CN212473479U - 一种列车自动加水设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及加水技术领域，尤其是涉及一种列车自动加水设备，包括：车站管理系统、信息管理终端、若干个加水装置；所述信息管理终端与车站管理系统相连；所述信息管理终端与车头位置检测系统相连；所述信息管理终端与加水装置的视觉检测系统相连；所述信息管理终端与加水装置的控制系统相连；所述加水装置的执行机构根据控制系统的指令进行动作。本实用新型提供的列车自动加水设备，能够自动完成加水工作，从而降低工人的劳动强度，提供工作效率。

Description

一种列车自动加水设备

技术领域

本实用新型涉及加水技术领域，尤其是涉及一种列车自动加水设备。

背景技术

目前，客运列车在始发车站或长途运行的中间站点需要对水箱进行加水操作，目前国内的加水操作基本靠人工来完成，人工加水的劳动强度较大，工作环境恶劣，浪费水的现象较为严重。因此，有必要提供一种能够自动完成加水工作的设备，从而降低工人的劳动强度，提供工作效率，以解决现有技术所存在的问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种列车自动加水设备，以解决现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种列车自动加水设备，其包括：车站管理系统、信息管理终端、若干个加水装置；

所述信息管理终端与车站管理系统相连；

所述信息管理终端与车头位置检测系统相连；

所述信息管理终端与加水装置的视觉检测系统相连；

所述信息管理终端与加水装置的控制系统相连；

所述加水装置的执行机构根据控制系统的指令进行动作。

作为一种进一步的技术方案，所述加水装置的执行机构包括：移动小车、手臂、插管旋转机构；

所述移动小车沿铺设的轨道运动，所述移动小车通过拖链供水、供电；

所述手臂安装于所述移动小车上；

所述插管旋转机构安装于所述手臂上。

作为一种进一步的技术方案，所述移动小车的传动结构采用齿轮齿条传动；所述移动小车的驱动结构采用伺服电机；所述移动小车的伺服电机通过减速机与齿轮连接，所述齿轮与齿条啮合，所述齿条设置于轨道上。

作为一种进一步的技术方案，所述手臂的升降部分采用滚珠丝杠结构和闭环带刹车步进电机，所述闭环带刹车步进电机与滚珠丝杠结构连接。

作为一种进一步的技术方案，所述手臂的旋转部分采用槽轮机构、永磁同步电机和减速机，所述永磁同步电机通过减速机与槽轮机构连接。

作为一种进一步的技术方案，所述手臂的伸缩部分采用齿轮齿条、步进电机和减速机，所述步进电机通过减速机与齿轮连接，齿轮通过齿条啮合以实现伸缩移动。

作为一种进一步的技术方案，所述插管旋转机构采用永磁低速同步电机、减速机与插管连接，用于带动插管与列车的加水口对接。

作为一种进一步的技术方案，所述信息管理终端采用工控机；

所述工控机与车站管理系统相连；

所述工控机与车头位置检测传感器相连；

所述工控机与加水装置的视觉检测系统相连；

所述工控机与加水装置的控制系统相连。

作为一种进一步的技术方案，所述车头位置检测系统采用固态面阵式激光雷达。

作为一种进一步的技术方案，所述视觉检测系统采用安装在加水装置上的摄像头。

采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的列车自动加水设备，能够自动完成加水工作，从而降低工人的劳动强度，提供工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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列车自动加水设备的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的列车自动加水设备的程序控制流程；

图3为本实用新型实施例提供的加水装置的整体配套示意图；

图4为本实用新型实施例提供的加水装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的移动小车针对列车加水口朝外的状态示意图；

图6为本实用新型实施例提供的移动小车在插管机构向后旋转45度的状态示意图；

图7为本实用新型实施例提供的移动小车针对列车加水口朝下的状态示意图；

图8为本实用新型实施例提供的移动小车接近列车加水口的状态示意图。

图标：1-加水装置；2-供水桶；11-插管旋转机构；12-手臂；13-移动小车；14-轨道；15-列车加水口。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

