CN110550068B - 动车全自动给水系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动车全自动给水系统及其工作方法，该系统包括控制器、机器人、视觉识别组件以及给水装置，给水装置包括与机器人连接的法兰转接件、浮动接头组件、外门开启组件以及内门开启组件，浮动接头组件、外门开启组件及内门开启组件分别与法兰转接件连接；视觉识别组件与控制器连接，机器人与控制器连接；通过视觉识别组件识别水箱的外门、内门位置后，控制器驱动机器人工作，由机器人带动给水装置移动，通过外门开启组件打开动车水箱的外门，内门开启组件打开动车水箱的内门，浮动接头组件与动车水箱的入水口对接，以进行给水操作。本发明实现动车自动化上水，效率高，安全性强，且适用于不同型号的列车，以完成高效且安全可靠的给水作业。

Description

动车全自动给水系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及动车给水机构，更具体地说是指动车全自动给水系统及其工作方法。

背景技术

随着高速的迅猛发展，其配套设置也在逐步升级。其中，铁路沿线作业属于高危工种，传统作业都是由人工，穿梭在铁路之间进行作业的。作业类型，包括清洁、加水、排污、车况检查等等。人工作业，存在着安全隐患，以及效率等问题。

现有方案则增加了很多人工操作培训，一个岗位设立两个工人，一个负责作业，一个负责观察和监督。这种方式虽然提高了安全作业的可靠性，但是出现了极大的人工浪费，增加人工的方式，增加了成本；增加安全流程的方式，降低了效率，且目前高铁停靠站时间，随着迅速发展，趋于标准化，停站时间短。这给人工作业的时间，带了新的挑战，特别是在对动车进行加水操作时，机械作业仍然存在较大挑战，动车的型号繁多，不统一，机械作业无法像人工作业一样灵活，且在人工作业时也存在一定的危险性，效率也低。

因此，有必要设计一种新的机构，实现动车自动化上水，效率高，安全性强，且适用于不同型号的列车。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供动车全自动给水系统及其工作方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：动车全自动给水系统，包括控制器、机器人、视觉识别组件以及给水装置，所述给水装置包括与所述机器人连接的法兰转接件、浮动接头组件、外门开启组件以及内门开启组件，所述浮动接头组件、外门开启组件以及内门开启组件分别与所述法兰转接件连接；所述视觉识别组件与所述控制器连接，所述机器人与所述控制器连接；通过所述视觉识别组件识别水箱的外门、内门以及注水口的位置后，所述控制器根据所述视觉识别组件传输的位置信息驱动所述机器人工作，由所述机器人带动所述给水装置移动至指定位置，通过所述外门开启组件打开动车水箱的外门，若动车的水箱有内门时，所述内门开启组件打开动车水箱的内门，所述浮动接头组件与动车水箱的入水口对接，以进行给水操作。

其进一步技术方案为：所述浮动接头组件包括水管接头、入水水管、水管连接件以及浮动调整结构，所述水管接头通过所述水管连接件与所述入水水管连接，所述浮动调整结构分别与所述水管连接件以及所述法兰转接件连接。

其进一步技术方案为：所述水管连接件包括连接板，所述连接板上设有通孔，所述通孔的一侧延伸有接头连接管，所述通孔的另一侧延伸有水管连接管，所述水管接头与所述接头连接管连接，所述水管连接管与所述入水水管连接。

其进一步技术方案为：所述浮动调整结构包括若干个浮动导向杆以及若干个弹簧，所述浮动导向杆的一端与所述连接板连接，所述浮动导向杆的另一端与所述法兰转接件连接，所述弹簧连接于所述浮动导向杆上，且所述弹簧位于所述连接板与所述法兰转接件之间。

其进一步技术方案为：所述浮动导向杆包括导向杆本体，所述导向杆本体靠近所述连接板的一端朝外延伸有浮动调整段，所述浮动调整段与所述连接板连接，所述导向杆本体的另一端与所述法兰转接件连接。

