CN215590740U - 旅客列车智能上水控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旅客列车智能上水控制系统，涉及列车上水技术领域，包括水源和水泵，还包括远程控制系统和上水系统，远程控制系统与上水系统控制连接，远程控制系统包括集控中心、显示系统和报警系统，上水系统通过管路与水泵连接，上水系统包括机械手、移动组件、注水机构、识别定位组件和电控组件，机械手、识别定位组件和电控组件均设置在移动组件上，电控组件与远程控制系统电连接。本实用新型通过机械手带动上水管接头与列车注水口连接，能够实现智能化上水作业，提高了上水效率，通过相机控制机械手的精准定位和上水量，避免上水过程中水源溢水现象，节约水资源，上水过程实现无人化操作，消除行车及人员安全隐患。

Description

旅客列车智能上水控制系统

技术领域

本实用新型涉及列车上水技术领域，具体是一种旅客列车智能上水控制系统。

背景技术

我国自有铁路一百多年以来，旅客列车的上水一直采用人工操作完成上水作业，随着目前铁路技术的高速发展，列车时速已超过300公里，但旅客列车车厢的加水设备还很原始，仍需人工完成，上水时由上水工人将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关闭上水阀，取下上水管，该种方式上水效率低，水资源浪费严重，上水工人劳动强度大，上水工作环境和条件极其恶劣，另外，上水工人经常需要在股道间来回穿梭，上水工人的自身安全难以得到保障，铁路部门每年投入巨额资金，投入大量人力、物力，仍无法满足当今铁路快速发展的需求，铁路智能化上水作业管理是未来发展的唯一选择。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种旅客列车智能上水控制系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种旅客列车智能上水控制系统，包括水源和水泵，水泵和水源通过管路连接，还包括远程控制系统和上水系统，远程控制系统与上水系统控制连接，由远程控制系统控制上水系统进行上水作业，远程控制系统包括用于集成控制的集控中心、用于显示每节车厢上水量及上水总量的显示系统和用于确保上水工作正常运行的报警系统，上水系统通过管路与水泵连接，上水系统包括机械手、移动组件、注水机构、识别定位组件和电控组件，机械手、识别定位组件和电控组件均移动设置在移动组件上，注水机构设置在机械手的执行端，机械手、移动组件、注水机构、识别定位组件均与电控组件电连接，电控组件与远程控制系统电连接。

优选的，移动组件包括底架、齿条、滑台底板、减速电机和若干直线导轨，底架为型材框架结构，齿条和若干直线导轨均设置在底架顶部，滑台底板滑动设置在直线导轨的滑块上，减速电机设置在滑台底板上，减速电机的输出轴上设置有齿轮，齿轮与齿条啮合，减速电机外部设置有电机护罩，所电机护罩可拆卸设置在滑台底板上，机械手设置在电机护罩的顶部。

优选的，注水机构包括固定板、注水管、轴承压板、上固定板、控制模块和无线接收机，固定板设置在机械手的执行端，轴承压板设置在固定板上，轴承压板内设置有鱼眼轴承，注水管穿透设置在鱼眼轴承内，注水管上端设置有上水管接头，注水管下端通过胶管与水泵连接，胶管上设置有阀门，上固定板套装在注水管上，上固定板和轴承压板之间设置有若干减震垫，固定板上设置有定位柱，控制模块设置在上固定板上，且与无线接收机电连接，上水管接头与控制模块电连接，阀门和水泵均与无线接收机电连接。

优选的，注水机构包括固定板、注水管、轴承压板、上固定板、控制模块、无线接收机和开门装置，固定板设置在机械手的执行端，轴承压板设置在固定板上，轴承压板内设置有鱼眼轴承，注水管穿透设置在鱼眼轴承内，注水管上端设置有上水管接头，注水管下端通过胶管与水泵连接，胶管上设置有阀门，上固定板套装在注水管上，上固定板和轴承压板之间设置有若干减震垫，固定板上设置有定位柱，控制模块设置在上固定板上，且与无线接收机电连接，上水管接头与控制模块电连接，阀门和水泵均与无线接收机电连接，开门装置设置在固定板上，开门装置与电控组件电连接。

