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一種移動式列車上水機器人的制作方法

文檔序號:18484319發布日期:2019-08-21 00:01
一種移動式列車上水機器人的制作方法

本實用新型屬于列車自動上水技術領域,具體涉及一種移動式列車上水機器人,用于取代人工上水,實現列車上水無人化操作。



背景技術:

目前,常用的旅客列車上水栓包括傳統上水栓和自動回卷型上水栓,前者需要上水工人將上水栓插入列車上水口,打開上水閥門開始上水,待列車水箱溢水后再關閉上水閥,取下上水管,操作過程費時費力,并且一列火車通常只配備3~5名上水工人,平均一名上水工負責4節車廂的上水任務,這導致有的車廂溢水時上水工在其他車廂操作,無法及時關閉相應車廂的上水閥,這造成了極大的水資源浪費;以北京鐵路局為例,該鐵路局下轄車站全年因上水造成的水資源浪費量約62萬噸。自動回卷型上水栓相對于傳統上水栓可以實現上水完成后上水軟管自動回卷,降低了上水工人的勞動強度,但這種上水栓大多采用定時回卷,即預設的上水時間結束時上水軟管自動脫落、回卷,由于列車每節車廂的用水量并不完全一致,上水前水相內剩余水量也不盡相同,因此這種上水方式會出現部分水箱未上滿水,而部分水箱上水溢流的現象,同樣存在水資源的浪費。

隨著機器人技術的發展,近年來工業機器人在碼垛、車間裝配、焊接、噴涂等領域都得到了較大的普及,但在鐵路行業,工業機器人的應用并不常見,尤其是在旅客列車上水領域,傳統的人工上水方式在“智慧鐵路”的發展趨勢下,其數據無法同步,自控水平低下,安全隱患大,效率低等弊端愈發凸顯。

當前國內關于旅客列車上水主要為固定式上水裝置,且智能化水平較低。如實用新型專利201310319956.3公布了一種鐵路列車上水自動關閉裝置,該方法包括列車蓄水箱、發射器和接收器;所述列車蓄水箱上設置有注水管和溢水口,其工作原理是當列車水箱注滿后,水從水箱溢流管溢出,沖擊位于溢流管正下方的蹺蹺板一端,使板體另一端翹起觸發控制觸點,使無線發射模塊發射信號,關閉位于上水端部內的電磁閥,停止上水;該方法要求列車停靠后溢水管口正對蹺蹺板的一端,但實際停車過程中常存在一定偏差,且不同車型溢水口位置也不相同,難以保證每節車廂溢水管口正對蹺蹺板,此外,車站為半露天環境,外界風荷載也有可能帶動蹺蹺板,從而產生誤操作。同樣的,實用新型專利201320169114.X公布了一種客車上水自動控制裝置,該方法包括客車水箱及其接口、地面水井閥門和上水膠管等,其工作原理是當列車停靠后,上水工將相應上水編碼輸入給水模塊,然后將膠管與客車水箱連接,給水模塊根據上水編碼開啟電磁閥上水,同時壓力傳感器根據壓力變化自動監測水箱水位,滿水后發出停水信號,給水模塊發出電磁閥關閉指令,同時打開給水井逆流閥,將膠管內的存水排入滲水井;該方法通過壓力傳感器判斷水箱水位存在較大誤差,因為上水軟管內的水壓本身波動范圍較大,且上水過程中水流紊動程度較大,相比于這些干擾因素,水位變化導致的壓力差則明顯偏小。



技術實現要素:

