CN209225171U - 内置上水管的上水机器人及列车上水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种内置上水管的上水机器人，包括机器人臂杆、上水管以及设于机器人臂杆自由端的上水接头，机器人臂杆为中空臂杆，上水管敷设于机器人臂杆的杆腔内且与上水接头连接。通过机器人臂杆带动上水管及上水接头与列车水箱的上水口连接，实现自动上水及自动回退，替代人工上水过程，提高列车上水效率，避免水资源浪费。上水管敷设于机器人臂杆内，上水管自身及上水管与机器人臂杆之间不会发生缠绕，可以避免上水管被破坏，以及避免影响机器人的操作灵活性。另外涉及一种列车上水系统，包括上述的上水机器人，并通过定位机构方便上水机器人寻找定位列车上水口，彻底实现列车上水自动化，降低劳动强度，提高列车上水效率。

Description

内置上水管的上水机器人及列车上水系统

技术领域

本实用新型属于列车上水技术领域，具体涉及一种内置上水管的上水机器人及包括有该上水机器人的列车上水系统。

背景技术

我国正在运行的列车型号有早期的普速硬座、后期生产的特快、快速列车以及CRH1、CRH2、复兴号等动车组列车，不同型号的列车车厢上水口规格也存在一定的差异。据不完全统计，列车不同规格上水口公称直径变化范围为22～36mm，而上水管末端通常采用DN25mm的钢管，因此上水管与部分列车上水口规格无法完全匹配，上水过程中漏水现象严重。

目前常用的旅客列车上水栓主要通过上水工人将上水栓插入列车上水口，打开上水阀门开始上水，待列车水箱溢水后再关闭上水阀，取下上水管，操作过程费时费力，并且一列火车通常只配备3～5名上水工人，平均一名上水工负责4节车厢的上水任务，这导致有的车厢溢水时上水工在其他车厢操作，无法及时关闭相应车厢的上水阀，这造成了极大的水资源浪费。以北京铁路局为例，该铁路局下辖车站全年因上水造成的水资源浪费量约62万吨。

实用新型内容

本实用新型实施例涉及一种内置上水管的上水机器人及包括有该上水机器人的列车上水系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型实施例涉及一种内置上水管的上水机器人，包括机器人臂杆、上水管以及设于所述机器人臂杆自由端的上水接头，所述机器人臂杆为中空臂杆，所述上水管敷设于所述机器人臂杆的杆腔内且与所述上水接头连接。

作为实施例之一，所述机器人臂杆具有多个自由度关节，各所述自由度关节均设有供所述上水管穿设的承穿孔，至少其中一个所述自由度关节处的上水管管体采用可变形管段。

作为实施例之一，所述可变形管段包括不锈钢环形波纹管。

作为实施例之一，所述可变形管段还包括柔性波纹软管，所述不锈钢环形波纹管套设于所述柔性波纹软管之外。

作为实施例之一，所述可变形管段还包括金属编织网管，所述金属编织网管套设于所述不锈钢环形波纹管之外。

作为实施例之一，各所述自由度关节处均采用所述可变形管段，且每相邻两所述可变形管段之间通过直管段连接。

作为实施例之一，每一所述直管段通过至少一个臂杆套管固定于所述机器人臂杆内。

作为实施例之一，所述臂杆套管包括安设在所述机器人臂杆的内壁上且槽口相对设置的两个弧形夹板，两所述弧形夹板之间的间距可调。

作为实施例之一，与所述上水接头连接的上水管管体为可变形管段。

本实用新型实施例涉及一种列车上水系统，包括如上所述的内置上水管的上水机器人，以及用于使所述上水机器人寻找定位列车上水口的定位机构。

本实用新型实施例至少具有如下有益效果：

本实用新型提供一种上水机器人，通过机器人臂杆带动上水管及上水接头与列车水箱的上水口连接，实现自动上水及自动回退，替代人工上水过程，提高列车上水效率，避免水资源浪费。上水管敷设于机器人臂杆内，上水管自身及上水管与机器人臂杆之间不会发生缠绕，可以避免上水管被破坏，以及避免影响机器人的操作灵活性。

