CN109455198B - 一种移动式上水机器人保护柜及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种移动式上水机器人保护柜，包括柜体，所述柜体的侧边连接有可向上开启的仓门，所述仓门底部设有可供上水机器人移动导轨穿入柜体内部的凹槽，所述柜体内部设置有控制柜和上水机器人，所述上水机器人滑动连接在穿入所述柜体内部的上水机器人移动导轨上，所述上水机器人与所述控制柜电连接。该发明通过柜体将移动式的上水机器人与周围环境隔离，可以有效保护上水机器人免受阳光暴晒，雨淋等，减缓其老化速率，同时还可对柜体内温度、湿度进行调节，使得上水机器人能在较为适宜的范围内工作，从而使上水机器人能在各种恶劣环境下正常工作，保证其工作进度。

Description

一种移动式上水机器人保护柜及控制方法

技术领域

本发明属于列车上水设备技术领域，具体涉及一种移动式上水机器人保护柜及控制方法。

背景技术

目前常用的旅客列车上水栓包括传统上水栓和自动回卷型上水栓，前者在上水结束后需要上水工人将上水管从列车上水口上拔出并收回原位，自动回卷型上水栓则能在上水结束后自动脱落并回卷。上述两种上水栓均要依靠上水工人将上水管插入每节车厢的上水口，对人工依赖程度较大，一方面，股道间来回穿梭的上水工自身安全难以得到保障，另一方面，上水工人自身劳动强度较大，且上水效率低下。此外，目前市场上自动回卷型上水栓质量良莠不齐，回卷过程中“卡管”现象时有发生，为行车带来安全隐患。

随着机器人技术的发展，近年来工业机器人在码垛、车间装配、焊接、喷涂等领域都得到了较大的普及，但在铁路行业，工业机器人的应用并不常见，尤其是在旅客列车上水领域，依靠人工的上水方式在“智慧铁路”的发展趋势下，其数据无法同步，自控水平低下，安全隐患大，效率低等弊端愈发凸显。

因此，采用上水机器人替代人工对列车进行上水具有效率高、成本低、安全隐患小等诸多优点，然而移动式上水机器人对其工作环境有一定的要求，如铁路车站通常为露天或半露天，夏季高温暴晒，冬季低温有雪，尤其是露天车站，强降雨、冰雹等特殊天气都将对上水机械臂产生损害；我国幅员辽阔，我国东北地区冬季温度可低至零下二十摄氏度甚至零下三十摄氏度，而南方如海南等地区夏季温度高达四十摄氏度，车站复杂的环境严重影响上水机器人的正常工作，影响其工作效率，加剧了其老化速率。

发明内容

本发明的目的是克服现有移动式上水机器人的工作环境影响其工作效率，以及加剧其老化速率的问题。

为此，本发明提供了一种移动式上水机器人保护柜，包括柜体，所述柜体的侧边连接有可向上开启的仓门，所述仓门底部设有可供上水机器人移动导轨穿入柜体内部的凹槽，所述柜体内部设置有控制柜和上水机器人，所述上水机器人滑动连接在穿入所述柜体内部的上水机器人移动导轨上，所述上水机器人与所述控制柜电连接。

进一步的，所述柜体内还设有空调机、温度传感器和湿度传感器，所述空调机、温度传感器和湿度传感器均与所述控制柜连接。

进一步的，所述柜体内通过两个隔板依次分成第一隔断区、第二隔断区和第三隔断区，所述控制柜、空调机和上水机器人分别放置在第一隔断区、第二隔断区和第三隔断区内，两个所述隔板上设有贯通第二隔断区与第一隔断区、第三隔断区的送风口，所述温度传感器和湿度传感器设置在第三隔断区内，所述仓门设置在所述柜体的第三隔断区的侧边，且上水机器人移动导轨伸入第三隔离区。

进一步的，所述仓门的顶部通过转轴与所述柜体的侧边顶部转动连接，且所述转轴与所述控制柜电连接。

进一步的，所述仓门的凹槽边缘设有与上水机器人移动导轨密封的柔性密封垫片。

进一步的，所述上水机器人折叠后的最高点与所述柜体顶部内侧壁间竖直距离不小于30mm。

进一步的，所述柜体和仓门均采用双层夹板结构，且其双层夹板间填充有保温材料。

进一步的，所述柜体的侧壁和仓门的外壁上均设有一层不透光材料层。

进一步的，所述上水机器人底部内置有直流电源，所述柜体内上水机器人移动导轨的端部设有供上水机器人的直流电源充电的充电板，所述上水机器人与所述控制柜之间无线通信连接。