本實用新型的目的是克服傳統人工上水效率低下,安全隱患大,水資源浪費現象嚴重,而且固定式上水機器人工作范圍小,難以適應不同型號列車的上水需求的問題。

為此,本實用新型提供了一種移動式列車上水機器人,包括機器人組件、運動軸組件和移動上水配套組件,所述運動軸組件包括運動軸底座、運動軸導軌、支撐件和移動件,所述運動軸底座設置在車站股道間排水溝的蓋板上,所述運動軸導軌安裝在所述運動軸底座上,所述支撐件底部通過移動件連接在所述運動軸導軌上,所述機器人組件設置在所述支撐件上表面,所述移動上水配套組件包括上水軟管和控制柜,所述控制柜設置在所述運動軸組件一端部,所述控制柜通過電纜與所述機器人組件電連接,所述排水溝側壁設置有上水干管,所述上水軟管一端與所述上水干管連接,另一端與所述上水機器人組件的上水端部連接,所述上水機器人組件上水端部設有用于控制上水開關的電磁閥。

進一步的,所述機器人組件包括機器人底座、多節機器人手臂和多節運動關節,所述機器人底座設置在所述支撐件上,多節所述機器人手臂依次通過運動關節連接成一整體,且其一端固定設置在所述機器人底座上。

進一步的,所述上水軟管通過管箍固定在所述機器人手臂的外表面,且所述管箍與上水軟管之間設有間隙,所述上水機器人組件上水端部的機器人手臂上設有供上水軟管穿入的圓孔,所述上水軟管端部伸入機器人手臂內部,且由機器人手臂上水端部伸出一定長度,所述電磁閥位于所述上水機器人組件上水端部內。

進一步的,所述排水溝兩側設有混凝土基礎,所述運動軸底座兩側沿運動軸底座的軸線方向間隔設有多個矩形不銹鋼片,所述矩形不銹鋼片一端焊接在運動軸底座上,另一端通過膨脹螺栓固定在所述混凝土基礎上。

進一步的,所述運動軸組件還包括矩形保護罩,所述矩形保護罩設置在所述運動軸底座上方且罩住運動軸底座,所述矩形保護罩的兩側分別開設有供所述支撐件與運動導軌連接的縫隙。

進一步的,所述運動軸底座上設置有用于支撐所述矩形保護罩的支板。

進一步的,所述移動件為齒輪,所述運動軸導軌為凹槽結構,該凹槽內上設有與齒輪相配合的運動軸軌齒。

進一步的,所述移動件為滾輪,所述運動軸導軌上設有與滾輪相配合的運動槽。

進一步的,所述移動上水配套組件還包括兩條履帶,兩條所述履帶分別設置在所述運動軸組件的兩側,所述電纜和上水軟管分別敷設在兩條所述履帶表面。

與現有技術相比,本實用新型的有益效果:

(1)本實用新型提供的這種移動式列車上水機器人結構簡單,上水工作范圍大,機器人組件可在運動軸組件上移動進行上水,較現有固定式上水設備具有更大的工作范圍,且能允許不同車次列車停靠位置存在一定差異,能適應不同型號列車的上水需求。

(2)本實用新型提供的這種移動式列車上水機器人上水效率高,其在列車進站前可移動至相應位置,列車停穩后直接進行上水,節約上水時間,避免上水工人在股道間穿梭,減少安全隱患,同時上水完成后,電磁閥立刻關閉,避免水資源浪費。

(3)本實用新型提供的這種移動式列車上水機器人前期一次性投入后,后期運行維護費用遠低于上水工人開支,節省上水操作成本。

以下將結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本實用新型移動式列車上水機器人的主視圖;

圖2是本實用新型移動式列車上水機器人的俯視圖;

圖3是圖2中沿A-A截面示意圖;

圖4是本實用新型中移動件為齒輪的運動軸組件的結構示意圖;

圖5是本實用新型中移動件為齒輪的機器人組件結構示意圖;

圖6是本實用新型中齒輪與運動軸導軌安裝的放大圖;

圖7是本實用新型中移動件為滾輪的運動軸組件的結構示意圖;

圖8是本實用新型中滾輪與運動軸導軌安裝的放大圖。

附圖標記說明:1、排水溝;2、上水干管;3、控制柜;4、運動軸組件;5、上水軟管;6、機器人組件;7、履管;8、混凝土基礎;9、矩形不銹鋼片;10、電纜;11、開孔;12、運動軸底座;13、運動軸導軌;14、移動件;15、機器人底座;16、機器人手臂;17、運動關節;18、圓孔;19、管箍;20、支撐件;21、矩形保護罩;22、支板。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中,需要理解的是,術語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本實用新型的限制;在本實用新型的描述中,除非另有說明,“多個”、“若干”的含義是兩個或兩個以上。