优选的，电控组件包括电控箱、机械手电箱和控制电箱，电控箱设置在电机护罩一侧，机械手电箱和控制电箱均设置在电控箱内部，且相互电连接，机械手与机械手电箱电连接，移动组件、注水机构和识别定位组件分别与控制电箱电连接。

优选的，识别定位组件包括第一相机、第二相机和第三相机，第一相机和第二相机通过固定支架水平设置在电机护罩顶端，第三相机设置在固定板上，且与注水管平行，第一相机、第二相机和第三相机均与控制电箱电连接，第一相机、第二相机和第三相机外部均设置有防护罩，防护罩由不锈钢材质制成。

优选的，底架顶部设置有两个风琴罩，两个风琴罩分别设置在电机护罩的两侧，风琴罩一端设置在电机护罩上，风琴罩的另一端设置在底架的端部，底架四周设置有护板，底架底部设置有若干地脚

优选的，一种旅客列车智能上水控制系统还包括卷管机构，卷管机构为拖链，拖链设置在底架内部，拖链一端设置在滑台底板上，拖链另一端设置在底架端部，胶管设置在拖链内。

优选的，一种旅客列车智能上水控制系统还包括卷管机构，卷管机构为卷管器，卷管器设置在底架内部，且靠近水泵，卷管器与控制电箱电连接，胶管绕设在卷管器上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过机械手带动上水管接头与列车注水口连接，能够实现智能化上水作业，提高了上水效率，节约了人工成本，降低了铁路运输成本，通过第一相机和第三相机的精密图像识别控制机械手的精准定位，通过第二相机控制上水量，避免上水过程中水源溢水现象，节约水资源，上水过程实现无人化操作，避免了上水工人在恶劣环境的上水工作，避免上水工人在股道间穿梭，消除行车及人员安全隐患，使铁路走向智能管理。

附图说明

图1为本实用新型实施例一左视立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例一右视立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例一立体结构示意图(去风琴罩、护板和电控箱)；

图4为本实用新型实施例一右视结构示意图；

图5为本实用新型图4的A-A剖视局部放大结构示意图；

图6为本实用新型图4的B-B剖视局部放大结构示意图；

图7为本实用新型实施例二立体结构示意图；

图8为本实用新型实施例二的注水机构立体结构示意图；

图9为本实用新型实施例三立体结构示意图(去风琴罩、护板和电控箱)；

图10为本实用新型结构示意图。

图中：1、底架；2、齿条；3、滑台底板；4、减速电机；5、直线导轨；6、齿轮；7、电机护罩；8、机械手；9、固定板；10、注水管；11、轴承压板；12、上固定板；13、鱼眼轴承；14、减震垫；15、控制模块；16、无线接收机；17、上水管接头；18、胶管；19、水泵；20、阀门；21、拖链；22、卷管器；23、风琴罩；24、护板；25、地脚；26、定位柱；27、电控箱；28、机械手电箱；29、控制电箱；30、第一相机；31、第二相机；32、第三相机；33、防护罩；34、水源；35、固定支架；36、开门装置。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。

实施例一

参照图1-图6，一种旅客列车智能上水控制系统，包括水源34和水泵19，水泵19和水源34通过管路连接，还包括远程控制系统和上水系统，远程控制系统与上水系统控制连接，远程控制系统包括集控中心、显示系统和报警系统，上水系统包括机械手8、移动组件、注水机构、识别定位组件和电控组件，机械手8、识别定位组件和电控组件均安装在移动组件上，且可在移动组件上移动，注水机构安装在机械手8的执行端，机械手8、移动组件、注水机构、识别定位组件均与电控组件电连接，电控组件与远程控制系统电连接，上水系统通过管路与水泵19连接，通过水泵19将水源34内的水输送至上水系统，向列车水箱内注水。

