CN110193257A - 一种车载自检测喷雾除尘*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种车载自检测喷雾除尘***，包括检测装置、喷雾装置和控制装置；所述检测装置包括设置于车轮处的壳体，壳体内设有用于吹入空气的风扇和空气透光率监测部件，空气透光率监测部件将采集来的扬尘浓度信号转化成电信号，发送给控制装置；喷雾装置包括固定于车轮附近的喷头，喷头通过水管与固定于车底盘上的水箱连接，水管上设有水泵；控制装置根据扬尘浓度信号判断否为扬尘环境，进而控制水泵的工作状态。本发明具有自检测功能，当通过扬尘路段时，装置可以自动控制喷头伸出喷洒水雾进行除尘，简化操作，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及车载除尘技术领域，具体为一种车载自检测喷雾除尘***。
背景技术
车辆扬尘是指洒落在道路上的颗粒物在车辆行驶的过程中产生飞扬。车辆在行驶的过程中，一方面空气和车体周边摩擦产生了剪切气流，从而携带微细粉尘一起扬起、尘化，另一方面车辆行驶过程中带动周围空气流动产生诱导气流，同时车轮连续转动带动高速运动的尘粒，也会产生诱导气流并夹带微细粉尘随其运动，使得道路上粉尘飞扬。且在大型施工工地上大型工程车和货车带起的扬尘有时会影响施工进度，工程单位不得不在除尘方面投入大量的额外资金。但如果将这部分资金转而投给每辆施工车辆，在延长除尘装置使用时间的基础上还扩大了除尘范围和除尘率，将会为施工方与社会带来巨大的经济效益与环保效益。
据检索，目前已有车载喷水除尘技术出现，例如中国专利申请号2018113265916公开的“一种车载除尘装置”，所述的车载除尘装置主要用于车辆内部环境的除尘，仅能保证在开窗行驶的情况下，小轿车通过扬尘路段时车内环境的清洁，而对消除道路扬尘并无任何作用。再如中国专利申请号2017110745673公开的“ 一种连续性集尘除尘***”，该专利所述的集尘除尘***主要针对汽车排放尾气中有害粉尘的处理，能够在一定程度上解决现有车载除尘在大型车辆移动时是关闭使用的，而此状态下烟尘的外溢量是总烟尘量一半以上，被有关部门严厉要求整改的问题。但并不能有效处理车辆在施工工地行驶时所产生的道路扬尘，且不能够自动检测当前环境是否需要运行该装置，仍旧需要司机手动控制，在实际应用中仍存在诸多不便因素。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能实现自动检测周围环境是否为扬尘环境并控制喷雾来除尘的功能的车载自检测喷雾除尘***。技术方案如下：
一种车载自检测喷雾除尘***，包括检测装置、喷雾装置和控制装置；所述检测装置包括设置于车轮处的壳体，壳体内设有用于吸入空气的风扇和空气透光率监测部件，空气透光率监测部件将采集来的扬尘浓度信号转化成电信号，发送给控制装置；喷雾装置包括固定于车轮附近的喷头，喷头通过水管与固定于车底盘上的水箱连接，水管上设有水泵；控制装置根据扬尘浓度信号判断否为扬尘环境，进而控制水泵的工作状态 。
进一步的，所述喷雾装置还包括支撑板，支撑板通过支撑杆固定于挡泥板后方的车底盘上，支撑板上方一侧设有滑槽，滑槽内设有传动棘条，另一侧设有电机，电机驱动的齿轮与所述传动棘条啮合；所述喷雾喷头固定于传动棘条的端部；所述控制装置通过控制电机控制传动棘条在滑槽内滑动，从而使喷雾喷头伸出或缩回。
