防爆车辆用智能控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种防爆车辆用智能控制系统，包括设于配电箱内的电路模块，该电路模块包括主控制器和信号转换电路，该主控制器处理结果输出端与本安型人机界面的显示单元连接，所述主控制器的数据输入分别与分布于车辆各位置的采集车辆电池电量的电量采集单元、采集车辆速度的速度采集单元、采集车辆挡位的挡位采集单元、采集刹车部件温度和电机温度的温度采集单元、采集易爆气体浓度的气体浓度采集单元、采集是否漏电的漏电监测模块和载重传感器连接；主控制器根据各单元采集的数据确定风险，并控制车辆起动机的关停、刹车的松放、速度和挡位的增减操作。由于该系统可以根据场所及车辆的当前各种状态，提前预警及自动关闭设备，降低引发爆炸的风险，提高车辆在易爆炸环境场所工作的安全性。
【专利说明】防爆车辆用智能控制系统【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车辆控制系统【技术领域】，特别涉及一种专用于防爆场所的车辆智能控制系统。
【背景技术】
[0002]在爆炸性危险场所，容易出现爆炸安全事故，对于需要移动、运输、堆放等车辆必须要求在作业过程中将可能引发爆炸的因素与场所进行隔离，防止引发爆炸。
[0003]现有的防爆车辆主要是从容易产生电火花等现象的电气部件进行设计，实现防爆，但不能直观地提示使用者车辆所处工作环境风险，达到提前预警及自动关闭设备，降低引发爆炸的风险，减少人为因素导致的安全事故发生，保障人员与财产安全。
【发明内容】
[0004]本实用新型主要解决的技术问题是提供一种防爆车辆用智能控制系统，该防爆车辆用智能控制系统可以直观地提示使用者车辆所处工作环境风险，提前预警及自动关闭设备，降低引发爆炸的风险，提高车辆在易爆炸环境场所工作的可靠性和安全性。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种防爆车辆用智能控制系统，该防爆车辆用智能控制系统包括:设于配电箱内的电路模块，该电路模块包括主控制器和信号转换电路，该主控制器处理结果输出端与本安型人机界面的显示单元连接，所述主控制器的数据输入分别与分布于车辆各位置的采集车辆电池电量的电量采集单元、采集车辆速度的速度采集单元、采集车辆 挡位的挡位采集单元、采集刹车部件温度和电机温度的温度采集单元、采集易爆气体浓度的气体浓度采集单元、采集是否漏电的漏电监测模块和载重传感器连接；主控制器根据各单元采集的数据确定风险，并控制车辆起动机的关停、刹车的松放、速度和挡位的增减操作。
[0006]进一步地说，所述温度传感器、气体浓度采集单元和载重传感器以及电池电压电量的信号连接到主控器的模拟信号输入端，经信号转换后的档位信号、漏电采集单元输出的漏电信号连接到主控器的开关量信号输入端，由电控输出的电机速度信号通过CAN总线连接到主控器的CAN总线接口，由主控制器进行处理后，通过RS485总线输给人机界面进行实时显示，当出现故障时由人机界面通过RS485总线发送控制指令到主控器处理后，一路开关量输出连接到蜂鸣器控制其报警，一路开关量输出电机使能控制信号连接到信号转换电路后输出到电机控制器用于控制电机运行或停止。
[0007]进一步地说，所述配电箱还包括电源转换器、漏电监测单元、电源、电压信号隔离栅及信号转换板，电池电压输入后连接到电源转换器，由电源转换器电压变换后分别连到电源、漏电监测单元、信号转电路以及电压信号隔离栅供电，同时电池电压连接到漏电监测单元后输出给外部电机控制器供电，车辆档位、漏电监测单元输出信号连接到信号转换板隔离后输出连接到主控器，电池电压连接到信号转换电路经过电阻分压，再连接到电压信号隔离栅后输出信号给主控器。[0008]进一步地说，所述供电电源包括一路给人机界面供电，另一路给主控器电源端及各个单元供电。
[0009]进一步地说，所述主控器包括控制器和热电阻信号转接电路，其中温度采集单元连接到热电阻信号转接电路经分压处理后连接到控制器，控制器对传感器的信号进行处理，再通过RS485总线连接到人机界面。
[0010]进一步地说，所述信号转换电路包括电机使能信号(DJSN)、档位信号(P_1、N_1、R_l)信号端分别连接到各路继电器的线圈控制端，由各自继电器隔离后输出相应信号给外部电机控制器，电池电压输入后连接到两个串联电阻，经两电阻分压后输出信号给电压信号隔离栅。
