本实用新型涉及铁路辅助设备领域，尤其涉及列车自动上水系统。
背景技术：
当前我国铁路多用于长距离输送旅客和货物，在列车的行驶过程中，需要消耗大量水，列车上配置有储水箱，用于满足行驶工程中的用水需求，但是列车上储水箱容量有限，列车每次靠站时均需在车站向储水箱加水。目前我国对列车储水箱的加水工作仍需要人工完成，由于列车每节车厢同时需要加水，而且列车每次进站停留时间短暂，依靠少数几个铁路工人往返于各列车车厢之间进行加水工作，人工注水劳动力成本巨大，且效率低下。因为列车对水的需求，铁路工人必须全天时、全天候的工作，因此会对铁路工人的健康造成一定影响。
技术实现要素：
本实用新型旨在提供一种列车自动上水系统，无须人力，可自动对停靠的列车储水箱进行注水，注水效率高。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
本实用新型公开的列车自动上水系统，包括移动平台、机械臂、第一图像识别设备、第二图像识别设备、注水接头以及水管，所述机械臂和所述第一图像识别设备均设置于所述移动平台上，所述第二图像识别设备和所述注水接头均与所述机械臂的自由端固定连接，所述第二图像识别设备的图像识别端与所述注水接头的出水端朝向相同，所述注水接头的出水端与列车注水口适配，所述水管的出水端与所述注水接头的进水端连通，所述水管的进水端与市政供水管连通，所述注水接头具有感应开关，所述水管上设置有控制阀，所述第一图像识别设备与所述移动平台进行数据通信，所述第二图像识别设备与所述机械臂进行数据通信，所述感应开关与所述控制阀进行数据通信；
所述第一图像识别设备用于采集列车侧面视频图像并将所述列车侧面视频图像转变为控制信号传输到所述移动平台；
所述第二图像识别设备用于采集所述列车注水口视频图像并将所述列车注水口视频图像转变为控制信号传输到所述机械臂；
所述移动平台用于搭载所述机械臂、所述第一图像识别设备和所述第二图像识别设备并根据所述第一图像识别设备传输的控制信号移动到指定位置；
所述机械臂用于根据所述第二图像识别设备传输的控制信号移动所述注水接头使所述注水接头与所述列车注水口对接或者分离；
所述感应开关用于感应所述注水接头与所述列车注水口对接情况并形成控制信号传输到所述控制阀控制所述控制阀启闭。
本实用新型的有益效果是：列车在站台停靠后，移动平台接收到启动信号，开始沿列车前后方向移动，第一图像识别设备寻找列车侧面注水咀字样图像，控制移动平台移动，移动平台移动到注水咀字样图像位置后，移动平台停止移动，第二图像识别设备和机械臂启动，第二图像识别设备寻找注水口位置并控制机械臂，当注水接头与列车注水口对正后，控制机械臂使注水口与列车注水口对接，感应开关感应到注水接头与注水口对接完成后，向控制阀发出信号，开启控制阀，通过水管和注水接头向储水箱注水，第二图像识别设备识别到注水口溢水的图像后，控制机械臂使注水接头与注水口分离，感应开关感应到注水接头与注水口分离后，向控制阀发出信号，关闭控制阀，停止向水管注水，机械臂和移动平台复位，完成一次向列车储水箱注水工作，无须人力，可自动对停靠的列车储水箱进行注水，注水效率高。
进一步的，所述注水接头包括连接座和密封胶套，所述连接座与所述机械臂的自由端固定连接，所述密封胶套与所述连接座固定连接，所述连接座具有流水通道，所述流水通道的进水端与所述水管的出水端连通，所述流水通道的出水端与所述密封胶套内腔连通，所述密封胶套用于与所述列车注水口对接并向所述列车注水口注水。
采用上述进一步方案的有益效果是：向列车储水箱注水时，注水接头和注水口密封连接，避免水流洒出，造成浪费。