采用上述结构，由远程控制系统控制上水系统进行上水作业，远程控制系统可以在车站内集中布置，提高了行车的安全，通过集控中心可根据车站内列车的进出情况，进行整体的上水控制，通过显示系统可以显示每节车厢上水量及上水总量，做到智能控制，方便结算水费，通过报警系统确保上水的正常工作，方便车站上水工人随时随地掌握各系统的工作状态，确保上水工作正常运行，通过移动组件带动机械手8移动，从而带动注水机构进行上水作业，识别定位组件用于定位列车水箱的注水口位置并监测溢水情况，提高定位的准确性和防止水资源的浪费，电控组件接收远程控制系统的控制信号，并控制执行组件和识别定位组件工作。

参照图1-图6，移动组件包括底架1、齿条2、滑台底板3、减速电机4和若干直线导轨5，底架1为型材焊接而成的框架结构，在底架1的底部安装有若干地脚25，可通过地脚25调整底架1安装的水平，保证移动组件运行的平稳，底架1的侧面四周均安装有护板24，齿条2和若干直线导轨5均安装在底架1的顶部，直线导轨5的数量为两根，分别安装在齿条2的两侧，滑台底板3安装在直线导轨5的滑块上，减速电机4安装在滑台底板3上，在减速电机4的输出轴上紧固安装有齿轮6，齿轮6与齿条2啮合，在减速电机4外部安装有电机护罩7，电机护罩7采用螺栓安装在滑台底板3上，在底架1上还安装有两个风琴罩23，两个风琴罩23分别安装在电机护罩7的两侧，风琴罩23的一端安装在电机护罩7上，风琴罩23的另一端安装在底架1的端部，机械手8安装在电机护罩7的顶部，注水机构安装在机械手8的执行端，注水机构包括固定板9、注水管10、轴承压板11和上固定板12，固定板9加工成L形，固定板9安装在机械手8的执行端，轴承压板11安装在固定板9上，在轴承压板11内安装有鱼眼轴承13，注水管10穿过鱼眼轴承13，上固定板12套装在注水管10上，在上固定板12和轴承压板11之间安装有若干减震垫14，在上固定板12上还安装有定位柱26，定位柱26用于注水机构的机械定位。

采用上述结构，减速电机4带动齿轮6转动，通过相互啮合的齿轮6和齿条2，带动滑台底板3及安装在滑台底板3上的电机护罩7、机械手8沿直线导轨5向需要上水的车厢移动，进而带动安装在机械手8执行端的注水机构移动，移动平稳、快捷，风琴罩23和护板24的安装，提高了移动组件安装的密封性，起到了防雨雪、防尘、防低温的作用，保证了在恶劣环境下仍可以正常工作，确保上水作业正常进行，注水管10安装在鱼眼轴承13内，使得注水管10能在鱼眼轴承13内偏转一定角度，确保注水管10能准确的与列车注水口对接，并通过减震垫14防止注水管10与列车注水口偏心对接时，对注水管10和列车注水口造成损害，提高对接的安全性。

参照图1-图6，电控组件包括电控箱27、机械手8电箱和控制电箱29，电控箱27安装在电机护罩7的一侧，可跟随电机护罩7同步移动，机械手电箱28和控制电箱29均安装在电控箱27内部，机械手电箱28和控制电箱29之间相互电连接，可进行信号的交互，机械手8与机械手电箱28电连接，由机械手电箱28控制机械手8各关节的动作，移动组件、注水机构和识别定位组件分别与控制电箱29电连接，由控制电箱29控制行走、注水及定位识别，机械手电箱28和控制电箱29均与远程控制系统电连接，进行信号的交互，由远程控制系统远程控制机械手电箱28和控制电箱29执行相应的动作。