[0011]进一步地说，电源的正极连接两个滤波电容滤波，再连接到一稳压器进行稳压，输出后连接到两个滤波电容进行滤波，又连接到4个电阻，4个电阻分别连接到4路温度传感器后连接到本安电源负极。
[0012]进一步地说，所述温度采集单元为本安型温度传感器；所述气体采集单元为本安型毒气探头。
[0013]进一步地说，所述防爆车辆用智能控制系统还包括与主控制器输出连接的本安型蜂鸣器。
[0014]本实用新型防爆车辆用智能控制系统，包括设于配电箱内的电路模块，该电路模块包括主控制器和信号转换电路，该主控制器处理结果输出端与本安型人机界面的显示单元连接，所述主控制器的数据输入分别与分布于车辆各位置的采集车辆电池电量的电量采集单元、采集车辆速度的速度采集单元、采集车辆挡位的挡位采集单元、采集刹车部件温度和电机温度的温度采集单元、采集易爆气体浓度的气体浓度采集单元、采集是否漏电的漏电监测模块和载重传感器连接；主控制器根据各单元采集的数据确定风险，并控制车辆起动机的关停、刹车的松放、速度和挡位的增减操作。由于该系统可以根据场所及车辆的当前各种状态，提前预警及自动关闭设备，降低引发爆炸的风险，提高车辆在易爆炸环境场所工作的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，而描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0016]图1为防爆车辆用智能控制系统实施例结构示意图。
[0017]下面结合实施例，并参照附图，对本实用新型目的的实现、功能特点及优点作进一步说明。
【具体实施方式】
[0018]为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0019]如图1所示，本实用新型提供一种防爆车辆用智能控制系统实施例。
[0020]该防爆车辆用智能控制系统包括:配电箱内的电路模块，该电路模块包括主控制器和信号转换电路，该主控制器处理结果输出端与本安型人机界面的显示单元连接，所述主控制器的数据输入分别与分布于车辆各位置的采集车辆电池电量的电量采集单元、采集车辆速度的速度采集单元、采集车辆挡位的挡位采集单元、采集刹车部件温度和电机温度的温度采集单元、采集易爆气体浓度的气体浓度采集单元、采集是否漏电的漏电监测模块和载重传感器连接；主控制器根据各单元采集的数据确定风险，并控制车辆起动机的关停、刹车的松放、速度和挡位的增减操作。
[0021]具体地说，智能控制系统中用于检测电机温度与刹车温度的多路本安型温度传感器、用于监测环境气体浓度的多路本安型毒气探头和用于检测载重量的本安型载重传感器。以及由配电箱输出的用于检测电池电压电量的信号连接到本安型主控器的模拟信号输入端，经配电箱转换后的3路档位信号(前进挡P挡、空挡N挡、倒车档R挡)、漏电监测信号连接到本安型主控器的开关量信号输入端，由电控输出的电机速度信号通过CAN总线连接到本安型主控器的CAN总线接口，所有信号经本安型主控器分析、处理后，通过RS485总线连接到本安型人机界面进行实时显示，当出现故障时本安型人机界面可通过RS485总线发送控制指令到本安型主控器，本安型主控器经过分析、处理后，一路开关量输出连接到本安型蜂鸣器控制其报警，一路开关量输出电机使能控制信号连接到配电箱经配电箱转换后输出到电控用于控制电机运行或停止。
[0022]智能控制系统中的隔爆兼本安型配电箱输出的两路本安电源，一路连接到本安型人机界面电源端为其供电，一路连接到本安型主控器电源端及各个传感器供电。
[0023]智能控制系统中的隔爆兼本安型配电箱由电源转换器、漏电监测模块、多路本安电源、电压信号隔离栅及信号转换板组成，外部电池电压输入后首先连接到电源转换器，由电源转换器电压变换后分别连到两个本安电源、漏电监测模块、信号转换板以及电压信号隔离栅供电，同时电池电压连接到漏电监测模块后输出给外部电控供电，外部档位(P、N、R)、漏电监测模块输出信号连接到信号转换板隔离后输出连接到本安主控器，电池电压连接到信号转换板经过电阻分压，再连接到电压信号隔离栅后输出信号给本安型主控器。
[0024]智能控制系统中的本安型主控器由控制器、热电阻信号转接板组成，外部温度传感器连接到热电阻信号转接板分压处理后连接到控制器，控制器接收各个传感器的信号后经过分析处理，再通过RS485总线连接到人机界面。