更进一步的，所述控制装置包括STM32F103C8T6单片机和继电器；STM32F103C8T6单片机的PB0引脚通过电阻R14连接到的三极管Q1的基极，同时通过电阻R15连接到三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极连接到二极管D1的正极，二极管D1与继电器线圈Co1并联，对应的继电器开关G1与电容C16和电阻R16构成的串联构件并联，同时与用于触发水泵（20）工作状态的插针连接件J1并联；
STM32F103C8T6单片机的PB1引脚通过电阻R18连接到的三极管Q2的基极，同时通过电阻R19连接到三极管Q2的发射极，三极管Q2的集电极连接到二极管D2的正极，二极管D2与继电器线圈Co2并联，对应的继电器开关G2与电容C17和电阻R17构成的串联构件并联，同时与用于触发电机（17）工作状态的插针连接件J2并联。
更进一步的，所述空气透光率监测部件包括发光二极管D3和光敏二极管D4；STM32F103C8T6单片机的PA3引脚依次通过电阻R21和电阻R22连接电源，发光二极管D3的负极连接到电阻R21和电阻R22之间，发光二极管D3的正极接地并同时连接到光敏二极管D4的负极，光敏二极管D4的正极通过电阻R20连接到电源。
更进一步的，所述水管与喷头连接的一端为可伸缩的软管。
本发明的有益效果是：
1）本发明具有自检测功能，当通过扬尘路段时，装置可以自动控制喷头伸出喷洒水雾，也可以由司机人为控制，实现了机控和人控的双控制模式；
2）本发明的喷头采用自动伸缩的方式，当装置运行时自动伸出挡泥板进行喷雾，不用时自动收回，最大程度上降低了外加装置对车辆本身运行过程中造成的影响；
3）本发明的喷雾部分采用喷雾喷头而非喷水喷头，在确保除尘率的基础上最大限度地节约了水资源；
4）本发明主要针对的是施工工地上使用的工程车和大型货车，采用直接加装在车辆底盘上的方式，简化操作，降低成本，延长了使用寿命。
附图说明
图1为本发明车载自检测喷雾除尘***整体结构示意图。
图2为本发明车载自检测喷雾除尘***检测装置结构示意图。
图3为本发明车载自检测喷雾除尘***喷雾装置结构示意图。
图4为本发明车载自检测喷雾除尘***安装后的示意图。
图5为本发明车载自检测喷雾除尘***水泵继电器模块的电路示意图。
图6为本发明车载自检测喷雾除尘***电机继电器模块的电路示意图。
图7为本发明车载自检测喷雾除尘***检测部分电路示意图。
图8为本发明车载自检测喷雾除尘***控制部分电路示意图。
图中：1-水箱；2-水管；3-检测装置；4-喷雾装置；5-车底盘；6-后车轴；7-挡泥板；8-车轮；9-风扇；10-发光二极管；11-光敏二极管；12-壳体；13-喷头；14-软管；15-支撑杆；16-齿轮；17-电机；18-传动棘条；19-支撑板；20-水泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，一种车载自检测喷雾除尘***，包括检测装置3、喷雾装置4和控制装置；所述检测装置3包括设置于车轮8处的壳体12，壳体12内设有用于吸入空气的风扇9和空气透光率监测部件，空气透光率监测部件将采集来的扬尘浓度信号转化成电信号，发送给控制装置；喷雾装置4包括固定于车轮8附近的喷头13，喷头13通过水管2与固定于车底盘5上的水箱1连接，水管2上设有水泵20；控制装置根据扬尘浓度信号判断否为扬尘环境，进而控制水泵20进入或结束工作状态。
检测装置3由壳体12、风扇9、发光二极管10、光敏二极管11构成，并通过螺丝固定在工程车后车轴6两端靠近车轮21和车轮8的位置。检测装置3通过信号线与控制装置相连，控制装置引脚与继电器信号脚相连。
且检测装置共有两个，分别与后车轴6靠近车轮的左、右两端固定，风扇9装在壳体12曲面上，将扬尘吹入检测装置3内部，发光二极管10作为光源，光敏二极管11起检测装置中空气透光率的作用。