其进一步技术方案为：所述外门开启组件包括外门开启板，所述外门开启板的内端与所述法兰转接件连接，所述外门开启板上设有一垂直段，所述垂直段的上端沿自上而下方向朝内倾斜延伸形成抵接板。

其进一步技术方案为：所述外门开启板的外端沿着自上而下且朝外倾斜的方向延伸形成一回钩段。

其进一步技术方案为：所述内门开启组件包括环形管件，所述环形管件的内端与所述法兰转接件连接，所述环形管件内设有通槽，所述入水水管穿过所述通槽。

其进一步技术方案为：所述视觉识别组件包括支架、摄像机、视觉控制器以及补光灯，所述摄像机以及所述补光灯分别连接于所述支架上，所述摄像机与所述视觉控制器连接，所述视觉控制器与所述控制器连接。

本发明还提供了动车全自动给水系统的工作方法，包括：

通过视觉识别组件识别水箱的外门、内门以及注水口的位置后，控制器根据视觉识别组件传输的位置信息驱动机器人工作，由机器人带动给水装置移动至指定位置，通过外门开启组件打开动车水箱的外门，若动车的水箱有内门时，内门开启组件打开动车水箱的内门，浮动接头组件与动车水箱的入水口对接，以进行给水操作。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过设置视觉识别组件、机器人、控制器以及给水装置，由视觉识别组件以及控制器配合，驱动机器人工作，由机器人带动给水装置打开水箱外门和内门，且借助浮动调整结构调整水管接头的位置，以使得水管接头与水箱的注水口对接，且在加水过程中实时监测机器人的周围环境的安全程度，实现动车自动化上水，效率高，安全性强，且适用于不同型号的列车，以完成高效且安全可靠的给水作业。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为本发明具体实施例提供的机器人的立体结构示意图；

图2为本发明具体实施例提供的给水装置的立体结构示意图；

图3为本发明具体实施例提供的给水装置的爆炸结构示意图；

图4为本发明具体实施例提供的给水装置的主视结构示意图；

图5为本发明具体实施例提供的浮动接头组件的立体结构示意图；

图6为本发明具体实施例提供的浮动导向杆的立体结构示意图；

图7为本发明具体实施例提供的外门开启组件的立体结构示意图；

图8为本发明具体实施例提供的内门开启组件的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，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”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。

此外，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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

如图1～8所示的具体实施例，本实施例提供的动车全自动给水系统，可以运用在不同型号动车的自动开关水箱的外门和内门以及自动进行水管接头10与水箱注水口的连接，以进行不同型号动车的给水操作，当然，还可以运用于带有水箱的动车的给水操作过程中。

请参阅图1与图2，上述的动车全自动给水系统，包括控制器、机器人80、视觉识别组件以及给水装置，给水装置包括与机器人80连接的法兰转接件20、浮动接头组件、外门开启组件以及内门开启组件，浮动接头组件、外门开启组件以及内门开启组件分别与法兰转接件20连接；视觉识别组件与控制器连接，机器人80与控制器连接；通过视觉识别组件识别水箱的外门、内门以及注水口的位置后，控制器根据视觉识别组件传输的位置信息驱动机器人80工作，由机器人80带动给水装置移动至指定位置，通过外门开启组件打开动车水箱的外门，若动车的水箱有内门时，内门开启组件打开动车水箱的内门，浮动接头组件与动车水箱的入水口对接，以进行给水操作。

在本实施例中，上述的机器人80为但不局限于6轴协作型机器人80，结合视觉识别组件以及给水装置，形成了整套自动化列车给水系统。该系统在轨道即支架上设置有摄像机，用于捕捉行进的列车并且识别列车型号、水位信号、给水门位置等动态变化的信息。摄像机进行实时捕捉环境，进行智能判断，形成了视觉识别组件。在机器人80的末端安装有一套半柔性化的给水装置，该给水装置用于打开列车上的给水水门以及完成将水管准确对位的动作。本系统对列车的型号和给水水门做了特殊处理，识别率很高，整个系统具有较高的可靠性，可以实现多种不同列车的给水作业，实现动车自动化上水，效率高，安全性强，且适用于不同型号的列车。