本实用新型提供一种列车上水系统，除采用上述的上水机器人以获得相应技术效果外，通过定位机构方便上水机器人寻找定位列车上水口，彻底实现列车上水自动化，降低劳动强度，提高列车上水效率。

本实用新型实施例进一步具有如下有益效果：

采用可变形管段的上水管以配合机器人臂杆的自由度关节，保证上水管能够适应机器人臂杆关节转动的特性，有效地增加上水管的使用寿命。

附图说明

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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的一种上水机器人的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的另一种上水机器人的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的可变形管段的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二提供的一种列车上水接头的结构示意图；

图5为图4列车上水接头中的上水夹具的结构示意图；

图6为图5上水夹具的受力示意图；

图7为本实用新型实施例二提供的另一种列车上水接头的结构示意图；

图8和图9为图7列车上水接头中的上水夹具的结构示意图；

图10为本实用新型实施例二提供的柔性内壁包覆层外设有上水夹具的结构示意图；

图11为本实用新型实施例三提供的列车上水系统的结构示意图；

图12为本实用新型实施例三提供的三级定位组件的主视视角的结构示意图；

图13为本实用新型实施例三提供的三级定位组件的俯视视角的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1和图2，本实用新型实施例提供一种内置上水管的上水机器人，包括机器人臂杆100、上水管200以及设于所述机器人臂杆100自由端的上水接头300，所述机器人臂杆100为中空臂杆，所述上水管200敷设于所述机器人臂杆100的杆腔内且与所述上水接头300连接。

本实施例提供一种上水机器人，通过机器人臂杆100带动上水管200及上水接头300与列车水箱的上水口连接，实现自动上水及自动回退，替代人工上水过程，提高列车上水效率，避免水资源浪费。上水管200敷设于机器人臂杆100内，上水管200自身及上水管200与机器人臂杆100之间不会发生缠绕，可以避免上水管200被破坏，以及避免影响机器人的操作灵活性。

上述上水机器人还包括机器人底座102，用于安装及支撑机器人臂杆100。可以理解地，上述上水管200需要与水源及加压设备连接，如图1和图2，该上水管200通过供水管203与上水干管400连接，该上水干管400可根据实际情况选择布置，如布置在排水沟内等，本实施例中，上述供水管203采用PE管，其伸出地面至与上述上水管200连接。进一步地，供水管203与上水干管400连接处设置控制阀门。进一步优选地，上述机器人底座102具有底座内腔，上述上水管200及供水管203均伸入至该底座内腔中并连接，从而减少管道占用空间，以及可以较好地保护管道。上水管200与供水管203连接方式可以为螺纹连接、法兰连接等。

进一步优化上述的上水机器人，如图，所述机器人臂杆100具有多个自由度关节101，该机器人臂杆100的关节驱动可采用现有机器人领域中常规的驱动方式，如每个自由度关节101配置一个关节驱动电机等。作为优选的实施方式，上述关节驱动电机采用中空直线电机，其可以内置于对应自由度关节101之前的臂杆杆腔内，可以减小机器人臂杆100的占用空间及设备重量，而且不影响上水管200的内置式布置。各所述自由度关节101均设有供所述上水管200穿设的承穿孔，以方便上水管200的内置式布置；至少其中一个所述自由度关节101处的上水管200管体采用可变形管段201。

采用可变形管段201的上水管200以配合机器人臂杆100的自由度关节101，保证上水管200能够适应机器人臂杆100关节转动的特性，有效地增加上水管200的使用寿命。而且保证上水管200的柔顺程度，从而保证上水的通畅性。