结合图1至图8所示，本实施例提供一种列车自动加水设备，其包括：车站管理系统、信息管理终端、若干个加水装置1，

所述信息管理终端与车站管理系统相连，接受车站管理系统的指令，工作完成后给车站管理系统反馈工作完成情况。所述信息管理终端与车头位置检测系统相连，处理车头位置检测传感器的信息，确定列车的停车位置；所述信息管理终端与加水装置1的视觉检测系统相连，利用加水装置1 上安装的摄像头，对本车厢的加水口位置进行识别；所述信息管理终端与加水装置1的控制系统相连，接收信息管理终端的工作指令，向信息管理终端返回本设备的工作状态，所述加水装置1的执行机构根据控制系统的指令进行动作，根据信息终端的指令，定位至本车厢加水口，完成加水操作。

结合图4所示，本实施例中，优选地，所述加水装置1的执行机构包括：移动小车13、手臂12、插管旋转机构11；所述移动小车13沿铺设的轨道14运动，所述移动小车13通过拖链供水(供水桶2)、供电，伺服电机控制，便于快速响应、准确定位。所述手臂12安装于所述移动小车13 上，可以升降、伸缩、旋转，其中，升降：闭环式步进电机控制，带抱闸，可以设定升降高度；伸缩：步进电机控制，可以设定伸缩位置；旋转：同步电机控制，固定旋转角度；所述插管旋转机构11安装于所述手臂12上，通过同步电机控制，固定旋转角度。

本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述移动小车13的传动结构采用齿轮齿条传动；所述移动小车13的驱动结构采用伺服电机；所述移动小车13的伺服电机通过减速机与齿轮连接，所述齿轮与齿条啮合，所述齿条设置于轨道14上。

具体地，小车行走部分：

1)、工作要求

负载：200Kg

行走速度：0-0.8m/s；

2)、传动结构

齿轮齿条传动，齿轮模数M4，齿数30,R＝60；

3)电机选型

伺服电机110EA18030SH3

减速机：PX110N020SA

4)选型核验

工作速度：0-0.94m/s

最大推力：2000N

惯量比：4.39。

本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述手臂12的升降部分采用滚珠丝杠结构和闭环带刹车步进电机，所述闭环带刹车步进电机与滚珠丝杠结构连接。

具体地，手臂12升降部分：

工作要求

负载：150公斤

速度：0-0.05m/s

传动结构

滚珠丝杠结构，丝杠导程5mm

电机选型

86闭环带刹车步进电机，额定转矩4.5Nm

选型核验

丝杠推力：3000N

工作速度：0-0.05m/s。

本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述手臂12的旋转部分采用槽轮机构、永磁同步电机和减速机，所述永磁同步电机通过减速机与槽轮机构连接。

具体地，手臂12旋转部分：

工作要求

负载80公斤

传动结构

槽轮机构，传动比1:1

电机选型

永磁同步电机：110TDY115T

减速机：PX110N024S0

额定转矩3Nm

额定转速：115r/min；

选型核验

推动转矩：72Nm

旋转速度：28.75°/s；

本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述手臂12的伸缩部分采用齿轮齿条、步进电机和减速机，所述步进电机通过减速机与齿轮连接，齿轮通过齿条啮合以实现伸缩移动。

具体地，手臂12伸缩部分：

工作要求

负载：50Kg

工作速度：0-20mm/s

传动系统

齿轮齿条M2 15齿R＝15mm

电机选型

步进电机57HBP112A，工作转矩1Nm，工作速度1500r/min；

减速机：NMRV025，减速比1:10

选型核验

工作推力：500N

工作速度：0-23.6mm/s

本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述插管旋转机构11采用永磁低速同步电机、减速机与插管连接，用于带动插管与列车的加水口对接。

具体地，插管旋转机构11

工作要求

负载：15Kg

传动结构

直连传动

电机选型

永磁低速同步电机90TDY115T，额定负载1.8Nm，额定速度115r/min

减速机：NMRV030，减速比1:10

选型核验

工作转矩：10Nm

工作速度：69°/s。

本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述信息管理终端采用工控机，采用双网口嵌入式工控机；所述工控机与车站管理系统相连；所述工控机与车头位置检测传感器相连；所述工控机与加水装置1的视觉检测系统相连；所述工控机与加水装置1的控制系统相连。

本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述车头位置检测系统采用固态面阵式激光雷达。

本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述视觉检测系统采用安装在加水装置1上的摄像头。

本实施例中，作为一种进一步的技术方案，对于信息接口而言，其中，管理信息终端预留与车站管理系统的接口，对于电气接口而言，供电采用AC220V(±10％)，50Hz(±0.2Hz)。