进一步的，所述密封胶套为包括内层和外层的双层套，所述内层和所述外层均与所述连接座固定连接，所述内层在所述外层内，所述流水通道与所述内层内腔连通，所述内层用于与所述列车注水口对接并向所述列车注水口注水，所述内层和所述外层均为硅胶材质，所述内层的外壁和所述外层的内壁分别具有相互对应的导电层，所述内层外壁的导电层和所述外层内壁的导电层之间留有间隙，所述感应开关包括电源、信号发射器以及所述内层外壁和所述外层内壁的导电层，所述内层外壁和所述外层内壁的导电层分别通过导线与所述信号发射器电连接，所述电源与所述信号发射器电连接，所述列车注水口的外径大于所述内层内径，所述密封胶套与所述列车注水口对接时，所述内层外壁的导电层与所述外层内壁的导电层接触。
采用上述进一步方案的有益效果是：注水口与密封胶套对接成功后，刚性的注水口在内层内，撑开内层，是内层外壁的导电层和外层内壁的导电层接触连通，向控制阀发出一个控制信号，开启控制阀，在注水口和密封胶套分离后，内层在自身弹力的作用下，内层和外层复原，内层和外层的导电层断开，此时再向控制阀发射一个控制信号，使控制阀关闭，停止注水。
进一步的，所述移动平台为履带车。
采用上述进一步方案的有益效果是：便于在凹凸不平的地面移动。
进一步的，所述移动平台为轨道车，还包括与所述轨道车适配的轨道，所述轨道车在所述轨道上，所述轨道与列车铁轨平行。
采用上述进一步方案的有益效果是：轨道车沿轨道方向移动，便于快速定位。
进一步的，所述机械臂为四自由度机械臂，以列车铁轨方向为空间直角坐标系的x轴，所述四自由度机械臂具有y轴方向移动、z轴方向移动、绕z轴转动和绕y轴转动四个自由度。
采用上述进一步方案的有益效果是：便于注水接头与注水口精确对接。
进一步的，还包括加热带和温度传感器，所述温度传感器设置于所述控制阀内，所述加热带设置于所述控制阀表面，所述加热带与所述温度传感器进行数据通信，所述温度传感器用于采集所述控制阀的温度并将所述控制阀的温度转变为控制信号传输到所述加热带，所述加热带用于根据所述温度传感器传输的控制信号对所述控制阀进行加热或者停止加热。
采用上述进一步方案的有益效果是：冬季寒冷季节，防止控制阀冻裂。
进一步的，还包括排空泵，所述排空泵的进水端与所述水管在所述控制阀与所述注水接头之间的部分连通，所述排空泵用于排空所述水管中的余水，所述感应开关与所述排空泵进行数据通信。
采用上述进一步方案的有益效果是：注水接头和注水口分离后，向排空泵发出控制信号，启动排空泵，排空水管内的余水，防止冬季水管冻裂。
进一步的，还包括卷管器，所述水管中部缠绕在所述卷管器上。
采用上述进一步方案的有益效果是：在移动平台移动时，通过卷管器自动收放水管，防止水管四处散落纠缠。
进一步的，还包括保护套，所述保护套与所述注水接头适配，所述保护套设置于所述移动平台上，停止注水后，所述注水接头在所述保护套内。
采用上述进一步方案的有益效果是：停止注水后，注水接头在保护套内，保护套保护注水接头，可起到防尘和防雨雪的功能。
附图说明
图1为本实用新型实施例的注水部分示意图；
图2为本实用新型实施例的注水接头示意图；
图3为本实用新型实施例的供水部分示意图；
图中：1-移动平台、11-保护套、2-机械臂、21-限位环、3-第一图像识别设备、4-第二图像识别设备、5-注水接头、51-连接座、511-流水通道、52-密封胶套、521-外层、522-内层、53-导线、54-信号发射器、6-水管、7-卷管器、8-控制阀、81-加热带、9-排空泵。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。
如图1-图3所示，本实用新型公开的列车自动上水系统，包括移动平台1、机械臂2、第一图像识别设备3、第二图像识别设备4、注水接头5以及水管6，机械臂2和第一图像识别设备3均设置于移动平台1上，第二图像识别设备4和注水接头5均与机械臂2的自由端固定连接，第二图像识别设备4的图像识别端与注水接头5的出水端朝向相同，注水接头5的出水端与列车注水口适配，水管6的出水端与注水接头5的进水端连通，水管6的进水端与市政供水管6连通，注水接头5具有感应开关，水管6上设置有控制阀8，控制阀8优选为电磁阀，第一图像识别设备3与移动平台1进行数据通信，第二图像识别设备4与机械臂2进行数据通信，感应开关与控制阀8进行数据通信；