也即，该可变形管段201能够随对应的机器人关节转动而转动，其具有可扭转、可伸缩的特性。具体地，如图3，本实施例中，上述可变形管段201包括不锈钢环形波纹管2011。进一步地，如图3，该可变形管段201还包括柔性波纹软管2012，所述不锈钢环形波纹管2011套设于所述柔性波纹软管2012之外，也即采用双层管体结构，在不锈钢环形波纹管2011的限制作用下，柔性波纹软管2012不会由于水压而向外膨胀，对机器人关节的转动影响较小。进一步地，如图3，所述可变形管段201还包括金属编织网管2013，所述金属编织网管2013套设于所述不锈钢环形波纹管2011之外，该金属编织网管2013进一步对管体的膨胀进行限制，同时，较好地保护内层的不锈钢环形波纹管2011和柔性波纹软管2012。而且，采用上述的多层管体结构，能够有效地防止因水管破裂等因素而造成水资源浪费。另外，上述的柔性波纹软管2012和不锈钢环形波纹管2011具有一定的弹性系数，即在管段自然下垂时，柔性波纹软管2012和不锈钢环形波纹管2011的形变量不宜过大，保证可变形管段201具有一定的结构强度，不会对自由度关节101的转动运动产生干涉。

本实施例采用上述的可变形管段201，弯曲阻力小，可反复弯曲，因而使用寿命较长。

可以理解地，在另外的实施例中，上述可变形管段201也可采用橡胶管等能够满足上述可扭转、可伸缩要求的管体材料。

进一步优选地，如图1，各所述自由度关节101处均采用所述可变形管段201，且每相邻两所述可变形管段201之间通过直管段202连接。一方面直管段202可以保证上水管200的结构强度及刚度，限制上水管200的变形程度，保证上水管200的柔顺性，另一方面，可以降低上水管200的材料成本。上述直管段202可采用橡胶软管、PE管或钢管。可变形管段201与直管段202之间的连接方式可以为螺纹连接、法兰连接等。

另外，如图1，与所述上水接头300连接的上水管200管体为可变形管段201，这样，可以保证上水管200与上水接头300之间连接结构的可靠性，不需要很高的零件尺寸精度即可实现上水接头300与上水管200的可靠连接。

接续上述上水机器人的结构，如图1，每一所述直管段202通过至少一个臂杆套管103固定于所述机器人臂杆100内，既便于上水管200的敷设，更好地保护上水管200，而且能限制上水管200沿轴向与机器人臂杆100发生相对滑动，保证各处连接结构的稳定性和可靠性。

进一步优选地，如图1，所述臂杆套管103包括安设在所述机器人臂杆100的内壁上且槽口相对设置的两个弧形夹板，两所述弧形夹板之间的间距可调。弧形夹板的曲率优选为与上水管200的曲率相同，以便贴合在上水管200外壁上；弧形夹板所对应的圆心角则小于180°，即两个弧形夹板夹住上水管200时并不拼凑成一完整的圆柱体，以便于二者之间间距可调的结构设计。通过调节两弧形夹板之间的间距，可以实现对上水管200的夹紧程度的调节，从而，在检修时，可以在不拆卸机器人主体(机器人底座102、机器人臂杆100等)的情况下通过调整臂杆套管103的夹紧程度将上水管200从机器人底座102下方抽出及插入。上述弧形夹板间距调节的方式可以采用如下的优选实施例：弧形夹板通过安装支柱与机器人臂杆100的内壁连接，安装支柱可通过调节螺栓固定在机器人臂杆100上，通过调节该调节螺栓的旋进量可以实现两弧形夹板之间间距的调节。其它的可以实现两弧形夹板相对直线运动的结构也适用于本实施例中，此处不作赘述。

如图2，可以理解地，上水管200也可全长都采用上述的可变形管段201结构，在机器人臂杆100杆腔内进行相应的固定措施即可。

本实施例中，上水管200与机器人臂杆100优选为是同轴安装；上水管200内径可以在25～40mm范围内选定。

实施例二

本实施例提供一种列车上水接头300，可用于上述实施例一中作为其中的上水接头300使用。

如图4和图7，该列车上水接头300包括接头壳体301，所述接头壳体301的出口端向外凸出设置有上水端套302，所述上水端套302为能够套装至列车上水口上的柔性环状件。