另外，本发明还提供了上述移动式上水机器人保护柜的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)将上述的移动式上水机器人保护柜安装在车站的两条到发线之间，且每台上水机器人对应一台移动式上水机器人保护柜；

2)上水机器人执行上水操作时，柜体侧边的仓门向上开启，控制柜控制上水机器人沿上水机器人移动导轨移动至柜体外，进行上水操作；上水机器人上水操作结束后，控制柜控制上水机器人收缩折叠，并控制上水机器人沿上水机器人移动导轨移回至柜体内，柜体侧边的仓门关闭；

3)仓门关闭后，温度传感器开启对上水机器人所在柜体区域内温度进行监测，并将温度信号传输给控制柜处理，控制柜将处理后的信号传输至与其外接的车站PC机，经车站PC机判断温度是否处于预设范围内，若监测温度不在预设范围内，则控制柜控制空调机启动对柜体内进行制热或制冷，直至监测温度处于其预设范围；

4)步骤3)温度调节完成后，湿度传感器开启对上水机器人所在柜体区域内湿度进行监测，并将湿度信号传输给控制柜处理，控制柜将处理后的信号传输至车站PC机，经车站PC机判断湿度是否超过预设值，若监测湿度大于预设值，则控制柜控制空调机启动对柜体内进行除湿，直至监测湿度低于预设值；

5)步骤4)湿度调节完成后，控制柜控制空调机进入待机状态，准备下一周期温度和湿度调节。

与现有的技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明提供的这种移动式上水机器人保护柜通过柜体将移动式的上水机器人与周围环境隔离，可以有效保护上水机器人免受阳光暴晒，雨淋等，减缓其老化速率，同时通过调节柜体内温度、湿度使得上水机器人能在较为适宜的范围内工作，从而使上水机器人能在各种恶劣环境下正常工作，保证其工作进度。

(2)本发明提供的这种移动式上水机器人保护柜在上水机器人不执行上水操作时，对其进行统一收纳，使得车站整洁美观，同时柜体设有保温材料，可减少空调机开启次数，节约能耗。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明移动式上水机器人保护柜的俯视图；

图2是本发明移动式上水机器人保护柜的仓门关闭时的纵剖图；

图3是本发明移动式上水机器人保护柜的仓门开启时的纵剖图；

图4是本发明中仓门的结构示意图；

图5是本发明中实施例2的移动式上水机器人保护柜的俯视图；

图6是本发明移动式上水机器人保护柜控制方法中温度、湿度调节流程图。

附图标记说明：1、柜体；2、第一隔断区；3、第二隔断区；4、第三隔断区；5、上水机器人移动导轨；6、转轴；7、上水机器人；8、隔板；9、仓门；10、送风口；11、柔性密封垫片；12.凹槽；13、充电板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1：

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供了一种移动式上水机器人保护柜，包括柜体1，所述柜体1的侧边连接有可向上开启的仓门9，所述仓门9底部设有可供上水机器人移动导轨5穿入柜体1内部的凹槽12，所述柜体1内部设置有控制柜和上水机器人7，所述上水机器人7滑动连接在穿入所述柜体1内部的上水机器人移动导轨5上，所述上水机器人7与所述控制柜电连接。该保护柜在上水机器人7执行上水操作时，柜体1上的仓门9向上开启，控制柜控制上水机器人7沿上水机器人移动导轨5移动，直至移动至柜体1外指定上水工位处，保护柜的设置不会影响上水机器人7的正常工作，而在上水机器人7不执行上水操作时，控制柜控制上水机器人7移回至柜体1内，仓门9关闭。优化的，所述柜体1内还设有空调机、温度传感器和湿度传感器，所述空调机、温度传感器和湿度传感器均与所述控制柜连接；在水机器人7移回至柜体1内，仓门9关闭后，温度传感器和湿度传感器对柜体1内的温度和湿度进行监测，当温度和湿度不在其预设的范围内时，通过空调机调节柜体内的温度和湿度，使得上水机器人7处于其适宜的温湿度范围内工作；本实施例提供的保护柜通过柜体1将上水机器人7与周围环境隔离，可以有效保护上水机器人7免受阳光暴晒，雨淋等，减缓其老化速率；同时对上水机器人7的收纳环境进行温湿度的调节，使得上水机器人7处于恒温恒湿状态下，从而使上水机器人7能在各种恶劣环境下正常工作，保证其工作进度。