使用6自由度协作型机器人80，可以覆盖有效广泛的工作空间，大大提高了机器人80的作业能力，协作型机器人80具有人机协作的特点，可以在遇到突发状况时，进行安全动作。

在一实施例中，上述的视觉识别组件包括支架、摄像机、视觉控制器以及补光灯，摄像机以及补光灯分别连接于支架上，摄像机与视觉控制器连接，视觉控制器与控制器连接。

上述的摄像机为采用高稳定性、高速采样、高分辨率的工业相机，该工业相机配合广角镜头，实现尽可能大的视角覆盖，在摄像机左右两侧各增加了一组LED补光灯，该补光灯可以根据环境的变化，进行不同的光线补偿，用于给摄像机进行光照补偿，保证了视觉识别组件对于信息获取的实时性和有效性。

摄像机获取有效的视觉信息后，视觉控制器采用多重识别算法对获取的视觉信息也就是图片进行分析。多重识别算法主要包括帧画面像素对比法、模板匹配、模板判定算法。算法在处理图像上使用灰度图像，可以有效的避免外界环境带来的影响。经过对目标的解析，判断列车是否停靠、找出停靠区间内是否存在给水水门、求解给水水门位于机器人80坐标系中的坐标。完成视觉识别组件的作业流程。将数据通过工业高速以太网，传输给控制器以驱动机器人80进行下一步操作。

与此同时，视觉识别组件在机器人80的整个作业过程中，实时监控给水过程，如果发现任何意外情况，经过工业高速以太网，将异常信息传递控制器做出相应的应急处理动作。

对于控制器驱动机器人80工作的过程中，由于列车停靠的位置不是一个唯一确定的位置。那么机器人80每次动作的位置是有所不同的。结合视觉识别组件给出的水箱外门和内门坐标信息。控制器会先分析坐标是否在机器人80的可达范围内。如果在可达范围内，将根据目标点和当前点位置，计算一组有效的安全运动路线，如果不在可达范围内，机器人80将不做动作，并给出提示；机器人80随不同的停靠位置而进行不同的运动轨迹规划，轨迹规划以保持合理作业，最小改变原规划姿态以及最小化关节与目标之间距离为总原则，即求解

该方程以得到新规划姿态；其中，Target_org表示原规划姿态，Target_new表示新规划姿态，Distance(Obstacles,Robot)为计算机器人80与目标之间距离函数，w₁，w₂为权值系数。轨迹规划的原理，是经过多重判断做出的，包括机器人80自身是否干涉、机器人80携带水管是否缠绕、能否在当前位置以及后续位置完成给水作业、出现异常时的紧急处理，判断结束后，根据可以实现给水动作的坐标组，进行坐标模拟，找出可以实现作业的坐标序列，然后进行给水作业。

上述的给水装置的外门开启组件通过模拟张开的手形，达到开启多种动车水箱的外门结构的功能；内门开启组件通过杠杆原理打开存在内门的车型，并通过内门开启组件光滑的外表实现内盖在内门开启组件上的移动和保持开启；浮动接头组件实现水管接头10的角度和位置自适应矫正的功能，以实现对不同动车车型的给水作业，使其能够以不同的姿态适应不同的动车水箱的外门和内门，而不需要进行工具切换，浮动接头组件增加了浮动对接的功能，大大降低了水管的对位要求，实现了自动适应、自动校正的功能。

在一实施例中，请参阅图3至图5，上述的浮动接头组件包括水管接头10、入水水管12、水管连接件以及浮动调整结构，水管接头10通过水管连接件与入水水管12连接，浮动调整结构分别与水管连接件以及法兰转接件20连接。

水管接头10用于连接动车水箱注水口处，入水水管12用于与外部供水设备连接，水管连接件则将水管接头10与入水水管12连接，实现对动车的给水操作，浮动调整结构则用于对水管接头10未对准动车水箱注水口处时，可进行浮动适应。

