CN209258149U - 一种全自动列车上水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于铁路旅客列车上水技术领域，具体涉及一种全自动列车上水装置，包括上水系统、运动系统和控制系统；上水系统包括上水接头以及与水源连通的上水软管，上水软管与上水接头连通；运动系统包括平行于铁路股道设置的横向运动机构、垂直于铁路股道设置的纵向运动机构以及带动上水接头上下移动的垂直升降机构，横向升降机构用于带动上水接头沿横向移动，纵向运动机构用于带动上水接头沿纵向移动，纵向运动机构和垂直升降机构均位于横向运动机构上。本实用新型提供的全自动列车上水装置在列车进站前可移动至相应位置，列车停稳后直接进行上水，节约上水时间，上水效率高，还可避免上水工人在股道间穿梭，减少安全隐患。

Description

一种全自动列车上水装置

技术领域

本实用新型属于铁路旅客列车上水技术领域，具体涉及一种全自动列车上水装置。

背景技术

目前铁路旅客列车上水主要采用传统手动上水和摆臂摆动上水，前者需要上水人工将上水管的上水栓插入列车注水口，打开上水阀门开始上水，待列车水箱溢水后再人工关闭上水阀，取下上水管，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，这样工作人员的劳动强度大，操作过程费时费；而后者通过摆臂摆动将上水接头送至列车注水口下方，虽然能降低上水工人的劳动强度，但是由于列车车厢底部两侧有许多外部设备会对摆臂形成阻挡，造成上水接头与列车注水口无法对接等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种全自动列车上水装置，不仅上水效率高，还可降低工作人员劳动强度，减少安全隐患。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为一种全自动列车上水装置，包括上水系统、运动系统和控制系统；所述上水系统包括上水接头以及与水源连通的上水软管，所述上水软管与上水接头连通；所述运动系统包括平行于铁路股道设置的横向运动机构、垂直于铁路股道设置的纵向运动机构以及用于带动所述上水接头上下移动的垂直升降机构，所述横向升降机构用于带动所述上水接头沿横向移动，所述纵向运动机构用于带动所述上水接头沿纵向移动，所述纵向运动机构和所述垂直升降机构均位于所述横向运动机构上。

进一步地，所述纵向运动机设置于所述横向运动机构上，所述垂直升降机构设置于所述纵向运动机构上，所述上水接头设置于所述垂直升降机构的顶部。

进一步地，所述上水系统还包括上水干管以及与所述上水干管连通的若干上水支管，各所述上水支管分别与对应的上水软管连通，各所述上水支管上依次设有手动闸阀、流量计和第一电磁阀。

进一步地，所述上水系统还包括回水干管和若干回水支管，所述回水支管与所述上水支管一一对应，各所述回水支管的一端与对应的所述上水支管连通，另一端与所述回水干管连通；所述回水支管与所述上水支管连接的节点位于所述第一电磁阀远离所述流量计的一侧。

进一步地，所述横向运动机构包括第一导轨，所述第一导轨的两内侧分别设置有与所述纵向运动机构两侧设置的第一齿轮相啮合的第一导轨卡齿，或所述第一导轨上设有与所述纵向运动机构底部设置的第三齿轮相啮合的第三齿轮导轨。

进一步地，所述纵向运动机构包括第二导轨，所述第二导轨的两内侧分别设置有与所述垂直升降机构两侧设置的第二齿轮相啮合的第二导轨卡齿，或所述第二导轨上设有与所述垂直升降机构底部设置的第四齿轮相啮合的第四齿轮导轨。

进一步地，所述垂直升降机构的顶部通过旋转关节与一套管连接，所述上水接头从所述套管一侧伸入所述套管中并从所述套管的上端伸出，所述上水接头的下端与所述上水软管连通。

所述垂直升降机构包括基座以及至少两节空心的竖杆，相邻的竖杆之间可伸缩地套接在一起；位于最下方的竖杆的下端固定于所述基座上，位于最上方的竖杆的上端通过旋转关节与所述套管的下端连接。

更进一步地，所述套管的两侧分别设有第一CCD相机和第二CCD相机，所述垂直升降机构内设有控制电缆，所述第一CCD相机、所述第二CCD相机以及所述垂直升降机构与控制电缆连接。

进一步地，所述控制系统包括监控计算机、控制服务器、通信服务器和控制柜；所述监控计算机和控制服务器均与所述通信服务器连接，所述控制柜通过Internet网络与所述控制柜连接，所述控制柜通过控制电缆与所述上水系统和所述运动系统连接。

