一种火车客车漂移伸展式上水机的制作方法

本实用新型属于铁路火车客车供水设备技术领域，特别涉及一种火车客车漂移伸展式上水机。

背景技术：

铁路客运专线运量大，客运专列最小行车间隔可达三分钟，客车密度可达每小时20列，理论上每小时最大输运能力可达72000人，能够实现大量、快速和高密度运输。但是，完成这一目标的障碍之一就是火车站上水问题，因为客车用水量大，需要在停靠的火车站及时给予上水，利用旅客上下车的几分钟内上完水比军人战斗还紧张，遇到暴风雨或严冬大雪，工人露天手动上水十分困难和艰辛，将人工手动上水改为自动上水是目前迫切需要解决的问题。国家铁路相关规定要求火车站双向火车道间最小轨间距是4米，如果在4米至5米之间同时对两列客车一齐自动上水，不但解放了生产力，还可以起到事半功倍的效果。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种火车客车漂移伸展式上水机，有效的克服了现有技术的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种火车客车漂移伸展式上水机，包括轨道、行走机构、旋转座体、水管推送机构、水管和机器视觉系统，上述轨道设置于火车轨道一侧地表，并相互平行，上述行走机构可移动的安装于上述轨道上，上述旋转座体通过旋转机构安装于上述行走机构的上部，上述水管推送机构安装于上述旋转座体上，上述水管一端设置有出水嘴，上述水管推送机构与上述水管连接，用于驱使上述水管的一端出水嘴移动至与客车接水管口插入对接或分离，上述机器视觉系统具有视觉传感器和定位传感器，上述机器视觉系统分别与上述行走机构、旋转机构和水管推送机构电连接，上述视觉传感器安装于上述旋转座体的上方，并跟随上述旋转座体旋转，用于拍照搜索客车接水管口的位置，上述定位传感器安装于上述水管推送机构的伸缩端，用于定位客车接水管口的中心位置。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，上述水管推送机构包括竖向设置的圆盘状壳体、旋转动力机构、卷轴和伸缩链，上述圆盘状壳体竖直安装于上述旋转座体的上端，其一侧的上部开有伸缩出口，上述卷轴水平置于上述圆盘状壳体内部的中部，其两端与上述圆盘状壳体的两侧转动连接，上述旋转动力机构装配于上述圆盘状壳体的任意一侧外部，上述卷轴的对应端穿过上述圆盘状壳体的对应侧，并与上述旋转动力机构传动连接，上述伸缩链包括多节端部相互铰接的半圆管状的管托块，多节上述管托块可向上述伸缩链的一侧转动至相互呈夹角，上述伸缩链的一端卷绕于上述卷轴上，且其另一侧背离上述卷轴，上述伸缩链的另一端穿过上述伸缩出口，并构成上述水管推送机构的伸缩端，上述水管容纳装配于上述伸缩链的一侧，并置于每节上述管托块的一侧半圆内腔中，上述水管的一端伸出上述水管推送机构的伸缩端的一节上述管托块端部外，上述水管的另一端穿过上述圆盘状壳体并外接供水装置，上述定位传感器安装于上述水管推送机构的伸缩端的一节上述管托块处，上述视觉传感器安装于上述圆盘状壳体的上端，上述旋转动力机构与上述机器视觉系统电连接。

进一步，上述旋转动力机构为伺服电机。

进一步，对应上述伸缩链另一端的一节上述管托块端部设有套于上述出水嘴外部的碗状的对接部，上述对接部背离上述管托块的一端设有用于检测与对接传感器客车接水管口挤压及贴合状态的压力传感器，该压力传感器与上述机器视觉系统电连接，上述定位传感器设置于上述对接部外围。

进一步，上述水管一端还设有与上述机器视觉系统电连接的超声波流量传感器。

进一步，上述管托块两端分别同轴设有半圆环形的法兰，其中一个上述法兰背离对应的管托块的一端设有安装槽，另一端设有与上述安装槽适配的凸块，相邻两个上述管托块中，其中一个上述管托块另一端的凸块伸入另外一个上述管托块一端的安装槽中，上述凸块上沿上述管托块的径向贯穿设有销轴，上述安装槽两侧槽壁上沿其径向贯穿设有与上述销轴对应的销孔，上述销轴的两端伸入两侧的上述销孔中，并转动连接，相邻两节上述管托块可相对转动至端部相抵，或转动至在二者的一侧呈夹角。