[0025]隔爆兼本安型配电箱中的信号转换板，其电路设计成:电机使能信号(DJSN)、档位信号(P_l、N_l、R_l)分别连接到4路继电器的线圈控制端，由各自继电器隔离后输出相应信号给外部电控，电池电压输入后连接到两个串联电阻，经两电阻分压后输出信号给电压信号隔离栅。
[0026]本安型主控器中的热电阻信号转接板，其电路设计成:外部12V本安电源正极输入后连接两个滤波电容滤波，再连接到一稳压器进行稳压，输出后再连接到两个滤波电容进行滤波，输出稳定的5V电源，该5V电源又连接到4个电阻，4个电阻分别连接到4路温度传感器后连接到本安电源负极，温度传感器随着温度的变化其电阻也相应的变化，其电压也做相应的变化，该变化的电压连接到本安型主控器分析处理即可知道测得的温度值。
[0027]智能控制系统中的本安型人机界面可显示车辆电池电压、剩余电量、行车速度、挡位、刹车温度、电机温度、环境气体浓度、载货重量以及漏电报警提示，电池电压以数字显示在显示屏的左下角，剩余电量以电池图标按电量比例分格显示在左上角，行车速度以圆形速度表盘形式显示在左边中间，量程为O — 60Km/h，前进后退档以绿色箭头显示在中间上方和下方，空挡以绿色N字带圈显示在前进后退档位箭头中间，显示屏右边显示有环境气体浓度、电机温度、刹车温度、载货重量的值及漏电报警等功能，当出现报警时右边小圆圈显示红色并闪烁提示，正常显示绿色，人机界面还有日期、时间显示，开机输入密码功能。
[0028]防爆车辆用智能控制系统主要由隔爆兼本安型配电箱、本安型主控器、本安型人机界面、本安型温度传感器、本安型载重传感器、本安型毒气探头、本安型蜂鸣器等组成。隔爆兼本安型配电箱内部装有电源转换器、漏电监测模块、本安电源、电压信号隔离栅及信号转换板；本安型主控器内部装有控制器、热电阻信号转接板。
[0029]电源供电部分:外部电池输入后连接到配电箱内部的电源转换器，由电源转换器输出24V电源后分别给两路本安电源、漏电监测模块、信号转换板、电压信号隔离栅供电，其中一路本安电源输出24V后给本安型人机界面供电，另一路本安电源输出12V后给本安型主控器、4路温度传感器、2路气体传感器、载重传感器供电。两路本安电源互相隔离，达到真正本质安全。
[0030]漏电监测功能:漏电监测模块对流经的电源正负极电流实时采样、比较，当发生漏电时，流过正极的电流与流过负极的电流不一致，漏电监测模块采样到该差分信号、经过比较器比较后输出一高电平，控制继电器触点闭合，该继电器触点信号可传送到本安型主控器进行分析处理，再通过RS485总线传送给本安型人机界面进行显示，当出现漏电时，人机界面将会报警提示。
[0031]温度监测功能:采用热电阻传感器接到防爆车辆容易产生热量的部位，主要在刹车片、电机上，热电阻传感器可以随着温度的变化输出线性变化的电阻值，通过一分压电路把变化的电阻信号转换成变化的电压信号，然后把该信号传送到本安型主控器进行分析、处理后，再通过RS485总线传送给本安型人机界面进行显示，当超过设定安全温度值时，人机界面将会报警提示。
[0032]电池电压与电量采集功能:电池正极48V输入后首先经过由电阻Rl和R2组成的分压电路到电池负极，电阻R2上的压降为电池电压的1/11，该电压经过信号隔离栅后传到本安型主控器，由主控器分析、处理后，再通过RS485总线传送给本安型人机界面进行显示，电池电量由电池电压按比例换算后得出一百分比，当电量低于10%时，人机界面将会报
警提示。
[0033]载重监测功能:载重传感器可检测O — 5000Kg的货物重量，并输出随载货重量成线性比例关系的O — 5V电压信号，该信号传送到本安型主控器进行分析、处理后，再通过RS485总线传送给本安型人机界面进行显示，当超过设定载货重量时，人机界面将会报警提
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[0034]环境气体浓度检测功能:本安型主控器可配接两种不同的本安型气体传感器，如一氧化碳，硫化氢等，该气体传感器可随着周围气体浓度大小输出4一20mA的电流信号，该信号传送到本安型主控器进行分析、处理后，再通过RS485总线传送给本安型人机界面进行显示，当超过设定安全毒气浓度时，人机界面将会报警提示。
[0035]行车数据监测功能:行车数据监测主要包括行车挡位和行车速度，外部挡位开关P挡、N挡、R挡分别连到一继电器，当档位开关拨到某一档位，相应档位的继电器线圈即通电吸合，常开触点闭合后把12V电压连到主控器的开关量输入端。外部电机控制器输出的电机转速信号通过CAN总线传送给主控器，经过主控器内部分析处理后再通过RS485总线传送给本安型人机界面进行显示。