易于理解地，上述上水端套302的内壁直径大于列车上水口的外壁直径，以保证该上水端套302能够套入列车上水口上。一般地，列车上水口为圆柱直管，上述上水端套302可对应采用圆柱状结构；在另外的实施例中，其也可为沿上水方向直径逐渐增大的圆台状结构，且其最小内径以大于列车上水口外径为宜。该上水端套302自接头壳体301的出口端向外凸出设置，也即沿接头壳体301的轴向该上水端套302连接于接头壳体301的出口侧，在上水接头300与列车上水口对接时，该上水端套302先套入列车上水口至与列车上水口外壁或列车上水口周围水箱壳体接触。

本实施例提供的列车上水接头300，在接头壳体301出口端设置柔性的上水端套302，当上水接头300与列车上水口对接后，通过沿接头壳体301轴向施加一定的压力，可使上水端套302发生压缩变形，从而实现上水过程中的密封。

进一步优化上述列车上水接头300的结构，如图4-图9，所述上水端套302之外设有用于将其夹紧在所述列车上水口上的上水夹具303，一方面保证上水端套302与列车上水口的可靠连接，另一方面，在上述使上水端套302沿轴向被压缩的基础上，还可进一步地使上水端套302沿径向发生压缩变形，从而有效地保证上水过程中的密封性，防止上水过程中漏水现象的发生。

上述的上水夹具303可以为手动夹具，如设置管箍，通过人工控制管箍的松紧即可。在本实施例中，优选为采用自动夹紧和松脱的上水夹具303；具体地，以下例举几种上水夹具303的实施例：

(1)如图4-图6，所述上水夹具303包括具有环形内腔的柔性环箍3032以及嵌置于所述环箍3032内腔中的多个电磁铁3031，各所述电磁铁3031沿所述环箍3032内腔的周向间隔布置，且每相邻两所述电磁铁3031的相互靠近的磁极异名。优选地，上述柔性环箍3032为柔性复合薄膜结构，由柔性复合薄膜围设形成其环箍3032内腔，各电磁铁3031均被柔性复合薄膜包覆；该柔性复合薄膜优选为具有一定的厚度，而且能够收缩变形，同时当外力消失时能够还原为原来的形状尺寸，例如其可采用橡胶软管或硅胶软管等。

具体地，如图6示出了各电磁铁3031通电时的受力情况，当各电磁铁3031通电时，相邻电磁铁3031之间由于以异名磁极的方式布置，可以相互吸引，最终可使各电磁铁3031排列成的磁铁圈收缩变小，柔性环箍3032随之收缩变形，使上水端套302夹紧列车上水口。各电磁铁3031失电时，在柔性环箍3032的复原作用下，实现各电磁铁3031复位。

各所述电磁铁3031均优选为是圆弧形电磁铁3031，且各所述电磁铁3031呈均匀间隔布置，保证每个电磁铁3031受到的磁作用力的合力指向环箍3032中心，使得各电磁铁3031始终以圆形磁铁圈的形式排布，保证上水端套302与列车上水口之间的夹紧效果。

(2)如图7-图9，所述上水夹具303包括箍紧件3034及与所述箍紧件3034的活动部连接以用于驱使所述箍紧件3034抱紧或松开的电磁铁组件。

上述箍紧件3034可为抱箍，包括两个半片箍板，半片箍板具有两个翼板，每侧相对的两个翼板分别设有电磁铁且该两个翼板之间通过复位弹簧连接，两个电磁铁得电时，该两个电磁铁相吸并克服复位弹簧的弹力作用而使得两个翼板相互靠近，从而使抱箍抱紧，各电磁铁失电时，在复位弹簧的作用下使抱箍松脱。

在本实施例中，如图8和图9，所述箍紧件3034为喉箍3034，于箍带上开设有穿设孔，所述箍带的其中一端穿过所述穿设孔并使所述箍带围设成环，所述电磁铁组件包括分别固定在所述箍带的两个端部的两个活动电磁铁3036以及分别固定在所述箍带外带面上的两个固定电磁铁3035，两所述活动电磁铁3036位于两所述固定电磁铁3035之间且分别靠近两所述固定电磁铁3035，每一所述固定电磁铁3035与相邻的所述活动电磁铁3036的相互靠近的磁极异名且通过连接绳3038连接。具体地，该箍带的其中一端的宽度小于其它部分箍带的宽度，从而该窄端带体可以穿过上述的穿设孔；窄端带体有一定的长度，保证其能相对于穿设孔活动而实现所围设成的喉口大小的调节。在不通电状态下，固定电磁铁3035与相邻的活动电磁铁3036相互远离，二者之间的连接绳3038处于紧绷状态，各电磁铁得电时，固定电磁铁3035与相邻的活动电磁铁3036之间相互吸引而靠近，使喉箍3034收缩夹紧上水端套302。