喷雾装置4由喷头13、支撑杆15、传动条18、电机17、齿轮16、支撑板19和水泵20构成。支撑杆15将喷雾装置4与工程车底盘5相连，电机17为齿轮16转动提供动力，齿轮16与传动条18相连，传动条18与喷头13相连。当齿轮转动时，带动传动条移动，控制喷头伸缩穿过挡泥板7。
喷雾装置4具体结构为：支撑板19通过支撑杆15固定于挡泥板7后方的车底盘5上，支撑板19上方一侧设有滑槽，滑槽内设有传动棘条18，另一侧设有电机17，电机17驱动的齿轮16与所述传动棘条18啮合；所述喷雾喷头13固定于传动棘条18的端部；所述控制装置通过控制电机17控制传动棘条18在滑槽内滑动，从而使喷雾喷头13伸出或缩回。
喷雾装置4共有两个，分别装在工程车后车轮8的挡泥板7后方，固定在车底盘5上。
储水装置由水箱1构成，水箱1、水泵20和喷头13之间通过水管2彼此连接，且连接喷头的水管头部的软管14是可伸缩材料。水泵20负极通过电线与继电器负极相连，继电器负极与电源负极相连，水泵正极与电源正极相连。水管2共有三根，分别连接水箱1与水泵20、水泵与装在左右后轮上的喷头13，起到供水作用。
控制装置由单片机最小电路和继电器构成。电源部分为车载电源。控制装置包括STM32F103C8T6单片机和继电器。
如图5所示，STM32F103C8T6单片机的PB0引脚通过电阻R14连接到的三极管Q1的基极，同时通过电阻R15连接到三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极连接到二极管D1的正极，二极管D1与继电器线圈Co1并联，对应的继电器开关G1与电容C16和电阻R16构成的串联构件并联，同时与用于触发水泵20工作状态的插针连接件J1并联。
如图6所示，STM32F103C8T6单片机的PB1引脚通过电阻R18连接到的三极管Q2的基极，同时通过电阻R19连接到三极管Q2的发射极，三极管Q2的集电极连接到二极管D2的正极，二极管D2与继电器线圈Co2并联，对应的继电器开关G2与电容C17和电阻R17构成的串联构件并联，同时与用于触发电机17工作状态的插针连接件J2并联。
如图7所示，空气透光率监测部件包括发光二极管D3和光敏二极管D4；STM32F103C8T6单片机的PA3引脚依次通过电阻R21和电阻R22连接电源，发光二极管D3的负极连接到电阻R21和电阻R22之间，发光二极管D3的正极接地并同时连接到光敏二极管D4的负极，光敏二极管D4的正极通过电阻R20连接到电源。
空气透光率较低时，光敏二极管D4饱和反向漏电流很小，此时光敏二极管D4截止，PA3端口电压高。当光线照射光敏二极管时，光敏二极管中PN 结产生电子空穴对，使少数载流子的密度增加。这些载流子在反向电压下漂移，使反向电流增加，PA3端口电压变小.STM32C8T6芯片通过 ADC 读取电压值，判断外部光线的强弱，从而控制继电器是否启动水泵和电机。
本发明的工作过程和工作原理：本装置使用时安装在工程车后车轴及底盘下部。当工程车启动时，检测装置3进入工作状态，通过风扇9将空气吸入壳体内腔，实时进行内部空气透光率监测，并将数据上传至单片机，单片机进行数据判断，分析是否为扬尘环境，是否需要启动喷雾装置。如工程车进入扬尘路段，检测装置中的空气透光率降低，经过数据处理，单片机判断存在扬尘。于是单片机控制继电器，驱动水泵20，为喷雾装置4供水，同时电机17为齿轮16提供动力，齿轮转动带动传动棘条18运动，从而使喷头13伸出挡泥板7，开始喷洒水雾。