进一步，上述轨道为浇筑于地表上并与火车轨道平行的条形的混凝土基座，该混凝土基座的中部沿其长度方向设有凹槽，上述行走机构设置于该凹槽中，并可沿凹槽槽底移动。

本实用新型的有益效果是：能够实现自动上水，效率高，解放劳动力，降低成本。

附图说明

图1为本实用新型的火车客车漂移伸展式上水机的结构示意图；

图2为本实用新型的火车客车漂移伸展式上水机的机体局部结构示意图；

图3为本实用新型的火车客车漂移伸展式上水机的使用状态图；

图4为本实用新型的火车客车漂移伸展式上水机的上水机部分元器件布局示意图；

图5为本实用新型的火车客车漂移伸展式上水机的给水管路示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、轨道；2、行走机构；3、旋转座体；4、水管推送机构；5、水管；6、视觉传感器；7、定位传感器；41、圆盘状壳体；42、旋转动力机构；43、卷轴；44、伸缩链；45、对接部；46、超声波流量传感器；51、出水嘴；441、管托块；4411、法兰；4412、安装槽；4413、销轴。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例：如图1至5所示，本实施例的火车客车漂移伸展式上水机包括轨道1、行走机构2、旋转座体3、水管推送机构4、水管5和机器视觉系统，上述轨道1设置于火车轨道一侧地表，并相互平行，上述行走机构2可移动的安装于上述轨道1上，上述旋转座体3通过旋转机构安装于上述行走机构2的上部，上述水管推送机构4安装于上述旋转座体3上，上述水管5一端设置有出水嘴51，上述水管推送机构4与上述水管5连接，用于驱使上述水管5的一端出水嘴51移动至与客车接水管口插入对接或分离，上述机器视觉系统具有视觉传感器6和定位传感器7，上述机器视觉系统分别与上述行走机构2、旋转机构和水管推送机构4电连接，上述视觉传感器6安装于上述旋转座体3的上方，并跟随上述旋转座体3旋转，用于拍照搜索客车接水管口的位置，上述定位传感器7安装于上述水管推送机构4的伸缩端，用于定位客车接水管口的中心位置。

上水过程如下：

机器视觉系统开启(也就是服务器终端)，旋转机构带动旋转座体3进行360度旋，从而使得视觉传感器6旋转搜索停靠在铁路相邻线道中需要上水的客车位置，根据具体位置的距离、方位信息，行走机构2带动上水机构在轨基1上前进或后退，直至到达与客车并肩平行的地点。

通过机器视觉系统控制上水，具体包括以下步骤：

1)旋转机构开始旋转，旋转至出水嘴51与客车接水管口的正对面时止；

2)定位传感器7搜索接水管口的中心点，锁住定位；

3)水管推送机构4开始运行，推送水管5级出水嘴51在空中前行；出水嘴51(呈锥体形)的前端进入接水管口内与其内壁接触贴合；

4)控制外部供水装置对通过水管5向客车蓄水容器里供水，达到客车需要吨数时，上水停止。

5)控制水管推送机构4反向运行，将出水嘴51收回，具体地，出水嘴51回缩，前端锥体部分带回，出水嘴51与客车接水管口脱离；

6)旋转机构带动旋转座体3旋转至出水嘴51与与客车走向平行方向止；

7)行走机构2前进或后退至原位。

整个机构智能化操作，能够实现自动上水，效率高，解放劳动力，降低成本。

作为一种优选的实施方式，上述水管推送机构4包括竖向设置的圆盘状壳体41、旋转动力机构42、卷轴43和伸缩链44，上述圆盘状壳体41竖直安装于上述旋转座体3的上端，其一侧的上部开有伸缩出口，上述卷轴43水平置于上述圆盘状壳体41内部的中部，其两端与上述圆盘状壳体41的两侧转动连接，上述旋转动力机构42装配于上述圆盘状壳体41的任意一侧外部，上述卷轴43的对应端穿过上述圆盘状壳体41的对应侧，并与上述旋转动力机构42传动连接，上述伸缩链44包括多节端部相互铰接的半圆管状的管托块441，多节上述管托块441可向上述伸缩链44的一侧转动至相互呈夹角，上述伸缩链44的一端卷绕于上述卷轴43上，且其另一侧背离上述卷轴43，上述伸缩链44的另一端穿过上述伸缩出口，并构成上述水管推送机构4的伸缩端，上述水管5容纳装配于上述伸缩链44的一侧，并置于每节上述管托块441的一侧半圆内腔中，上述水管5的一端伸出上述水管推送机构4的伸缩端的一节上述管托块441端部外，上述水管5的另一端穿过上述圆盘状壳体41并外接供水装置，上述定位传感器7安装于上述水管推送机构4的伸缩端的一节上述管托块441处，上述视觉传感器6安装于上述圆盘状壳体41的上端，上述旋转动力机构42与上述机器视觉系统电连接。