在一实施例中，请参阅图3，上述的水管连接件包括连接板50，连接板50上设有通孔，通孔的一侧延伸有接头连接管51，通孔的另一侧延伸有水管连接管52，水管接头10与接头连接管51连接，水管连接管52与入水水管12连接。

优选地，上述的水管接头10与接头连接管51的连接处连接有第一软管箍11，入水水管12与水管连接管52的连接处连接有第二软管箍13，第一软管箍11以及第二软管箍13可以提高整个水管连接件与入水水管12和水管接头10的连接紧密程度。

在一实施例中，请参阅图3与图5，上述的浮动调整结构包括若干个浮动导向杆以及若干个弹簧30，浮动导向杆的一端与连接板50连接，浮动导向杆的另一端与法兰转接件20连接，弹簧30连接于浮动导向杆上，且弹簧30位于连接板50与法兰转接件20之间。

由于不同动车的给水供水接头，尺寸和姿态有所区别。采用传统的对位式对接方式，对接要求严苛，对接成功率较低。由四根2mm线径的不锈钢的弹簧30组成，其单根有效压缩量为40N。当水管接头10对准了动车水箱的进水口该接口时，由于弹簧30和锁紧位置的作用，浮动调整结构不工作。当出现偏差时，水管接头10受力，而连接板50在水管接头10的作用下后移，以使得弹簧30受力后压缩，脱出浮动导向杆的锁紧位置，再进一步由弹簧30和浮动导向杆提供一定范围内的姿态随动，从而实现了浮动适应的功能。

在一实施例中，请参阅图6，上述的浮动导向杆包括导向杆本体40，导向杆本体40靠近连接板50的一端朝外延伸有浮动调整段41，浮动调整段41与连接板50连接，导向杆本体40的另一端与法兰转接件20连接。

上述的导向杆本体40的直径大于上述浮动调节段的直径，该浮动调节段的外端还设有挡板，当浮动调整结构未工作时，挡板与连接板50抵接，此时，整个给水装置处于锁紧位置，也就是处于锁紧状态。

在本实施例中，上述的浮动导向杆的个数为四个，四个浮动导向杆分别位于水管连接管52的外周。

在一实施例中，请参阅图7，上述的外门开启组件包括外门开启板70，外门开启板70的内端与法兰转接件20连接，外门开启板70上设有一垂直段，垂直段的上端沿自上而下方向朝内倾斜延伸形成抵接板71。

通过该抵接板71插设在动车水箱外门的缺口中，朝上翘起该外门，便可实现打开动车水箱外门。

在一实施例中，请参阅图7，外门开启板70的外端沿着自上而下且朝外倾斜的方向延伸形成一回钩段72。

在一实施例中，请参阅图6，抵接板71与所述外门开启板70之间连接有加强筋73，该加强筋73可用于加强抵接板71的承受力，以打开不同重量的外门。

现有的动车和高铁等动车的水箱外门主要分为上开式和下开式，其代表车型为CR400AF和CRH380A。外门开启组件的材质为铝材料，外门开启组件的形状形似张开的夹爪。设计成这种形状，有利于适用于不同开启结构的水箱外门。由于外门适用滑道设计，适用单一的结构，无法适用于广泛的车型，外门开启组件呈Y字型，能够满足这一特点，同时，Y字结构的外门开启组件的末端设计有回钩段72，可以用于关门以及车门位置维持辅助。

在一实施例中，请参阅图8，上述的内门开启组件包括环形管件，环形管件的内端与法兰转接件20连接，环形管件内设有通槽，入水水管12穿过通槽。

部分动车的水箱外门内还有第二层防护门，即内门，设置内门开启组件以打开内门。

在本实施例中，环形管件位于水管接头10的一侧，且贴合水管接头10，不影响没有内门的车型。

在一实施例中，上述的环形管件包括U型不锈钢管60，U型不锈钢管60围合形成一通槽，有内门的开启由8mm不锈钢管环绕形成U型不锈钢管60，可以实现柔性的开启，有效的滑动保持作用，滑动保持是为了在打开内门的同时插入水管接头10而设计的，实现更好地打开内门。