第一图像识别设备3用于采集列车侧面视频图像并将列车侧面视频图像转变为控制信号传输到移动平台1；
第二图像识别设备4用于采集列车注水口视频图像并将列车注水口视频图像转变为控制信号传输到机械臂2；
移动平台1用于搭载机械臂2、第一图像识别设备3和第二图像识别设备4并根据第一图像识别设备3传输的控制信号移动到指定位置；
机械臂2用于根据第二图像识别设备4传输的控制信号移动注水接头5使注水接头5与列车注水口对接或者分离；
感应开关用于感应注水接头5与列车注水口对接情况并形成控制信号传输到控制阀8控制控制阀8启闭。
机械臂2为四自由度机械臂2，以列车铁轨方向为空间直角坐标系的x轴，四自由度机械臂2具有y轴方向移动、z轴方向移动、绕z轴转动和绕y轴转动四个自由度，机械臂2上具有多个限位环21，水管6从限位环21内穿过后与注水接头5连通。
第一图像识别设备3和第二图像识别设备4均可采用工业相机和工控机的连接设备，也可选用其他现有的摄像头和处理器的连接设备，还可根据现场环境，增设辅助光源。
第一图像识别设备3和第二图像识别设备4对列车注水口的定位方法参见申请号为cn201811522447.x的中国专利“基于fpga的双目视觉列车注水口检测定位方法”，
具体的，注水接头5包括连接座51和密封胶套52，连接座51与机械臂2的自由端固定连接，密封胶套52与连接座51固定连接，连接座51具有流水通道511，流水通道511的进水端与水管6的出水端连通，流水通道511的出水端与密封胶套52内腔连通，密封胶套52用于与列车注水口对接并向列车注水口注水。
密封胶套52为包括内层522和外层521的双层套，内层522和外层521均与连接座51固定连接，内层522在外层521内，内层522的自由端和外层521的自由端固定连接，流水通道511与内层522内腔连通，内层522用于与列车注水口对接并向列车注水口注水，内层522和外层521均为硅胶材质，内层522的外壁和外层521的内壁分别具有相互对应的导电层，内层522外壁的导电层和外层521内壁的导电层之间留有间隙，感应开关包括电源、信号发射器54以及内层522外壁和外层521内壁的导电层，内层522外壁和外层521内壁的导电层分别通过导线53与信号发射器54电连接，电源与信号发射器54电连接，列车注水口的外径略大于内层522内径和外层521的内径，密封胶套52与列车注水口对接时，内层522包裹注水口，注水口撑开内层522，是内层522发生弹性形变，内层522外壁的导电层与外层521内壁的导电层接触连通，使信号发射器54向控制阀8发出一次控制信号，在机械臂2的作用下，密封胶套52从注水口拔起，内层522和外层521恢复原有状态，内层522的导电层和外层521的导电层分离，导电层可为导电橡胶。
具体的，可内层522和外层521的导电层分别与信号发射器54的电流输出端与电源的负极通过导线53电连接，信号发射器54的电流输入端与电源的正极通过导线53电连接，通过信号发射器54通断电的不同发生两种不同的控制信号；也可内层522和外层521的导电层均与处理器电连接，处理器与信号发射器54电连接，电源对处理器和信号发射器54供电，两个导电层连通或者断开的两种状态经处理器处理后形成两种不同的控制信号，再经信号发射器54发出。
作为上述列车自动上水系统的进一步方案，还包括加热带81和温度传感器，温度传感器设置于控制阀8内，加热带81设置于控制阀8表面，可将控制阀8表面包覆，加热带81与温度传感器进行数据通信，温度传感器用于采集控制阀8的温度并将控制阀8的温度转变为控制信号传输到加热带81，加热带81用于根据温度传感器传输的控制信号对控制阀8进行加热或者停止加热，加热带81可为柔性加热片。