如圖1、圖2和圖3所示,本實施例提供了一種移動式列車上水機器人,包括機器人組件6、運動軸組件4和移動上水配套組件,所述運動軸組件4包括運動軸底座12、運動軸導軌13、支撐件20和移動件14,所述運動軸底座12設置在車站股道間排水溝1的蓋板上,所述運動軸導軌13安裝在所述運動軸底座12上,所述支撐件20底部通過移動件14連接在所述運動軸導軌13上,所述機器人組件6設置在所述支撐件20上表面,該運動軸組件4的長度根據車站或客車整備所不同車型車廂停靠范圍進行確定,使得每節車廂對應一段運動軸組件4,該運動軸組件4可分定制運動軸組件和模塊式運動軸組件兩種,其中模塊式運動軸組件具有標準長度,可根據不同車站的具體需求進行拼接,而對于部分現場條件復雜的車站,可根據其具體情況進行定制運動軸組件(長度、寬度作適當調整),而機器人組件6通過移動件14可沿運動軸導軌13在運動軸底座12上移動,其在運動軸底座12上的移動范圍內可實現對不同停靠位置的車廂進行上水;所述移動上水配套組件包括上水軟管5和控制柜3,所述控制柜3設置在所述運動軸組件4一端部排水溝1的蓋板上,所述控制柜3通過電纜10與所述機器人組件6電連接,通過控制柜3的信號輸出控制機器人組件6的移動及上水操作,所述排水溝1側壁設置有上水干管2,所述上水軟管5一端與所述上水干管2連接,另一端與所述上水機器人組件6的上水端部連接,通過機器人組件6將上水軟管5與列車上水口連接,所述上水機器人組件6上水端部設有用于控制上水開關的電磁閥,通過電磁閥控制上水的開始與結束,有效避免水資源浪費。本實施例提供的這種移動式列車上水機器人結構簡單,上水效率高,上水工作范圍大,機器人組件可在運動軸組件上移動進行上水,較現有固定式上水設備具有更大的工作范圍,且能允許不同車次列車停靠位置存在一定差異,能適應不同型號列車的上水需求。

細化的實施方式,如圖2和圖3所示,所述機器人組件6包括機器人底座15、多節機器人手臂16和多節運動關節17,所述機器人底座15設置在所述支撐件20上,多節所述機器人手臂16依次通過運動關節17連接成一整體,通過各運動關節17帶動各節機器人手臂16的移動或轉動,該多節機器人手臂16連接成的整體一端固定設置在所述機器人底座15上,另一端作為機器人組件6的上水端;而在機器人手臂16部位,所述機器人底座20上設有兩個供電纜10和上水軟管5通過的開孔11,所述上水軟管5穿過機器人底座15上的開孔11,并通過管箍19固定在所述機器人手臂16的外表面,且所述管箍19與上水軟管5之間設有一定間隙,使得上水軟管5與機器人手臂16之間存在相對滑動,所述上水機器人組件6上水端部的機器人手臂16上設有供上水軟管5穿入的圓孔18,所述上水軟管5端部通過圓孔18伸入機器人手臂16內部,且由機器人手臂16上水端部伸出一定長度,用于向列車上水管上水,所述電磁閥位于所述上水機器人組件6上水端部內。

為了提高運動軸組件4安裝的穩定性,減少排水溝1的蓋板的荷載,所述排水溝1兩側設有混凝土基礎8,具體的,混凝土基礎8采用素混凝土澆筑而成,所述運動軸底座12兩側沿運動軸底座12的軸線方向間隔設有多個矩形不銹鋼片9,所述矩形不銹鋼片9一端焊接在運動軸底座12上,另一端通過膨脹螺栓固定在所述混凝土基礎8上。