进一步地，所述横向运动机构的一侧设有平行于铁路股道的第一履带，所述纵向运动机构上设有第三履带，所述垂直升降机构的顶部设有第二连接杆，所述第三履带的一端固定于所述纵向运动机构上，另一端固定于所述第二连接杆上，所述第一履带与所述第三履带之间设置有第一连接杆，所述上水软管（4）依次沿第一履带、第一连接杆、第三履带敷设至所述第二连接杆下的顶部后与所述上水接头连通。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型提供的全自动列车上水装置在列车进站前可移动至相应位置，列车停稳后直接进行上水，节约上水时间，上水效率高，还可避免上水工人在股道间穿梭，减少安全隐患；

（2）本实用新型提供的全自动列车上水装置的上水接头通过横向运动机构、纵向运动机构、垂直升降机构和旋转关节配合完成对列车注水口进行精确定位，同时绕开障碍物，解决了由于车厢外部设备会对摆臂的阻挡造成上水接头与列车注水口无法对接的问题；

（3）本实用新型提供的全自动列车上水装置在上水完成后，通过控制柜控制关闭上水支管上的第一电磁阀，同时上水软管中多余的水回流至回水干管中，回到水源中再次利用，避免水资源浪费；

（4）本实用新型提供的全自动列车上水装置前期一次性投入后，后期运行维护费用远低于上水工人开支，降低工作人员的劳动强度，节约成本。

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他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的全自动列车上水装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的全自动列车上水装置的局部放大图；

图3为本实用新型实施例提供的全自动列车上水装置的局部结构图；

图4为本实用新型实施例提供的全自动列车上水装置的正视图；

图5为本实用新型实施例提供的全自动列车上水装置的侧视图；

图6为本实用新型实施例提供的全自动列车上水装置的局部结构图；

图7为本实用新型实施例提供的全自动列车上水装置的局部放大图；

图8为本实用新型实施例提供的全自动列车上水装置的局部结构图；

图中：1、第一履带，2、第一导轨卡齿，3、第二履带，4、上水软管，5、控制电缆，6、第三履带，7、第一齿轮，8、可伸缩线圈，9、第二齿轮，10、第二导轨卡齿，11、管箍，12、可伸缩式软管，13、控制柜，14、第一导轨，15、第二导轨，16、通讯电缆，17、中控室，18、通信服务器，19、控制服务器，20、监控计算机，21、Internet网络，22、数据线，23、手动闸阀，24、流量计，25、第一电磁阀，26、基座，27、第一竖杆，28、第二竖杆，29、第三竖杆，30、旋转关节，31、套管，32、第一CCD相机，33、第二CCD相机，34、上水接头，35、第一滚轮，36、第二滚轮，37、第二电磁阀，38、回水支管，39、上水干管，40、上水支管，41、第一连接杆，42、第二连接杆，43、回水干管，44、第三齿轮导轨，45、第四齿轮导轨，46、第三齿轮，47、第四齿轮。

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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图4所示，本实用新型实施例提供一种全自动列车上水装置，包括上水系统、运动系统和控制系统；所述上水系统包括上水接头34以及与水源连通的上水软管4，所述上水软管4与上水接头34连通；所述运动系统包括平行于铁路股道设置的横向运动机构、垂直于铁路股道设置的纵向运动机构以及用于带动所述上水接头34上下移动的垂直升降机构，所述横向升降机构用于带动所述上水接头34沿横向移动，所述纵向运动机构用于带动所述上水接头34沿纵向移动，所述纵向运动机构和所述垂直升降机构均位于所述横向运动机构上。本实用新型提供的全自动列车上水装置在列车进站前可移动至相应位置，列车停稳后直接进行上水，节约上水时间，上水效率高，还可避免上水工人在股道间穿梭，减少安全隐患。

进一步地，如图1所示，所述纵向运动机设置于所述横向运动机构上，所述垂直升降机构设置于所述纵向运动机构上，所述上水接头34设置于所述垂直升降机构的顶部。

进一步地，如图4所示，所述上水系统还包括上水干管39以及与所述上水干管39连通的若干上水支管40，各所述上水支管40分别与对应的上水软管4连通，各所述上水支管40上依次设有手动闸阀23、流量计24和第一电磁阀25。上水干管39沿铁路排水沟侧壁敷设，上水支管40的数量与本实用新型的上水装置一一对应，PE上水支管40从上水干管39上引出后依次安装手动闸阀23、流量计24和电磁阀25，然后通过PE弯头与上水软管4连接。