上述的U型不锈钢管60的两个末端分别朝下垂直延伸有过渡管61，该过渡管61的末端朝靠近法兰转接件20的一端延伸，形成连接管62，该连接管62插设在法兰转接件20上，还可以通过焊接的方式，将连接管62与法兰转接件20焊接，保证环形管件与法兰转接件20的连接稳固性。

在本实施例中，上述的过渡管61垂直于上述的法兰转接件20，上述的外门开启板70平行于上述的法兰转接件20，且上述的外门开启板70以及上述的环形管件分别位于法兰转接件20的两侧。以实现内门的开启和外门的开启均不互相影响。

于其他实施例，上述的U型不锈钢管60的两个末端之间连接有连接板50，该连接板50通过三个螺母与所述法兰转接件20连接，三个螺母形成加紧互相锁定的作用，保证环形管件与法兰转接件20的连接稳固性。

上述的法兰转接件20为连接自动移动机构如机器人80以及动车给水装置的连接零件，外门开启板70通过螺栓连接到法兰转接件20上，以提高连接强度；浮动调整结构通过四根浮动导向杆与水管连接件连接，再经过4根线径2mm的粗弹簧30分别绕在浮动导向杆上，以使得浮动导向杆压紧在法兰转接件20。当水管接头10连同水管连接件被压缩时，受到外力影响，打破弹簧30的弹力时，浮动调整结构开始发挥浮动作用。水管连接件与浮动导向杆的浮动调整段41之间为嵌套连接，嵌套的部位分为配合嵌套和浮动嵌套。当入水水管12没有被压缩时，水管连接件的孔径比浮动调整段41的轴径略大，间隙在0.2mm以内，以保证初始的入水水管12位置的一致性。当入水水管12压缩5mm后，水管连接件的孔径比浮动调整段41的轴径大2mm，因此，水管连接件可以围绕浮动调整段41进行各个方向运动，以进行水管接头10的浮动调整，实现浮动适应的功能。

上述的给水装置在工作时，首先外门开启板70上的抵接板71深入外门把手位置，沿外门开启方向移动，打开外门；接着，若该动车有内门，则切换到内门开启组件，由环形管件远离法兰转接件20的一端勾住水箱的内门门边，沿给水箱的内门转轴转动，直到打开水箱的内门，最后，在保持水箱的内门开启的状态下，平移水管接头10，直接插入动车的水箱注水口。这个插入过程因为有浮动调整结构的存在，不需要很准确，在±5mm的距离内都可以自动适应且插入水管接头10。水管接头10由于弹簧30的作用下，紧紧压在水箱注水口上，因此，避免了水管接头10的松动；实现了不同动车不同型号水门的开启应对措施，不需要进行工具切换，通过浮动调整结构实现了水管接头10与水箱注水口对接的自适应，避免水管接头10的松动等问题，简化了给水作业工具的复杂性，做到了化繁为简的通用性；增加了浮动对接的功能，大大降低了水管的对位要求，实现了自动适应、自动校正的功能。

上述的入水水管12采用耐腐蚀丁晴橡胶的材料，上述的内门开启组件、外门开启组件以及法兰转接件20、水管接头10采用不锈钢的材料，以使整个装置具备在不同条件下正常工作的能力，具备广泛的适应性，适应多种动车给水车门，通过浮动调整结构实现自适应对位的功能，提高了给水作业的高冗余性，给自动化、智能化、信息化的给水作业带来了可靠的保证。

上述的给水装置通过设置外门开启组件，以打开水箱的外门，设置内门开启组件，以打开具有水箱内门的动车的水箱内门，设置浮动调整结构，对于水管接头10未对准水箱注水口时可浮动调整水管接头10，以使得水管接头10与水箱注水口对接，且实现适用于不同型号动车的自动开关水箱的外门和内门以及自动进行水管接头10与水箱注水口的连接，以提高不同动车的给水效率。