参照图1-图6，识别定位组件包括第一相机30、第二相机31和第三相机32，第一相机30和第二相机31均水平安装在固定支架35上，固定支架35垂直安装在电机护罩7的顶端，第三相机32安装在固定板9的下端，且与注水管10的轴线方向平行，第三相机32可沿固定板9上下调整，可使第三相机32获取最佳焦距，第一相机30、第二相机31和第三相机32均与控制电箱29电连接，在第一相机30、第二相机31和第三相机32外部均安装有不锈钢材质的防护罩33，防雨雪、防尘，提高使用的安全性和使用寿命。

采用上述结构，利用水平安装的第一相机30对列车注水口的外观图像机型采集，并通过与控制电箱29之间的信号交互，控制机械手8向列车注水口位置移动定位，利用第三相机32采集列车注水口的垂直端口图像，完成注水管10和列车注水口的自动交会对接，通过第一相机30和第三相机32分别对列车注水口水平和垂直方向的图像采集和识别，能够精准定位列车注水口的位置，定位精准度高，利用第二相机31采集列车水箱加满后的溢水图像信号，实现自动停止上水的功能，节约水资源。

参照图1-图6，上固定板12上安装有控制模块15，在架体的一端安装有无线接收机16，控制模块15与无线接收机16电连接，且均与控制电箱29电连接，注水管10的上端安装有上水管接头17，上水管接头17具有自动开关的功能，上水管接头17与控制模块15电连接，注水管10的下端通过胶管18与水泵19连接，胶管18上在靠近水泵19的位置处安装有阀门20，水泵19和阀门20均与无线接收机16电连接。

采用上述结构，通过具有自动开关功能的上水管接头17，当上水管接头17插入列车注水口内后可自动打开，并向控制模块15发出信号，通过控制模块15与无线接收机16之间的信号交互，由无线接收机16分别控制阀门20和水泵19开启，向列车水箱内注水，当注水完成，上水管接头17从列车注水口内拔出，上水管接头17自动关闭，防止水流出，并发出信号，由无线接收机16控制阀门20和水泵19关闭。

参照图1-图6，一种旅客列车智能上水控制系统还包括卷管机构，卷管机构采用拖链21，拖链21安装在底架1的内部，拖链21的一端安装在滑台底板3上，拖链21的另一端安装在底架1的端部，胶管18安装在拖链21内部，采用拖链21可将胶管18和电缆集中安装，安装整洁有序，环保卫生，拖链21还可对胶管18和电缆进行保护，提高胶管18和电缆使用的周期。

本实施例适用于普通列车，其工作原理如下：当列车进站停稳后，集控中心分别向机械手电箱28和控制电箱29发出上水控制信号，控制电箱29控制减速电机4启动，带动齿轮6转动，通过相互啮合的齿轮6和齿条2，带动滑台底板3沿直线导轨5移动，同时启动第一相机30开始对列车注水口的外观图像进行采集，机械手电箱28控制机械手8由与直线导轨5平行方向旋转至与直线导轨5垂直方向，当第一相机30采集到列车注水口的外观图像信号时，减速电机4停止转动，机械手8伸展，第三相机32开始对列车注水口的垂直端口图像进行采集，当第三相机32采集到列车注水口的垂直端口图像时，第三相机32反复识别定位，并带动机械手8进行微调，使上水管接头17对准列车注水口，机械手8带动上水管接头17插入列车注水口内，当插入到位后，上水管接头17自动打开，给控制模块15输入自动上水控制信号，控制模块15将信号传输给无线接收机16，无线接收机16收到此信号后，经过识别处理，向阀门20和水泵19输出启动信号，此时阀门20打开，水泵19启动，将水源34内的饮用水通过阀门20、胶管18、上水管接头17、列车注水口流入列车水箱，自动完成向列车水箱内注水的功能，注水作业启动时，第二相机31启动，开始对溢水图像进行采集，当第二相机31采集到溢水图像时或注水设定时间到点时，机械手8动作，将上水管接头17从列车注水口中拔出，上水管接头17关闭，通过控制模块15和无线接收机16之间的信号交互，将阀门20和水泵19关闭，机械手8复位，等待下次上水作业。