[0036]报警与强行停机功能:当传送给人机界面的车辆参数(包括电池电压、电量、行车速度、挡位、刹车温度、电机温度、环境毒气浓度、载货重量)超过设定的安全限值时，人机界面将会有红色图标闪烁提示(正常时显示绿色)，并结合报警严重程度输出相应指令给主控器，用于控制本安蜂鸣器鸣叫和通过一继电器间接切断电机控制器的使能信号(出现漏电和环境毒气浓度严重超标时)，从而使电机停转，达到强制停机，保障爆炸性环境场所的安全。
[0037]定期维护提醒与自动锁机功能:车辆上电后必须先在本安型人机界面中输入开机密码后才能行驶，人机界面具有自动累计记录车辆工作时间的功能，出厂时可以通过编程设定车辆开机密码在时隔多少年后自动改成其他密码，到期后，使用者必须通知生产厂家安排车辆维护等事宜，否则不予启动，达到自动锁机的效果。
[0038]以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.防爆车辆用智能控制系统，其特征在于: 设于配电箱内的电路模块，该电路模块包括主控制器和信号转换电路，该主控制器处理结果输出端与本安型人机界面的显示单元连接，所述主控制器的数据输入分别与分布于车辆各位置的采集车辆电池电量的电量采集单元、采集车辆速度的速度采集单元、采集车辆挡位的挡位采集单元、采集刹车部件温度和电机温度的温度采集单元、采集易爆气体浓度的气体浓度采集单元、采集是否漏电的漏电监测模块和载重传感器连接；主控制器根据各单元采集的数据确定风险，并控制车辆起动机的关停、刹车的松放、速度和挡位的增减操作。
2.根据权利要求1所述的防爆车辆用智能控制系统，其特征在于: 所述温度传感器、气体浓度采集单元和载重传感器以及电池电压电量的信号连接到主控器的模拟信号输入端，经信号转换后的档位信号、漏电采集单元输出的漏电信号连接到主控器的开关量信号输入端，由电控输出的电机速度信号通过CAN总线连接到主控器的CAN总线接口，由主控制器进行处理后，通过RS485总线输给人机界面进行实时显示，当出现故障时由人机界面通过RS485总线发送控制指令到主控器处理后，一路开关量输出连接到蜂鸣器控制其报警，一路开关量输出电机使能控制信号连接到信号转换电路后输出到电机控制器用于控制电机运行或停止。
3.根据权利要求1所述的防爆车辆用智能控制系统，其特征在于: 所述配电箱还包括电源转换器、漏电监测单元、电源、电压信号隔离栅及信号转换板，电池电压输入后连接到电源转换器，由电源转换器电压变换后分别连到电源、漏电监测单元、信号转电路以及电压信号隔离栅供电，同时电池电压连接到漏电监测单元后输出给外部电机控制器供电，车辆档位、漏电监测单元输出信号连接到信号转换板隔离后输出连接到主控器，电池电压连接到信号转换电路经过电阻分压，再连接到电压信号隔离栅后输出信号给主控制器。
4.根据权利要求2所述的防爆车辆用智能控制系统，其特征在于: 所述主控器包括控制器和热电阻信号转接电路，其中温度采集单元连接到热电阻信号转接电路经分压处理后连接到控制器，控制器对传感器的信号进行处理，再通过RS485总线连接到人机界面。
5.根据权利要求2所述的防爆车辆用智能控制系统，其特征在于: 所述信号转换电路包括电机使能信号(DJSN)、档位信号(P_l、N_l、R_l)信号端分别连接到各路继电器的线圈控制端，由各自继电器隔离后输出相应信号给外部电机控制器，电池电压输入后连接到两个串联电阻，经两电阻分压后输出信号给电压信号隔离栅。
6.根据权利要求2所述的防爆车辆用智能控制系统，其特征在于: 电源的正极连接两个滤波电容滤波，再连接到一稳压器进行稳压，输出后连接到两个滤波电容进行滤波，又连接到4个电阻，4个电阻分别连接到4路温度传感器后连接到本安电源负极。
7.根据权利要求1所述的防爆车辆用智能控制系统，其特征在于: 所述温度采集单元为本安型温度传感器；所述气体采集单元为本安型毒气探头。
8.根据权利要求1或2所述的防爆车辆用智能控制系统，其特征在于: 所述防爆车辆用智能控制系统还包括与主控制器输出连接的本安型蜂鸣器。
【文档编号】B60R16/02GK203819156SQ201420021406
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】张海鸥, 文锋, 周会超, 张兴胜, 欧阳英, 文伟 申请人:深圳瑞朗特防爆车辆有限公司