進一步的,如圖3所示,所述運動軸組件4還包括矩形保護罩21,所述矩形保護罩21設置在所述運動軸底座12上方且罩住運動軸底座12,通過矩形保護罩21防止碎石、樹葉等雜物進入運動軸組件4的運動軸底座12內而影響移動件14在運動軸導軌13上的運動,所述矩形保護罩21的兩側分別開設有供所述支撐件20與運動導軌13連接的縫隙。而由于機器人組件6及支撐件20位于矩形保護罩21的上方,為了提高矩形保護罩21的承重荷載,優化的,可在所述運動軸底座12上設置用于支撐所述矩形保護罩20的支板22。

而機器人組件6在運動軸組件4上的驅動方式可有多種,一種實施方式如圖4、圖5和圖6所示,所述移動件14為齒輪,所述運動軸導軌13為凹槽結構,通過凹槽兩側的凸起以確保移動式機器人保持直線移動,該凹槽內上設有與齒輪相配合的運動軸軌齒,另一種實施方式如圖7和圖8所示,所述移動件14為滾輪,所述運動軸導軌13上設有與滾輪相配合的運動槽,齒輪或滾輪均可依靠在支撐件20內部設置電機進行驅動。

優化的,如圖2和圖3所示,所述移動上水配套組件還包括兩條履帶7,兩條所述履帶7分別設置在所述運動軸組件4的兩側,所述電纜10和上水軟管5分別敷設在兩條所述履帶7表面,通過履帶7的設置保證上水軟管5和電纜10敷設的整潔性,同時可避免上水軟管5和電纜10對機器人組件6在運動軸組件4上移動的影響。

采用上述移動式列車上水機器人對列車進行上水的具體過程,包括如下步驟:

(1)根據不同列車型號,在車站相應到發線的一側設置若干上述的移動式列車上水機器人,且每個移動式列車上水機器人的運動軸組件4長度對應列車的一節車廂,同時機器人組件6在對應的運動軸組件4長度的移動范圍內可實現對不同停靠位置的車廂進行上水。

(2)列車即將到站時,通過車站控制中心將相應列車型號發送到移動式列車上水機器人的控制柜3中,控制柜3通過電纜10進行信號傳輸控制對應到發線一側的各運動軸組件4上的機器人組件6啟動并運動至該型號列車各車廂上水口對應位置。

(3)列車進站停穩后,各移動式列車上水機器人的機器人組件6將上水軟管5插入對應車廂的上水口,并開啟機器人組件6上水端部內的電磁閥,設定上水時間,開始上水。具體的,對于動車組列車,其上水口外側設有保護罩,機器人組件6通過其各個機器人手臂16的移動或轉動打開對應列車車廂的上水口的保護罩,并將上水軟管5插入列車上水口;對于普速列車,由于其上水口外側無保護罩,機器人組件6可直接將上水軟管5插入列車上水口,無相應的開保護罩操作;上水軟管5插入列車上水口后,機器人組件6上水端部內的電磁閥電磁閥打開,開始上水。

(4)到預設上水時間后,電磁閥關閉,各移動式列車上水機器人的機器人組件6將上水軟管5收回,對于動車組列車,機器人組件6通過機器人手臂16關閉列車上水口外側的保護罩并收回機器人手臂16,對于普速列車,機器人手臂16直接收回,機器人組件6移動至運動軸組件4的初始位置,并恢復待機狀態,準備下一上水操作。

采用該移動式列車上水機器人對列車進行上水,其上水效率高,在列車進站前可移動至相應位置,列車停穩后直接進行上水,節約上水時間,避免上水工人在股道間穿梭,減少安全隱患,同時上水完成后,電磁閥立刻關閉,避免水資源浪費;而且該移動式列車上水機器人前期一次性投入后,后期運行維護費用遠低于上水工人開支,節省上水操作成本。

以上例舉僅僅是對本實用新型的舉例說明,并不構成對本實用新型的保護范圍的限制,凡是與本實用新型相同或相似的設計均屬于本實用新型的保護范圍之內。

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