当机器人80完成了轨迹规划后，将要进行给水作业，给水作业由给水装置完成，包括打开外门、打开内门、插入水管、打开水泵、关闭水泵、关闭给水内门、关闭给水外门，其中，对于内门的操作而言，仅针对于具备内门的列车，在视觉识别组件工作时，从列车型号便可获取该列车的信息，也就知道该列车是否有内门。

给水作业过程中涉及到操作不同的操作件，机器人80末端设计有给水装置，能够满足上述过程中的不同需求。给水装置同时还需要具备适应不同种类列车的能力。

另外，在整个操作过程中，该系统具备双重安全机制。第一重安全机制则是视觉识别组件。视觉识别组件将会对机器人80、机器人80周边环境、列车状态，这三个部分进行实时监控。如果发现异常，会采取相应的应急处理。例如，遇到人为原因影响机器人80作业，则会将该信息发送至控制器，由控制器判断机器人80能否继续作业，若无法继续作业，则控制器驱动机器人80撤离到安全位置。第二重安全机制则是机器人80受力反馈。机器人80可以感知环境带来的外力影响，若遇到冲击、拖拽等情况，机器人80的受力情况会反馈至控制器，由控制器分析后驱动机器人80迅速采取有效的规避动作，保证其自身的安全性。经过这两重安全监控机制，可以有效的保证机器人80给水装置，对环境的安全性以及对自身的安全性。

整个系统的作业流程为：视觉识别组件找到列车水箱的外门位置。由于列车停止的位置，不是一个固定的位置，其误差大约在1m的范围内，所以机器人80借助视觉识别组件灵活应对不同的停车位置。视觉识别组件使用工业相机，可以稳定高速的捕获列车水箱的外门位置。视觉识别组件根据图像像素点数量，计算列车水箱的外门的位置。例如：20个像素点对应1mm距离，将列车水箱的外门位置，传递给控制器，以由控制器驱动机器人80进行下一步动作；控制器得到列车水箱的外门位置后，由机器人80在控制器的控制下工作，并由与之连接的给水装置携带水管，进行加水的操作。机器人80末端的给水装置，具有打开列车水箱的外门和内门以及插入水管的功能，由于各种列车的给水水门结构不一样，设计了浮动调整结构，以适应不同列车，作业过程中，由于水箱外门和内门的位置多变，机器人80使用6个自由度的机器人80，可以灵活到达工作区域的各个位置，完成加水作业；接着由给水装置依次关闭列车给水水门。恢复到初始状态下，不干扰列车的运行，列车完成加水，方可继续行驶；结合了视觉环境感知的方式，机器人80智能控制理论，复杂的环境作业处理，安全作业原则，实现智能化带来了可能。极大的提高了给水作业的效率、极大的实现了给水作业的安全性、实现了信息时代交互与控制。

当视觉识别组件获取到列车的图片后，对该图片进行分析，以获取到列车型号以及对应的水箱内门和外门的位置信息，发送至控制器后，控制器会判断机器人80是否能找到水箱的外门和内门，也就是列车的水箱内门和外门是否在机器人80的可达范围内，若不是，则机器人80停止不动，不作业，等待列车行驶至机器人80可达水箱内门和外门的位置；若是，则控制器会选取该雷车型号对应的加水动作流程后，由机器人80带动给水装置打开外门、内门，并且将水管接头与水箱的注水口对接后，打开水阀进行加水操作，加水完毕后，则关闭水阀，并断开水管接头与水箱的注水口的对接，且机器人80驱动给水装置依次关闭内门和外门。

上述的动车全自动给水机构，通过设置视觉识别组件、机器人80、控制器以及给水装置，由视觉识别组件以及控制器配合，驱动机器人80工作，由机器人80带动给水装置打开水箱外门和内门，且借助浮动调整结构调整水管接头的位置，以使得水管接头与水箱的注水口对接，且在加水过程中实时监测机器人80的周围环境的安全程度，实现动车自动化上水，效率高，安全性强，且适用于不同型号的列车，以完成高效且安全可靠的给水作业。

