全文摘要
本发明公开了一种远程控制的压缩空气除雪、尘装置及其控制方法，其中所述装置包括空气压缩机、储气罐、输气管、以及远控系统，所述远控系统同时控制空气压缩机的工作和输气管的开/关；而控制方法是通过压力控制器提取高压空气的压力值，让压力来控制电路的通断，同时通过电磁阀实现通气管的开关。本发明提供的装置和方法能够实现利用压缩空气来进行除雪和除尘的目的，同时还能够达到无人现场操作的效果。
文档编号G05B19/04GK101956378SQ20091005476
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月14日 优先权日2009年7月14日
发明者丁军, 孙国良, 沈利新, 郭雷 申请人:上海玻璃钢研究院有限公司