进一步地，如图4所示，所述上水系统还包括回水干管43和若干回水支管38，所述回水支管38与所述上水支管40一一对应，各所述回水支管38的一端与对应的所述上水支管40连通，另一端与所述回水干管43连通；所述回水支管38与所述上水支管40连接的节点位于所述第一电磁阀25远离所述流量计24的一侧。

进一步地，所述横向运动机构包括第一导轨14，所述纵向运动机构可沿第一导轨14平移；作为一种实现方式，如图2和图7所示，所述的第一导轨14的两内侧分别设置有第一导轨卡齿2，所述第二导轨15的两外侧分别设置有3个第一齿轮7，通过第一齿轮7与第一导轨卡齿2的啮合运动实现纵向运动机构在第一导轨14上的平移；作为另一种实现方式，如图8所示，所述第一导轨14上设有两条平行的第三齿轮导轨44，所述第二导轨15的底部与两个第三齿轮导轨44对应的位置各设有2个第三齿轮46，通过第三齿轮46与第三齿轮导轨44的啮合运动实现纵向运动机构在第一导轨14上的平移。此外，第二导轨15的底部安装有4个第二滚轮36，用于支撑第二导轨15及其上面的各个部件，同时作为第二导轨15移动时的从动轮。

进一步地，所述纵向运动机构包括第二导轨15，所述垂直升降机构可沿第二导轨15平移；作为一种实现方式，如图2和图7所示，所述第二导轨15的的两内侧上均设有第二导轨卡齿10，基座26 的两外侧分别设置有2个第二齿轮9，通过第二齿轮9与第二导轨卡齿10的啮合运动实现垂直升降机构在第二导轨15的平移；作为另一种实现方式，如图8所示，所述第二导轨15上设有两条平行的第四齿轮导轨45，基座26 的底部与两个第四齿轮导轨45对应的位置各设有2个第四齿轮47，通过第四齿轮47与第四齿轮导轨45的啮合运动实现垂直升降机构在第二导轨15的平移。此外，基座26的底部安装有4个第一滚轮35，用于支撑基座26及其上面的各个部件，同时作为基座26移动时的从动轮。

如图1和图2所示，第一导轨14固定在车站到发线一侧的路基上，且第一导轨14平行于股道敷设，导轨长度根据该到发线不同车型停靠后注水口所在位置确定，第二导轨15位于第一导轨14的上方，且第二导轨15垂直于股道敷设。

进一步地，如图4所示，所述垂直升降机构顶部通过旋转关节30与一套管31连接，所述上水接头34从所述套管31一侧伸入所述套管31中并从所述套管31的上端伸出，所述上水接头34的下端通过可伸缩式软管12与所述上水软管4连通，以便套管31在旋转关节30的作用下发生弯曲旋转，上水软管4始终保持与上水接头34连通。

进一步地，所述垂直升降机构包括基座26以及至少两节空心的竖杆，相邻的竖杆之间可伸缩地套接在一起；位于最下方的竖杆的下端固定于所述基座26上，位于最上方的竖杆的上端通过旋转关节30与所述套管31的下端连接。本实施例中的基座26设置于第二导轨15上方，通过第二齿轮9或第四齿轮47与第二导轨15连接。作为一种实现方式，基座26上设有三节空心的竖杆，依次为第一竖杆27、第二竖杆28、第三竖杆29，且相邻的竖杆之间可伸缩地套接在一起，第三竖杆29可收缩至第二竖杆28中，第二竖杆28可收缩至第一竖杆27中，第一竖杆27的底部固定于基座26上，进行上水操作时，从第一竖杆27中伸出，其伸出高度由监控计算机20结第一CCD相机32和第二CCD相机33捕捉的图像信息进行自动调节；第三竖杆29的上端通过旋转关节30与所述套管31的下端连接，进行上水操作时，其旋转角度由监控计算机20结合第一CCD相机32和第二CCD相机33捕捉的图像信息进行自动调节。本实用新型提供的全自动列车上水装置的上水接头通过横向运动机构、纵向运动机构、垂直升降机构和旋转关节配合完成对列车注水口进行精确定位，同时绕开障碍物，解决了由于车厢外部设备会对摆臂的阻挡造成上水接头与列车注水口无法对接的问题。