细化的实施方式，如图2所示，所述柜体1内通过两个隔板8依次分成第一隔断区2、第二隔断区3和第三隔断区4，所述控制柜、空调机和上水机器人7分别放置在第一隔断区2、第二隔断区3和第三隔断区4内，两个所述隔板8上设有贯通第二隔断区3与第一隔断区2、第三隔断区4的送风口10，所述温度传感器和湿度传感器设置在第三隔断区4内，所述仓门9设置在所述柜体1的第三隔断区4的侧边，且上水机器人移动导轨5伸入第三隔离区4，通过三个隔断区将控制器、空调机和上水机器人7分开安装，减小收纳上水机器人7的空间，从而减少对其收纳空间温度和湿度的调节范围，节约能耗；同时通过仓门9的开合，既不影响上水机器人7正常上水操作，又可以在上水机器人7不工作时保证第三隔断区4内处于恒温恒湿状态，减少空调机的调节次数，节约能耗；而为了保证对柜体1内温湿度调节过程中柜体1的密封效果，优化的，如图4所示，所述仓门9的凹槽12边缘设有柔性密封垫片11，通过柔性密封垫片11对仓门9和上水机器人移动导轨5之间的连接间隙进行密封，同时柔性密封垫片11还可减小仓门9在开关过程中与上水机器人移动导轨5之间的摩擦。

具体的，如图3所示，所述仓门9的顶部通过转轴6与所述柜体1的侧边顶部转动连接，且所述转轴6与所述控制柜电连接，在仓门9打开时，通过控制柜控制转轴6向柜体1的外侧转动而使得仓门9打开，在仓门9关闭时，控制柜控制转轴6转动方向相反即可，操作方便。

进一步的，为了避免上水机器人7收纳进柜体1内时与柜体1的内壁间发生摩擦，所述上水机器人7折叠后的最高点与所述柜体1顶部内侧壁间竖直距离不小于30mm，同时还可根据上上水机器人7折叠后的形状，将上水机器人移动导轨5设置在柜体1内的合适区域，使得折叠后的上水机器人7的侧边与柜体1的内壁之间留有一定间隙，延长上水机器人7的使用寿命，同时有效保证上水机器人7的正常工作。

进一步的，所述柜体1和仓门9均采用双层夹板结构，且其双层夹板间填充有保温材料，通过双层夹板结构的设计，使得柜体1和仓门9均具有一定的防碰撞强度，同时在其中填充保温材料，进一步减缓了柜体1内温度和湿度的变化速率，可减少空调机开启调节次数，节约能耗。而为了避免光照对上水机器人7的使用寿命的影响，所述柜体1的侧壁和仓门9的外壁上均设有一层不透光材料层。为了避免防雷击，还可在柜体1上考虑防雷措施，如安装避雷针等。

如图6所示，本实施例还提供了上述移动式上水机器人保护柜的控制方法，包括如下步骤：

(1)将上述的移动式上水机器人保护柜安装在车站的两条到发线之间，且每台上水机器人7对应一台移动式上水机器人保护柜。

(2)上水机器人7执行上水操作时，柜体1侧边的仓门9向上开启，控制柜控制上水机器人7沿上水机器人移动导轨5移动至柜体1外，进行上水操作；上水机器人7上水操作结束后，控制柜控制上水机器人7收缩折叠，并控制上水机器人7沿上水机器人移动导轨5移回至柜体1内，柜体1侧边的仓门9关闭。

(3)仓门9关闭后，温度传感器开启对上水机器人7所在柜体区域内温度进行监测，并将温度信号传输给控制柜并经控制柜的单片机进行处理，控制柜将处理后的信号传输至与其外接的车站PC机，经车站PC机中相应软件判断温度是否处于预设范围内，若监测温度不在预设范围内，则控制柜控制空调机启动对柜体1内进行制热或制冷，直至监测温度处于其预设范围；具体的，如预设上水机器人7所在柜体区域空间内温度为15～35℃为适宜温度，若温度传感器监测的实际温度高于预设值35℃，则启动空调机对柜体1内部进行制冷，若温度传感器监测的实际温度低于预设值15℃，则启动空调机对柜体1内部进行制热，直到柜体1内温度在预设范围15～35℃内，然后进行下一步操作。

(4)步骤(3)温度调节完成后，湿度传感器开启对上水机器人7所在柜体区域内湿度进行监测，并将湿度信号传输给控制柜并经控制柜的单片机进行处理，控制柜将处理后的信号传输至车站PC机，经车站PC机判断湿度是否超过预设值，如预设上水机器人7所在柜体区域空间内湿度不超过70%为适宜湿度，若湿度传感器监测的实际湿度大于预设值70%，则控制器控制空调机启动对柜体1内进行除湿，直至监测湿度低于预设值70%。