进一步优选地，如图8，所述喉箍3034上设有滑动罩3037，所述滑动罩3037与所述喉箍3034的外带面围设形成用于限定所述活动电磁铁3036沿所述箍带周向滑移的滑动腔，各电磁铁均收容于所述滑动腔内。可以理解地，为配合喉箍3034缩放的特点，上述滑动罩3037可以在中间位置处(即沿喉箍3034周向的该滑动罩3037的中间位置处，也即位于两个活动电磁铁3036之间)断开为可相对滑动的结构，或者设置为可折叠波纹板，等等，此处不作详述。通过设置滑动罩3037，用以限定活动电磁铁3036与固定电磁铁3035之间沿特定的方向相对运动，可以保证喉箍3034的夹紧效果。

可以理解地，上述电磁铁的导线可以在接头壳体301外壁上走线，并进一步从上水机器人100的上水臂杆内走线。

接续上述列车上水接头300的结构，如图4、图7和图10，上述接头壳体301内壁设有柔性内壁包覆层304，可以进一步地提高上水接头300与列车上水口对接后的密封性，以及减小接头壳体301与列车上水口之间的碰撞摩擦。优选为上述上水端套302与该柔性内壁包覆层304为一体结构，即上水端套302为该柔性内壁包覆层304向外延伸形成，或者说上水端套302延伸至渐扩段3011内且与渐扩段3011内壁固连，保证密封可靠性。上述的柔性内壁包覆层304与接头壳体301之间可采用粘接的方式固定。进一步优选地，上述柔性内壁包覆层304在壳体出口端处能沿径向相对于渐扩段3011内壁活动，即与渐扩段3011内壁不粘接在一起，优选为二者之间具有一定的间隙，便于上水端套302能沿径向夹紧列车上水口。

进一步优选地，如图4、图7和图10，所述接头壳体301包括沿上水方向渐扩延伸至壳体出口端的渐扩段3011。采用渐扩式的上水接头300，可以适应不同的列车上水口型号，实现安全、便捷的上水过程，消除因上水接头300与列车上水口型号不匹配造成的水资源浪费现象。进一步地，如图4、图7和图10，该接头壳体301还包括与上述渐扩段3011小直径端连接的等径段3012，该等径段3012可通过固定结构(如管箍、套环等)固定在上水机器人上，且与上水软管200对接。由于该等径段3012不与列车上水口对接，因此可不设上述的柔性内壁包覆层304。

作为优选的实施方式，如图10，于柔性内壁包覆层304外套装有至少一组上述的上水夹具303，柔性内壁包覆层304的远离壳体出口端的一端与接头壳体301内壁固连。该上水夹具303的结构此处不作赘述。基于该结构，除上水端套302可夹紧列车上水口外，内部的柔性内壁包覆层304也可夹紧列车上水口，实现多层夹紧密封，显著地提高密封效果，减少水资源浪费。尤其地，对于上述接头壳体301包括渐扩段3011的结构，可以避免列车上水口外壁与接头壳体301内壁之间冲水鼓胀而影响上水效果及上水密封性。

另外，如图4，上述接头壳体301外壁上还包覆有外壁橡胶包覆层305，可以较好地保护上水接头300。

实施例三

如图11，本实用新型实施例涉及一种列车上水系统，包括上述实施例一所提供的内置上水管的上水机器人，以及用于使所述上水机器人寻找定位列车上水口的定位机构，通过定位机构方便上水机器人寻找定位列车上水口，彻底实现列车上水自动化，降低劳动强度，提高列车上水效率。