结合图2所示，本实施例提供的列车自动加水设备的工作流程如下：

一、N号加水装置1的PLC接收到上位机发送的信息

(1)加水控制信号；

(2)加水口位置；

(3)列车加水口15方向(左右，外下)；

(4)在当前设备空闲状态下，回复上位机执行信号，否则回复忙信号；

二、检查设备状态，复位设备

(1)手臂12下降；

(2)手臂12缩回；

(3)手臂12顺向；

(4)插管机构旋转至下方；

三、行走伺服电机工作，加水装置1运动至指定位置

(1)接近指定位置时，手臂12旋转至指定方向；

(2)给出到位信号；

(3)上位机收到信息后，启动加水口位置识别模块；

(4)上位机接到位置识别模块识别成功信息；

(5)发送加水口位置信息；

(6)定位至加水口；

四、根据加水口朝向(朝下或朝外)

(1)加水口朝外(结合图5、图6所示)

手臂12升起，手臂12伸出，接近加水口；

插管机构向后旋转45度；

手臂12伸出到位；

插管机构向前旋转45度，加水管插入；

(2)加水口朝下(结合图7、图8所示)

手臂12伸出，接近加水口；

手臂12升起到位；

插管机构旋转到位，插入水管；

五、水箱加水

(1)启动加水；

(2)根据视觉信号，停止加水；

六、复位设备

(1)加水口朝外：

插管机构旋转角度；

手臂12缩回；

手臂12下降；

(2)加水口朝下

插管机构旋转角度；

手臂12下降；

手臂12缩回；

(3)生成加水完成信息或故障信息。

综上，本设计中的自动加水设备可以对两侧的列车进行加水操作，系统采用模块化设计方式，每套系统由一台信息管理终端和N台加水设备组成，加水设备的数量可以进行配置。信息管理终端负责与车站管理系统、检测模块和控制模块对接。加水设备由控制模块和执行机构组成。本系统设计时，充分考虑系统的可靠性、安全性、维修性、测试性、保障性和环境适应性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种列车自动加水设备，其特征在于，包括：车站管理系统、信息管理终端、若干个加水装置；

所述信息管理终端与车站管理系统相连；

所述信息管理终端与车头位置检测系统相连；

所述信息管理终端与加水装置的视觉检测系统相连；

所述信息管理终端与加水装置的控制系统相连；

所述加水装置的执行机构根据控制系统的指令进行动作。

2.根据权利要求1所述的列车自动加水设备，其特征在于，所述加水装置的执行机构包括：移动小车、手臂、插管旋转机构；

所述移动小车沿铺设的轨道运动，所述移动小车通过拖链供水、供电；

所述手臂安装于所述移动小车上；

所述插管旋转机构安装于所述手臂上。

3.根据权利要求2所述的列车自动加水设备，其特征在于，

所述移动小车的传动结构采用齿轮齿条传动；

所述移动小车的驱动结构采用伺服电机；

所述移动小车的伺服电机通过减速机与齿轮连接，所述齿轮与齿条啮合，所述齿条设置于轨道上。

4.根据权利要求2所述的列车自动加水设备，其特征在于，

所述手臂的升降部分采用滚珠丝杠结构和闭环带刹车步进电机，所述闭环带刹车步进电机与滚珠丝杠结构连接。

5.根据权利要求2所述的列车自动加水设备，其特征在于，

所述手臂的旋转部分采用槽轮机构、永磁同步电机和减速机，所述永磁同步电机通过减速机与槽轮机构连接。

6.根据权利要求2所述的列车自动加水设备，其特征在于，

所述手臂的伸缩部分采用齿轮齿条、步进电机和减速机，所述步进电机通过减速机与齿轮连接，齿轮通过齿条啮合以实现伸缩移动。

7.根据权利要求2所述的列车自动加水设备，其特征在于，所述插管旋转机构采用永磁低速同步电机、减速机与插管连接，用于带动插管与列车的加水口对接。

8.根据权利要求1所述的列车自动加水设备，其特征在于，所述信息管理终端采用工控机；

所述工控机与车站管理系统相连；

所述工控机与车头位置检测传感器相连；

所述工控机与加水装置的视觉检测系统相连；

所述工控机与加水装置的控制系统相连。

9.根据权利要求1所述的列车自动加水设备，其特征在于，所述车头位置检测系统采用固态面阵式激光雷达。

10.根据权利要求1所述的列车自动加水设备，其特征在于，所述视觉检测系统采用安装在加水装置上的摄像头。

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