当然，还可以对上述的温度传感器和湿度传感器设定定时监测，到达预设监测时间时，判断该保护柜的仓门9是否关闭，若仓门9开启，则认为上水机器人7处于上水操作状态，不对柜体1内温度和湿度进行调节，若仓门9关闭，则可按上述步骤(3)和步骤(4)对柜体1内温度和湿度进行调节，使得上水机器人7处于适宜的收纳环境中。

(5)步骤(4)湿度调节完成后，控制柜控制空调机进入待机状态，准备下一周期温度和湿度调节。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图5所示，本实施例中将上水机器人7与控制柜之间的连接采用无线通信方式进行信号传输，取消上水机器人7与控制柜之间的电源线和信号线，而上水机器人7的电源则通过在所述上水机器人7底部内置直流电源，所述柜体1内的上水机器人移动导轨5的端部设置供上水机器人7的直流电源充电的充电板13，充电板13与上水机器人7的直流电源之间可以采用接触式充电，也可以是无线充电，上水机器人7执行完上水操作后，自动回到该移动式上水机器人保护柜中进行待机充电。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种移动式上水机器人保护柜，包括柜体，其特征在于：所述柜体的侧边连接有可向上开启的仓门，所述仓门底部设有可供上水机器人移动导轨穿入柜体内部的凹槽，所述柜体内部设置有控制柜和上水机器人，所述上水机器人滑动连接在穿入所述柜体内部的上水机器人移动导轨上，所述上水机器人与所述控制柜电连接；

所述柜体内还设有空调机、温度传感器和湿度传感器，所述空调机、温度传感器和湿度传感器均与所述控制柜连接；所述柜体内通过两个隔板依次分成第一隔断区、第二隔断区和第三隔断区，所述控制柜、空调机和上水机器人分别放置在第一隔断区、第二隔断区和第三隔断区内，两个所述隔板上设有贯通第二隔断区与第一隔断区、第三隔断区的送风口，所述温度传感器和湿度传感器设置在第三隔断区内，所述仓门设置在所述柜体的第三隔断区的侧边，且上水机器人移动导轨伸入第三隔断区；所述仓门的凹槽边缘设有与上水机器人移动导轨密封的柔性密封垫片。

2.如权利要求1所述的移动式上水机器人保护柜，其特征在于：所述仓门的顶部通过转轴与所述柜体的侧边顶部转动连接，且所述转轴与所述控制柜电连接。

3.如权利要求1所述的移动式上水机器人保护柜，其特征在于：所述上水机器人折叠后的最高点与所述柜体顶部内侧壁间竖直距离不小于30mm。

4.如权利要求1所述的移动式上水机器人保护柜，其特征在于：所述柜体和仓门均采用双层夹板结构，且其双层夹板间填充有保温材料。

5.如权利要求1所述的移动式上水机器人保护柜，其特征在于：所述柜体的侧壁和仓门的外壁上均设有一层不透光材料层。

6.如权利要求1所述的移动式上水机器人保护柜，其特征在于：所述上水机器人底部内置有直流电源，所述柜体内上水机器人移动导轨的端部设有供上水机器人的直流电源充电的充电板，所述上水机器人与所述控制柜之间无线通信连接。

7.如权利要求1～6任一项所述的移动式上水机器人保护柜的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)将权利要求1～6任一项所述的移动式上水机器人保护柜安装在车站的两条到发线之间，且每台上水机器人对应一台移动式上水机器人保护柜；

2)上水机器人执行上水操作时，柜体侧边的仓门向上开启，控制柜控制上水机器人沿上水机器人移动导轨移动至柜体外，进行上水操作；上水机器人上水操作结束后，控制柜控制上水机器人收缩折叠，并控制上水机器人沿上水机器人移动导轨移回至柜体内，柜体侧边的仓门关闭；

3)仓门关闭后，温度传感器开启对上水机器人所在柜体区域内温度进行监测，并将温度信号传输给控制柜处理，控制柜将处理后的信号传输至与其外接的车站PC机，经车站PC机判断温度是否处于预设范围内，若监测温度不在预设范围内，则控制柜控制空调机启动对柜体内进行制热或制冷，直至监测温度处于其预设范围；

4)步骤3)温度调节完成后，湿度传感器开启对上水机器人所在柜体区域内湿度进行监测，并将湿度信号传输给控制柜处理，控制柜将处理后的信号传输至车站PC机，经车站PC机判断湿度是否超过预设值，若监测湿度大于预设值，则控制柜控制空调机启动对柜体内进行除湿，直至监测湿度低于预设值；

5)步骤4)湿度调节完成后，控制柜控制空调机进入待机状态，准备下一周期温度和湿度调节。