在一实施例中，还提供了动车全自动给水系统的工作方法，包括：

通过视觉识别组件识别水箱的外门、内门以及注水口的位置后，控制器根据视觉识别组件传输的位置信息驱动机器人80工作，由机器人80带动给水装置移动至指定位置，通过外门开启组件打开动车水箱的外门，若动车的水箱有内门时，内门开启组件打开动车水箱的内门，浮动接头组件与动车水箱的入水口对接，以进行给水操作。

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述动车全自动给水系统的工作方法的具体实现过程，可以参考前述动车全自动给水系统实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.动车全自动给水系统，其特征在于，包括控制器、机器人、视觉识别组件以及给水装置，所述给水装置包括与所述机器人连接的法兰转接件、浮动接头组件、外门开启组件以及内门开启组件，所述浮动接头组件、外门开启组件以及内门开启组件分别与所述法兰转接件连接；所述视觉识别组件与所述控制器连接，所述机器人与所述控制器连接；通过所述视觉识别组件识别水箱的外门、内门以及注水口的位置后，所述控制器根据所述视觉识别组件传输的位置信息驱动所述机器人工作，由所述机器人带动所述给水装置移动至指定位置，通过所述外门开启组件打开动车水箱的外门，若动车的水箱有内门时，所述内门开启组件打开动车水箱的内门，所述浮动接头组件与动车水箱的入水口对接，以进行给水操作；所述浮动接头组件包括水管接头、入水水管、水管连接件以及浮动调整结构，所述水管接头通过所述水管连接件与所述入水水管连接，所述浮动调整结构分别与所述水管连接件以及所述法兰转接件连接；所述水管连接件包括连接板，所述连接板上设有通孔，所述通孔的一侧延伸有接头连接管，所述通孔的另一侧延伸有水管连接管，所述水管接头与所述接头连接管连接，所述水管连接管与所述入水水管连接；所述浮动调整结构包括若干个浮动导向杆以及若干个弹簧，所述浮动导向杆的一端与所述连接板连接，所述浮动导向杆的另一端与所述法兰转接件连接，所述弹簧连接于所述浮动导向杆上，且所述弹簧位于所述连接板与所述法兰转接件之间。

2.根据权利要求1所述的动车全自动给水系统，其特征在于，所述浮动导向杆包括导向杆本体，所述导向杆本体靠近所述连接板的一端朝外延伸有浮动调整段，所述浮动调整段与所述连接板连接，所述导向杆本体的另一端与所述法兰转接件连接。

3.根据权利要求1至2任一项所述的动车全自动给水系统，其特征在于，所述外门开启组件包括外门开启板，所述外门开启板的一端与所述法兰转接件连接，所述外门开启板上设有一垂直段，所述垂直段的上端倾斜延伸形成抵接板。

4.根据权利要求3所述的动车全自动给水系统，其特征在于，所述外门开启板的另一端延伸形成一回钩段。

5.根据权利要求1所述的动车全自动给水系统，其特征在于，所述内门开启组件包括环形管件，所述环形管件的一端与所述法兰转接件连接，所述环形管件内设有通槽，所述入水水管穿过所述通槽。

6.根据权利要求1至2任一项所述的动车全自动给水系统，其特征在于，所述视觉识别组件包括支架、摄像机、视觉控制器以及补光灯，所述摄像机以及所述补光灯分别连接于所述支架上，所述摄像机与所述视觉控制器连接，所述视觉控制器与所述控制器连接。

7.一种适用于权利要求1所述的动车全自动给水系统的工作方法，其特征在于，包括：

通过视觉识别组件识别水箱的外门、内门以及注水口的位置后，控制器根据视觉识别组件传输的位置信息驱动机器人工作，由机器人带动给水装置移动至指定位置，通过外门开启组件打开动车水箱的外门，若动车的水箱有内门时，内门开启组件打开动车水箱的内门，浮动接头组件与动车水箱的入水口对接，以进行给水操作。

Images