实施例二

参照图7，一种旅客列车智能上水控制系统，其与实施例一的结构基本相同，不同之处在于，本实施例中的注水机构还包括了开门装置36，开门装置36安装在固定板9上，开门装置36与电控组件电连接，由电控组件控制开门装置36工作。

本实施例适用于高铁和动车列车，其工作原理与实施例一的工作原理基本一致，不同之处在于，由于高铁和动车的列车注水口安装有防护门，当第第一相机30检测到列车注水口的外观图像信号时，机械手8伸展，带动注水机构向列车注水口移动，电控组件控制开门装置36将防护门打开，然后第三相机32开始对列车注水口的垂直端口图像进行采集，完成注水管10和列车注水口的自动交会对接上水。

实施例三

参照图8，一种旅客列车智能上水控制系统，其与实施例一和实施例二的结构基本相同，不同之处在于，本实施例中的卷管机构为卷管器22，卷管器22安装在底架1的内部靠近水泵19的一端，卷管器22与控制电箱29电连接，胶管18绕设在卷管器22上，卷管器22与移动组件均在控制电箱29的控制下有信号的交互，卷管器22随着移动组件的移动对胶管18进行收放。

需要特别说明的是，在本实用新型的实施例中所述的齿条2、减速电机4、直线导轨5、齿轮6、机械手8、鱼眼轴承13、减震垫14、控制模块15、无线接收机16、上水管接头17、胶管18、水泵19、阀门20、拖链21、卷管器22、风琴罩23、机械手电箱28、控制电箱29、第一相机30、第二相机31、第三相机32和螺栓均为现有技术应用。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“中心”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专利和简化描述，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专利的限制。

在本专利中，除非另有明确的规定和限定，术语“组合”、“设置”、“连接”、“固定”、“紧密”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定，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专利中的具体含义。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种旅客列车智能上水控制系统，包括水源(34)和水泵(19)，所述水泵(19)和水源(34)通过管路连接，其特征在于：还包括远程控制系统和上水系统，所述远程控制系统与所述上水系统控制连接，由远程控制系统控制上水系统进行上水作业，远程控制系统包括用于集成控制的集控中心、用于显示每节车厢上水量及上水总量的显示系统和用于确保上水工作正常运行的报警系统，所述上水系统通过管路与水泵(19)连接，上水系统包括机械手(8)、移动组件、注水机构、识别定位组件和电控组件，所述机械手(8)、识别定位组件和电控组件均移动设置在移动组件上，所述注水机构设置在机械手(8)的执行端，机械手(8)、移动组件、注水机构、识别定位组件均与电控组件电连接，电控组件与远程控制系统电连接。

2.根据权利要求1所述的旅客列车智能上水控制系统，其特征在于：所述移动组件包括底架(1)、齿条(2)、滑台底板(3)、减速电机(4)和若干直线导轨(5)，所述底架(1)为型材框架结构，所述齿条(2)和若干直线导轨(5)均设置在底架(1)顶部，所述滑台底板(3)滑动设置在直线导轨(5)的滑块上，所述减速电机(4)设置在滑台底板(3)上，减速电机(4)的输出轴上设置有齿轮(6)，所述齿轮(6)与齿条(2)啮合，减速电机(4)外部设置有电机护罩(7)，所述电机护罩(7)可拆卸设置在滑台底板(3)上，所述机械手(8)设置在电机护罩(7)的顶部。