更进一步地，所述套管31的两侧分别设有第一CCD相机32和第二CCD相机33，所述垂直升降机构内设有控制电缆，所述第一CCD相机32、所述第二CCD相机33以及所述垂直升降机构与控制电缆连接，所述控制电缆通过可伸缩线圈8与所述控制电缆连接。如图4所示，第一CCD相机32和第二CCD相机33分别设置在套管31的两侧，用于驱动第一CCD相机32和第二CCD相机33的升降驱动装置、以及用于驱动垂直升降机构平移的驱动装置以及基座26内的电源线和信号线以控制电缆5的形式沿第二履带3敷设，并最终与第一导轨14一端的控制柜13连接，其中控制电缆5在基座26与第二履带3之间采用可伸缩线圈8的形式连接。当基座26移动至第二导轨15的端部时，可伸缩线圈8的伸长量小于其最大拉伸长度。

进一步地，如图1所示，所述控制系统包括监控计算机20、控制服务器19、通信服务器18和控制柜13；所述监控计算机20和控制服务器19均与所述通信服务器18连接，所述控制柜13通过Internet网络21与所述控制柜13连接，所述控制柜13通过控制电缆5与所述上水系统和所述运动系统连接。控制柜13中包括PLC控制器、图像采集卡等，控制柜13通过Internet网络21与中控室17连接，中控室17中设有通信服务器18、控制服务器19和监控计算机20。

进一步地，所述横向运动机构的一侧设有平行于铁路股道的第一履带1，所述纵向运动机构上设有第三履带6，所述垂直升降机构的顶部设有第二连接杆42，所述第三履带6的一端固定于所述纵向运动机构上，另一端固定于所述第二连接杆42上，所述第一履带1与所述第三履带6之间设置有第一连接杆41，所述上水软管4依次沿第一履带1、第一连接杆41、第三履带6敷设至所述第二连接杆42的顶部后与所述上水接头34连通。如图1-4所示，第一履带1敷设在第一导轨14的一侧且平行于第一导轨14，第一履带1的一端固定，另一端通过第一连接杆41与第二导轨15连接，上水软管4沿第一履带1、第一连接杆41敷设至第二导轨15后固定于第二导轨15表面的第三履带6上。第三履带6的一端固定在第二导轨15上，另一端固定在固定于第三竖杆29侧壁上的第二连接杆42上，并与安装在套管31内的PE上水接头34通过可伸缩式软管12连接。

本实用新型提供的全自动列车上水装置的设置数量根据所在到发线停靠列车最大编组数确定，即确保每一列车车厢对应一上水装置，且该上水装置的第一导轨14位于列车注水口下方；上水装置处于待机状态时，垂直升降机构位于第二导轨15远离列车股道的一端，且垂直升降机构的第二竖杆28和第三竖杆29处于收缩状态，该上水装置对列车正常运行无影响。

本实用新型还提供一种上述的全自动列车上水装置的上水方法，包括如下步骤：

1）当列车即将到站时，中控室17内的监控计算机20将相应列车型号自动发送至控制柜13，对应到发线一侧的与各列车车厢对应的全自动列车上水装置启动并运动至该型号列车注水口对应的位置；

2）当列车进站停稳后，垂直升降机构顶部的第一CCD相机32和第二CCD相机33构成双目视觉终端，用于获取操作环境中的三维图像信息，并将该三维图像信息传送至中控室17内的监控计算机20上；

3）监控计算机20中的相应软件根据列车注水口与上水接头34的相对位置对第一导轨14和第二导轨15的位移量、竖杆的伸长量以及旋转关节30的旋转角度进行计算，并将计算结果发送至车站相应的控制柜13中，从而辅助装置对列车注水口进行精确定位，同时绕开障碍物；

4）当装置的上水接头34插入列车上水管界面后，控制柜13控制打开上水支管40上的第一电磁阀25，该车厢开始上水；

5）当上水达到预设的上水时间t1后，关闭第一电磁阀25，打开回水支管38上的第二电磁阀37，上水软管4中多余的水回流至回水干管43中，当达到预设的回流时间t₂后，关闭第二电磁阀37，第二竖杆28和第三竖杆29收回，垂直升降机构通过第二导轨15回到远离列车注水口及股道的一侧，全自动列车上水装置回到初始位置恢复待机状态。