上述定位机构包括一级定位组件、二级定位组件、三级定位组件以及控制中心；所述一级定位组件，用于初步定位当前进站列车的停车位置信息；所述控制中心，用于接收所述一级定位组件传来的停车位置信息，并结合列车的列车信息推算出需要加水的车厢的推算坐标，并控制上水机器人朝所述推算坐标处移动；所述二级定位组件，用于在移动的过程中定位到需要加水的车厢后，控制所述上水机器人停止移动；所述三级定位组件，用于对相应的车厢上的上水口进行定位，并将定位信息发送至上水机器人的控制柜503；所述上水机器人的控制柜503接收到所述定位信息后，驱使其上水接头300对接对应的车厢上的上水口并完成上水任务。本实施例适用于上水机器人数量不多时的情况，通过本方法，设置少量的上水机器人即可完成整辆列车的上水工作，具体的，需要通过三级定位来实现。其中，一级定位组件是在列车进站时就对其停车位置进行定位，二级定位组件时通过控制中心推算出来的推算坐标将上水机器人定位到需要加水的车厢附近，三级定位组件最终定位到上水口的位置使得上水机器人完成上水任务。通过这三级定位，使得整个上水过程全自动运行，不仅节省了人力成本，而且还解决了安全隐患。

作为本实用新型实施例的优化方案，所述一级定位组件包括在列车停车的股道的上方布设全局相机501，所述全局相机501用于对列车图像进行轮廓特征提取。所述一级定位组件还包括第一图像采集卡，所述第一图像采集卡对所述轮廓特征进行处理，将其转化为的第一数据信息；所述控制中心包括图像处理系统，所述图像处理系统接收所述第一数据信息并处理为二维坐标信息。在本实施例中，列车进站后即停靠在股道上，因此预先在股道上方，即车站顶棚底或梁底安装全局相机501，具体安装数目根据车站规模确定，各全局相机501叠加后视野能够包含所有到发线的停车范围。当列车进站后，全局相机501启动，通过调整角度来寻找列车，当全局相机501中出现列车时就停止寻找，此时通过全局相机501对该趟列车的轮廓特征进行提取。当然，除了通过全局相机501扫描全貌图像以外，还可以只是扫描列车停止后的列车的头尾两处的位置，由于上水口在列车的固定位置，因此可以根据该辆车的型号计算出需要加水的车厢的二维坐标。该第一图像采集卡设于所述上水机器人的控制柜503中，它与上述的全局相机501通过信号线连接，用于将图像信息转化为第一数据信息。此处的第一图像采集卡和第一数据信息中的“第一”，是为了与后面的图像采集卡和数据信息进行区分。

作为本实用新型实施例的优化方案，所述列车信息具体包括停靠位置、编组数、每节车厢长度、上水口与车厢之间的相对位置关系以及水箱容积。在本实施例中，所述停靠位置，它能够反映列车进入的股道以及停止的大致位置；所述编组数，它是车厢的数量；所述每节车厢长度，它能够方便上水机器人快速地得知需要加水的车厢的位置；上水口与车厢之间的相对位置，它能够加快上水机器人寻找相应的上水口的位置的速度；水箱容积，能够便于上水机器人对水箱中水量的把控。

作为本实用新型实施例的优化方案，所述二级定位组件包括第一距离传感器5041，所述第一距离传感器5041用于对移动距离进行判断。在本实施例中，通过第一距离传感器5041能够在上水机器人在移动的过程中进行辅助定位。

作为本实用新型实施例的优化方案，如图12和图13，所述三级定位组件包括双目相机502和云台505，所述云台505安装在机器人臂杆100的自由端，双目相机502安装在云台505上；所述云台505用于搜索上水口，并对找到的所述上水口图像进行轮廓特征提取，并将轮廓特征转换为三维坐标。所述三级定位组件还包括电动转轴5051以及立柱，所述立柱安装在所述机器人臂杆100上，所述电动转轴5051安装在所述立柱上，所述云台505安装在所述电动转轴5051上；所述电动转轴5051能够在垂直于机器人臂杆100的平面上旋转。在本实施例中，所需要的结构部分具体包括：机器人臂杆100、云台505、双目相机502、上水接头300，其中双目相机502设在云台505上。在云台505下方设有电动转轴5051，电动转轴5051的下方设有支柱5052，支柱5052安装在机器人臂杆100上，该电动转轴5051可以在垂直于机器人臂杆100的平面上旋转一定的角度，以调整云台505的方向，实现俯仰调节，以加快定位的速度。三维坐标也是由上述的图像处理系统处理后得出。