该实施方式中，在上水过程中，当旋转机构带动旋转座体3转动至出水嘴51与客车接水管口的正对面后，通过机器视觉系统的终端机控制旋转动力机构42运行，带动卷轴43转动，从而释放伸缩链44，伸缩链44的另一端经伸缩出口伸长，从而带动水管5的出水嘴51朝向客车接水管口移动，直至出水嘴51(呈锥体形)的前端进入接水管口内与其内壁接触贴合；在供水完毕后，控制旋转动力机构42反向运行，带动卷轴43反向转动，从而收拢伸缩链44，使得伸缩链44带动水管5的出水嘴51回缩，出水嘴51前端锥体部分带回，出水嘴51与客车接水管口脱离，整个结构设计比较合理，能够智能化进行出水嘴51与客车接水管口的对接操作。

在伸缩链44收卷过程中，水管5因为是软管，可以隐藏在多节管托块441的内腔中。

本实施例中，所述视觉传感器6为三维视觉系统，由两个不同角度的摄像机或激光扫描器构成，利用光学元件和成像装置获取客车图像信息，无论距离客车目标数米或数厘米远，传感器都能捕获十分清楚的客车接水管口的具体图像。

所述定位传感器7利用激光技术实现无接触、远/近距离对客车接水管口进行测量定位。

优选的，上述旋转动力机构42为伺服电机。

该方案中，伺服电机安装在圆盘状壳体41一侧，并至于设置于圆盘状壳体41一侧中部的机罩中。

作为一种优选的实施方式，对应上述伸缩链44另一端的一节上述管托块441端部设有套于上述出水嘴51外部的碗状的对接部45，上述对接部45背离上述管托块441的一端设有用于检测与对接传感器客车接水管口挤压及贴合状态的压力传感器，该压力传感器与上述机器视觉系统电连接，上述定位传感器7设置于上述对接部45外围。

该方案中，在出水嘴51的前端进入接水管口内与其内壁接触贴合后，对接部45封堵客车接水管口，二者相互挤压，压力传感器检测二者的挤压压力，当压力值达到设定值时，说明对接部45与客车接水管口对接(贴合)紧密，之后，终端通过压力传感器的反馈数据控制旋转动力机构42停转，开始供水即可。

作为一种优选的实施方式，上述水管5一端还设有与上述机器视觉系统电连接的超声波流量传感器46。

该实施方式中，利用超声波流量传感器46能够实时检测通过出水嘴51供水的量，并实时反馈至终端，终端根据该数据实时控制供水装置是否停止供水操作，设计非常的智能化。

作为一种优选的实施方式，如图5所示，上述管托块441两端分别同轴设有半圆环形的法兰4，其中一个上述法兰4411背离对应的管托块441的一端设有安装槽4412，另一端设有与上述安装槽4412适配的凸块，相邻两个上述管托块441中，其中一个上述管托块441另一端的凸块伸入另外一个上述管托块441一端的安装槽4412中，上述凸块上沿上述管托块441的径向贯穿设有销轴4413，上述安装槽4412两侧槽壁上沿其径向贯穿设有与上述销轴4413对应的销孔，上述销轴4413的两端伸入两侧的上述销孔中，并转动连接，相邻两节上述管托块441可相对转动至端部相抵，或转动至在二者的一侧呈夹角。

该实施方式中，管托块441只能向一侧弯折，向另一侧只能转动至端部相抵，从而在释放伸缩链44后形成直条状链条，不会向下弯折，确保出水嘴51的良好推送，管托块441之间连接紧密。

作为一种优选的实施方式，如图1所示，上述轨道1为浇筑于地表上并与火车轨道平行的条形的混凝土基座，该混凝土基座的中部沿其长度方向设有凹槽，上述行走机构2设置于该凹槽中，并可沿凹槽槽底移动，轨道1一般与地面平齐。

需要说明的是：行走机构2可以是常规的轮毂电机，或其他具有同类似作用的装置。

上述旋转机构可以是回转电机等现有的产品结构。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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。