3.根据权利要求2所述的旅客列车智能上水控制系统，其特征在于：所述注水机构包括固定板(9)、注水管(10)、轴承压板(11)、上固定板(12)、控制模块(15)和无线接收机(16)，所述固定板(9)设置在机械手(8)的执行端，所述轴承压板(11)设置在固定板(9)上，轴承压板(11)内设置有鱼眼轴承(13)，所述注水管(10)穿透设置在鱼眼轴承(13)内，注水管(10)上端设置有上水管接头(17)，注水管(10)下端通过胶管(18)与水泵(19)连接，所述胶管(18)上设置有阀门(20)，所述上固定板(12)套装在注水管(10)上，上固定板(12)和轴承压板(11)之间设置有若干减震垫(14)，固定板(9)上设置有定位柱(26)，控制模块(15)设置在上固定板(12)上，且与无线接收机(16)电连接，上水管接头(17)与控制模块(15)电连接，所述阀门(20)和水泵(19)均与无线接收机(16)电连接。

4.根据权利要求2所述的旅客列车智能上水控制系统，其特征在于：所述注水机构包括固定板(9)、注水管(10)、轴承压板(11)、上固定板(12)、控制模块(15)、无线接收机(16)和开门装置(36)，所述固定板(9)设置在机械手(8)的执行端，所述轴承压板(11)设置在固定板(9)上，轴承压板(11)内设置有鱼眼轴承(13)，所述注水管(10)穿透设置在鱼眼轴承(13)内，注水管(10)上端设置有上水管接头(17)，注水管(10)下端通过胶管(18)与水泵(19)连接，所述胶管(18)上设置有阀门(20)，所述上固定板(12)套装在注水管(10)上，上固定板(12)和轴承压板(11)之间设置有若干减震垫(14)，固定板(9)上设置有定位柱(26)，控制模块(15)设置在上固定板(12)上，且与无线接收机(16)电连接，上水管接头(17)与控制模块(15)电连接，所述阀门(20)和水泵(19)均与无线接收机(16)电连接，所述开门装置(36)设置在固定板(9)上，开门装置(36)与电控组件电连接。

5.根据权利要求3或4所述的旅客列车智能上水控制系统，其特征在于：所述电控组件包括电控箱(27)、机械手电箱(28)和控制电箱(29)，所述电控箱(27)设置在电机护罩(7)一侧，所述机械手电箱(28)和控制电箱(29)均设置在电控箱(27)内部，且相互电连接，机械手(8)与机械手电箱(28)电连接，移动组件、注水机构和识别定位组件分别与控制电箱(29)电连接。

6.根据权利要求5所述的旅客列车智能上水控制系统，其特征在于：所述识别定位组件包括第一相机(30)、第二相机(31)和第三相机(32)，所述第一相机(30)和第二相机(31)通过固定支架(35)水平设置在电机护罩(7)顶端，所述第三相机(32)设置在固定板(9)上，且与注水管(10)平行，第一相机(30)、第二相机(31)和第三相机(32)均与控制电箱(29)电连接，第一相机(30)、第二相机(31)和第三相机(32)外部均设置有防护罩(33)，所述防护罩(33)由不锈钢材质制成。

7.根据权利要求6所述的旅客列车智能上水控制系统，其特征在于：所述底架(1)顶部设置有两个风琴罩(23)，两个所述风琴罩(23)分别设置在电机护罩(7)的两侧，风琴罩(23)一端设置在电机护罩(7)上，风琴罩(23)的另一端设置在底架(1)的端部，底架(1)四周设置有护板(24)，底架(1)底部设置有若干地脚(25)。

8.根据权利要求7所述的旅客列车智能上水控制系统，其特征在于：还包括卷管机构，所述卷管机构为拖链(21)，所述拖链(21)设置在底架(1)内部，拖链(21)一端设置在滑台底板(3)上，拖链(21)另一端设置在底架(1)上且靠近水泵(19)的一端，胶管(18)设置在拖链(21)内。

9.根据权利要求7所述的旅客列车智能上水控制系统，其特征在于：还包括卷管机构，所述卷管机构为卷管器(22)，所述卷管器(22)设置在底架(1)内部，且靠近水泵(19)，卷管器(22)与控制电箱(29)电连接，胶管(18)绕设在卷管器(22)上。

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