作为上述列车自动上水系统的进一步方案，还包括排空泵9，排空泵9优选为电子泵，排空泵9的进水端与水管6在控制阀8与注水接头5之间的部分连通，排空泵9用于排空水管6中的余水，感应开关与排空泵9进行数据通信，注水接头5和注水口分离后，感应开关向排空泵9发出信号，使排空泵9启动，排空水管6内的余水。
作为上述列车自动上水系统的进一步方案，还包括卷管器7，水管6中部缠绕在卷管器7上，水管6为硅胶管，在移动平台1移动的过程中，通过卷管器7自动收放水管6。
作为上述列车自动上水系统的进一步方案，还包括保护套11，保护套11与注水接头5适配，保护套11设置于移动平台1上，停止注水后，注水接头5在保护套11内，在机械臂2调整和注水过程中，注水接头5从保护套11内拔出。
移动平台1可为履带车，履带车自带动力和控制系统。
移动平台1可为轨道车，轨道车自带动力和控制系统，还包括与轨道车适配的轨道，轨道车在轨道上并沿轨方向移动，轨道与列车铁轨平行。
上述第一图像处理设备、第二图像处理设备、机械臂2、移动平台1、控制阀8、排空泵9以及加热带81等用电设备均自带电源。
上述数据通信均可采用现有的任何通信技术，包括有线通信技术和无线通信技术，优选为无线通信技术，如wifi、蓝牙、gsm、gprs、cdma、enocean、zigbee等各种现有技术。
上述列车自动上水系统不工作时，移动平台1停靠在水井旁边，列车在站台停靠后，移动平台1接收到启动信号，开始沿列车前后方向移动，启动信号可通过人工发出，也可通过第一图像识别设备3检测到停靠的列车后向移动平台1发出，第一图像识别设备3寻找列车侧面注水咀字样图像，控制移动平台1移动，移动平台1移动到注水咀字样图像位置后，移动平台1停止移动，第二图像识别设备4和机械臂2启动，机械臂2水平旋转，使连接有注水口的自由端朝向停靠的列车，第二图像识别设备4寻找注水口位置并控制机械臂2，当注水接头5与列车注水口对正后，控制机械臂2使注水口与列车注水口对接，感应开关感应到注水接头5与注水口对接完成后，向控制阀8发出信号，开启控制阀8，通过水管6和注水接头5向储水箱注水，第二图像识别设备4识别到注水口溢水的图像后，控制机械臂2使注水接头5与注水口分离，也可通过控制设备预设注水时间，当注水接头5与注水口对接成功时开始计时并开始注水，达到注水时间后，控制机械臂2使注水接头5与注水口分离，感应开关感应到注水接头5与注水口分离后，向控制阀8和排空泵9发出信号，关闭控制阀8，停止向水管6注水，并启动排空泵9，排空水管6内的余水，机械臂2和移动平台1复位，移动平台1回到水井旁边，注水接头5放回到保护套11内，完成一次向列车储水箱注水工作。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
1.一种列车自动上水系统，其特征在于：包括移动平台(1)、机械臂(2)、第一图像识别设备(3)、第二图像识别设备(4)、注水接头(5)以及水管(6)，所述机械臂(2)和所述第一图像识别设备(3)均设置于所述移动平台(1)上，所述第二图像识别设备(4)和所述注水接头(5)均与所述机械臂(2)的自由端固定连接，所述第二图像识别设备(4)的图像识别端与所述注水接头(5)的出水端朝向相同，所述注水接头(5)的出水端与列车注水口适配，所述水管(6)的出水端与所述注水接头(5)的进水端连通，所述水管(6)的进水端与市政供水管(6)连通，所述注水接头(5)具有感应开关，所述水管(6)上设置有控制阀(8)，所述第一图像识别设备(3)与所述移动平台(1)进行数据通信，所述第二图像识别设备(4)与所述机械臂(2)进行数据通信，所述感应开关与所述控制阀(8)进行数据通信；
所述第一图像识别设备(3)用于采集列车侧面视频图像并将所述列车侧面视频图像转变为控制信号传输到所述移动平台(1)；
所述第二图像识别设备(4)用于采集所述列车注水口视频图像并将所述列车注水口视频图像转变为控制信号传输到所述机械臂(2)；
所述移动平台(1)用于搭载所述机械臂(2)、所述第一图像识别设备(3)和所述第二图像识别设备(4)并根据所述第一图像识别设备(3)传输的控制信号移动到指定位置；