当空气中的尘埃与水雾结合，尘埃凝结降落至地面，空气中的PM10、PM2.5下降，单片机判断不存在扬尘，于是停止控制继电器，电机17再次带动齿轮16反向转动，齿轮16带动传动棘条18运动使喷头13收回，停止喷雾。
另外，本装置采用基于STM32F103C8T6单片机编程实现功能，空气透光率监测部件来监测车辆行驶过程空气灰尘密度以判断是否存在扬尘，从而控制喷雾装置4的工作状态。当车辆经过扬尘路段时，通过检测装置3的风扇9将空气吸入检测腔体，检测装置3中的光电元件将采集来的扬尘浓度信号转化成控制部分的电信号，发送单片机，单片机控制继电器打开，使水泵进入工作状态，将水箱1中的水通过喷头3喷出水雾，从而稀释降解扬尘。当车辆完全驶离扬尘路段时或者成功降解扬尘，检测装置3恢复，则单片机控制继电器结束对水泵的供电。
Claims (5)
1.一种车载自检测喷雾除尘***，其特征在于，包括检测装置（3）、喷雾装置（4）和控制装置；所述检测装置（3）包括设置于车轮（8）处的壳体（12），壳体（12）内设有用于吸入空气的风扇（9）和空气透光率监测部件，空气透光率监测部件将采集来的扬尘浓度信号转化成电信号，发送给控制装置；喷雾装置（4）包括固定于车轮（8）附近的喷头（13），喷头（13）通过水管（2）与固定于车底盘（5）上的水箱（1）连接，水管（2）上设有水泵（20）；控制装置根据扬尘浓度信号判断否为扬尘环境，进而控制水泵（20）的工作状态。
2.根据权利要求1所述的车载自检测喷雾除尘***，其特征在于，所述喷雾装置（4）还包括支撑板（19），支撑板（19）通过支撑杆（15）固定于挡泥板（7）后方的车底盘（5）上，支撑板（19）上方一侧设有滑槽，滑槽内设有传动棘条（18），另一侧设有电机（17），电机（17）驱动的齿轮（16）与所述传动棘条（18）啮合；所述喷雾喷头（13）固定于传动棘条（18）的端部；所述控制装置通过控制电机（17）控制传动棘条（18）在滑槽内滑动，从而使喷雾喷头（13）伸出或缩回。
3.根据权利要求2所述的车载自检测喷雾除尘***，其特征在于，所述控制装置包括STM32F103C8T6单片机和继电器；STM32F103C8T6单片机的PB0引脚通过电阻R14连接到的三极管Q1的基极，同时通过电阻R15连接到三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极连接到二极管D1的正极，二极管D1与继电器线圈Co1并联，对应的继电器开关G1与电容C16和电阻R16构成的串联构件并联，同时与用于触发水泵（20）工作状态的插针连接件J1并联；
STM32F103C8T6单片机的PB1引脚通过电阻R18连接到的三极管Q2的基极，同时通过电阻R19连接到三极管Q2的发射极，三极管Q2的集电极连接到二极管D2的正极，二极管D2与继电器线圈Co2并联，对应的继电器开关G2与电容C17和电阻R17构成的串联构件并联，同时与用于触发电机（17）工作状态的插针连接件J2并联。
4.根据权利要求1所述的车载自检测喷雾除尘***，其特征在于，所述空气透光率监测部件包括发光二极管D3和光敏二极管D4；STM32F103C8T6单片机的PA3引脚依次通过电阻R21和电阻R22连接电源，发光二极管D3的负极连接到电阻R21和电阻R22之间，发光二极管D3的正极接地并同时连接到光敏二极管D4的负极，光敏二极管D4的正极通过电阻R20连接到电源。
5.根据权利要求1所述的车载自检测喷雾除尘***，其特征在于，所述水管（2）与喷头（13）连接的一端为可伸缩的软管（14）。
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