进一步优化上述方案，所述三级定位组件还包括第二距离传感器5042，所述第二距离传感器5042设于所述双目相机502之间。采用第二距离传感器5042探测所述机器人臂杆100前进的距离，以防止撞到所述上水口。在本实施例中，此处采用的第二距离传感器5042可以跟上述的第一距离传感器5041为同一特征，此处分第一第二只是为了方便引用描述。当然，为不同的距离传感器也是可以的。优选的，该距离传感器的数量可以有两个，均设于两个相机之间。它可以是红外距离传感器、超声波距离传感器或其他距离传感器。

作为本实用新型实施例的优化方案，所述双目相机502均为CCD相机。当然除了采用CCD相机以外，还可以采用如红外相机等只要能够采取图像的相机即可。

作为本实用新型实施例的优化方案，将轮廓特征转换为三维坐标的方式具体为：采用第二图像采集卡对轮廓特征进行处理，将其转化为第二数据信息；采用所述控制中心中的图像处理系统接收所述第二数据信息并处理为三维坐标信息。在本实施例中，该第二图像采集卡与上述的第一图像采集卡相同，均是为了将图像信息转化为数据信息以供图像处理系统接收并处理，它也是存在于控制柜503中。

作为本实用新型实施例的优化方案，所述上水机器人的所述控制柜503包括手眼转换与逆运动分析模块，所述手眼转换与逆运动分析模块用于根据所述控制柜503接收的定位信息为所述机器人臂杆100设定运动轨迹。在本实施例中，当得到三维坐标后，就能够通过手眼转换以及逆运动分析进行轨迹规划，以得到机器人臂杆100运动的路径，机器人臂杆100照着该路径运动，即可准确地将上水接头对接到需要上水的车厢上的上水口中并完成上水任务。当完成上水任务后，机器人臂杆100再原路放回，到达初始位置，等待下次动作指令。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内置上水管的上水机器人，其特征在于：包括机器人臂杆、上水管以及设于所述机器人臂杆自由端的上水接头，所述机器人臂杆为中空臂杆，所述上水管敷设于所述机器人臂杆的杆腔内且与所述上水接头连接。

2.如权利要求1所述的内置上水管的上水机器人，其特征在于：所述机器人臂杆具有多个自由度关节，各所述自由度关节均设有供所述上水管穿设的承穿孔，至少其中一个所述自由度关节处的上水管管体采用可变形管段。

3.如权利要求2所述的内置上水管的上水机器人，其特征在于：所述可变形管段包括不锈钢环形波纹管。

4.如权利要求3所述的内置上水管的上水机器人，其特征在于：所述可变形管段还包括柔性波纹软管，所述不锈钢环形波纹管套设于所述柔性波纹软管之外。

5.如权利要求3或4所述的内置上水管的上水机器人，其特征在于：所述可变形管段还包括金属编织网管，所述金属编织网管套设于所述不锈钢环形波纹管之外。

6.如权利要求2所述的内置上水管的上水机器人，其特征在于：各所述自由度关节处均采用所述可变形管段，且每相邻两所述可变形管段之间通过直管段连接。

7.如权利要求6所述的内置上水管的上水机器人，其特征在于：每一所述直管段通过至少一个臂杆套管固定于所述机器人臂杆内。

8.如权利要求7所述的内置上水管的上水机器人，其特征在于：所述臂杆套管包括安设在所述机器人臂杆的内壁上且槽口相对设置的两个弧形夹板，两所述弧形夹板之间的间距可调。

9.如权利要求2所述的内置上水管的上水机器人，其特征在于：与所述上水接头连接的上水管管体为可变形管段。

10.一种列车上水系统，其特征在于：包括如权利要求1至9中任一项所述的内置上水管的上水机器人，以及用于使所述上水机器人寻找定位列车上水口的定位机构。