所述机械臂(2)用于根据所述第二图像识别设备(4)传输的控制信号移动所述注水接头(5)使所述注水接头(5)与所述列车注水口对接或者分离；
所述感应开关用于感应所述注水接头(5)与所述列车注水口对接情况并形成控制信号传输到所述控制阀(8)控制所述控制阀(8)启闭。
2.根据权利要求1所述的列车自动上水系统，其特征在于：所述注水接头(5)包括连接座(51)和密封胶套(52)，所述连接座(51)与所述机械臂(2)的自由端固定连接，所述密封胶套(52)与所述连接座(51)固定连接，所述连接座(51)具有流水通道(511)，所述流水通道(511)的进水端与所述水管(6)的出水端连通，所述流水通道(511)的出水端与所述密封胶套(52)内腔连通，所述密封胶套(52)用于与所述列车注水口对接并向所述列车注水口注水。
3.根据权利要求2所述的列车自动上水系统，其特征在于：所述密封胶套(52)为包括内层(522)和外层(521)的双层套，所述内层(522)和所述外层(521)均与所述连接座(51)固定连接，所述内层(522)在所述外层(521)内，所述流水通道(511)与所述内层(522)内腔连通，所述内层(522)用于与所述列车注水口对接并向所述列车注水口注水，所述内层(522)和所述外层(521)均为硅胶材质，所述内层(522)的外壁和所述外层(521)的内壁分别具有相互对应的导电层，所述内层(522)外壁的导电层和所述外层(521)内壁的导电层之间留有间隙，所述感应开关包括电源、信号发射器(54)以及所述内层(522)外壁和所述外层(521)内壁的导电层，所述内层(522)外壁和所述外层(521)内壁的导电层分别通过导线(53)与所述信号发射器(54)电连接，所述电源与所述信号发射器(54)电连接，所述列车注水口的外径大于所述内层(522)内径，所述密封胶套(52)与所述列车注水口对接时，所述内层(522)外壁的导电层与所述外层(521)内壁的导电层接触。
4.根据权利要求1-3任一项所述的列车自动上水系统，其特征在于：所述移动平台(1)为履带车。
5.根据权利要求1-3任一项所述的列车自动上水系统，其特征在于：所述移动平台(1)为轨道车，还包括与所述轨道车适配的轨道，所述轨道车在所述轨道上，所述轨道与列车铁轨平行。
6.根据权利要求1-3任一项所述的列车自动上水系统，其特征在于：所述机械臂(2)为四自由度机械臂(2)，以列车铁轨方向为空间直角坐标系的x轴，所述四自由度机械臂(2)具有y轴方向移动、z轴方向移动、绕z轴转动和绕y轴转动四个自由度。
7.根据权利要求1-3任一项所述的列车自动上水系统，其特征在于：还包括加热带(81)和温度传感器，所述温度传感器设置于所述控制阀(8)内，所述加热带(81)设置于所述控制阀(8)表面，所述加热带(81)与所述温度传感器进行数据通信，所述温度传感器用于采集所述控制阀(8)的温度并将所述控制阀(8)的温度转变为控制信号传输到所述加热带(81)，所述加热带(81)用于根据所述温度传感器传输的控制信号对所述控制阀(8)进行加热或者停止加热。
8.根据权利要求1-3任一项所述的列车自动上水系统，其特征在于：还包括排空泵(9)，所述排空泵(9)的进水端与所述水管(6)在所述控制阀(8)与所述注水接头(5)之间的部分连通，所述排空泵(9)用于排空所述水管(6)中的余水，所述感应开关与所述排空泵(9)进行数据通信。
9.根据权利要求1-3任一项所述的列车自动上水系统，其特征在于：还包括卷管器(7)，所述水管(6)中部缠绕在所述卷管器(7)上。
10.根据权利要求1-3任一项所述的列车自动上水系统，其特征在于：还包括保护套(11)，所述保护套(11)与所述注水接头(5)适配，所述保护套(11)设置于所述移动平台(1)上，停止注水后，所述注水接头(5)在所述保护套(11)内。
技术总结