列车水箱内设有液位感应器，上水支管40上设有流量计24，监控计算机20根据列车水箱的液位信息计算本次的上水量以及上水时间，该上水时间即为预设的上水时间t1，根据上水预设的上水时间t1的上水量计算回流时间t₂，上水软管4中多余的水回流至回水支管40中，然后通过上水干管43回到车站水池中再次利用，避免水资源的浪费。

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)

1.一种全自动列车上水装置，其特征在于：包括上水系统、运动系统和控制系统；所述上水系统包括上水接头（34）以及与水源连通的上水软管（4），所述上水软管（4）与上水接头（34）连通；所述运动系统包括平行于铁路股道设置的横向运动机构、垂直于铁路股道设置的纵向运动机构以及用于带动所述上水接头（34）上下移动的垂直升降机构，所述横向升降机构用于带动所述上水接头（34）沿横向移动，所述纵向运动机构用于带动所述上水接头（34）沿纵向移动，所述纵向运动机构和所述垂直升降机构均位于所述横向运动机构上。

2.如权利要求1所述的一种全自动列车上水装置，其特征在于：所述纵向运动机设置于所述横向运动机构上，所述垂直升降机构设置于所述纵向运动机构上，所述上水接头（34）设置于所述垂直升降机构的顶部。

3.如权利要求1所述的一种全自动列车上水装置，其特征在于：所述上水系统还包括上水干管（39）以及与所述上水干管（39）连通的若干上水支管（40），各所述上水支管（40）分别与对应的上水软管（4）连通，各所述上水支管（40）上依次设有手动闸阀（23）、流量计（24）和第一电磁阀（25）。

4.如权利要求3所述的一种全自动列车上水装置，其特征在于：所述上水系统还包括回水干管（43）和若干回水支管（38），所述回水支管（38）与所述上水支管（40）一一对应，各所述回水支管（38）的一端与对应的所述上水支管（40）连通，另一端与所述回水干管（43）连通；所述回水支管（38）与所述上水支管（40）连接的节点位于所述第一电磁阀（25）远离所述流量计（24）的一侧。

5.如权利要求2所述的一种全自动列车上水装置，其特征在于：所述横向运动机构包括第一导轨（14），所述第一导轨（14）的两内侧分别设置有与所述纵向运动机构两侧设置的第一齿轮（7）相啮合的第一导轨卡齿（2），或所述第一导轨（14）上设有与所述纵向运动机构底部设置的第三齿轮（46）相啮合的第三齿轮导轨（44）。

6.如权利要求2所述的一种全自动列车上水装置，其特征在于：所述纵向运动机构包括第二导轨（15），所述第二导轨（15）的两内侧分别设置有与所述垂直升降机构两侧设置的第二齿轮（9）相啮合的第二导轨卡齿（10），或所述第二导轨（15）上设有与所述垂直升降机构底部设置的第四齿轮（47）相啮合的第四齿轮导轨（45）。

7.如权利要求2所述的一种全自动列车上水装置，其特征在于：所述垂直升降机构的顶部通过旋转关节（30）与一套管（31）连接，所述上水接头（34）从所述套管（31）一侧伸入所述套管（31）中并从所述套管（31）的上端伸出，所述上水接头（34）的下端与所述上水软管（4）连通。

8.如权利要求7所述的一种全自动列车上水装置，其特征在于：所述垂直升降机构包括基座（26）以及至少两节空心的竖杆，相邻的竖杆之间可伸缩地套接在一起；位于最下方的竖杆的下端固定于所述基座（26）上；位于最上方的竖杆的上端通过旋转关节（30）与所述套管（31）的下端连接。

9.如权利要求7所述的一种全自动列车上水装置，其特征在于：所述套管（31）的两侧分别设有第一CCD相机（32）和第二CCD相机（33），所述垂直升降机构内设有控制电缆，所述第一CCD相机（32）、所述第二CCD相机（33）以及所述垂直升降机构与控制电缆（5）连接。

10.如权利要求2所述的一种全自动列车上水装置，其特征在于：所述横向运动机构的一侧设有平行于铁路股道的第一履带（1），所述纵向运动机构上设有第三履带（6），所述垂直升降机构的顶部设有第二连接杆（42），所述第三履带（6）的一端固定于所述纵向运动机构上，另一端固定于所述第二连接杆（42）上，所述第一履带（1）与所述第三履带（6）之间设置有第一连接杆（41），所述上水软管（4）依次沿第一履带（1）、第一连接杆（41）、第三履带（6）敷设至所述第二连接杆（42）的顶部后与所述上水接头（34）连通。