列车车厢自动上水车.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010010152.5 (22)申请日 2020.01.06 (71)申请人 石家庄铁道大学 地址 050043 河北省石家庄市长安区北二 环东路17号 (72)发明人 吴文江郑明军高占凤李瑞博 王烨禹张强 (74)专利代理机构 石家庄轻拓知识产权代理事 务所(普通合伙) 13128 代理人 黄辉本 (51)Int.Cl. B61K 11/00(2006.01) (54)发明名称 列车车厢自动上水车 (57)摘要 本发明公开了一种列车车厢自动上水车， 属 于列车配套设施技术。

2、领域， 包括车架、 旋转机构、 伸缩臂和用于与车厢注水口对接的上水装置， 伸 缩臂内设有与上水装置相连的内置水管， 上水装 置设置于伸缩臂的端部， 伸缩臂通过旋转机构与 车架相连， 车架的底部设有由动力机构驱动的行 走轮； 旋转机构、 上水装置、 伸缩臂和动力机构均 由控制台控制。 通过动力机构驱动行走轮使车架 接近列车车厢， 利用车架上的旋转机构带动伸缩 臂转动， 进而使伸缩臂端部的上水装置和车厢注 水口对接， 工作人员通过控制台即可控制旋转机 构、 上水装置、 伸缩臂和动力机构的动作， 实现列 车车厢的自动上水， 安全可靠， 极大的减轻了工 作人员的工作量， 同时减少了劳动力； 长期以来 。

3、还可以降低成本。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 111016962 A 2020.04.17 CN 111016962 A 1.一种列车车厢自动上水车， 其特征在于： 包括车架、 旋转机构、 伸缩臂和用于与车厢 注水口对接的上水装置， 所述伸缩臂内设有与上水装置相连的内置水管， 所述上水装置设 置于伸缩臂的端部， 所述伸缩臂通过旋转机构与车架相连， 所述车架的底部设有由动力机 构驱动的行走轮； 所述旋转机构、 上水装置、 伸缩臂和动力机构均由控制台控制。 2.根据权利要求1所述的列车车厢自动上水车， 其特征在于： 所述旋转机构包括旋转平 台、 旋转轴和用于驱动旋转轴的旋转电机， 。

4、所述旋转平台设置于车架的上方、 且固定于旋转 轴的顶部， 所述伸缩臂与旋转平台相连， 所述旋转电机设置于车架的顶板下方， 所述旋转轴 贯穿车架的顶板设置， 所述旋转电机通过传动组件与旋转轴的下端相连； 所述旋转平台的 顶部设有激光测距仪； 所述旋转电机和激光测距仪均与控制台电连接。 3.根据权利要求2所述的列车车厢自动上水车， 其特征在于： 所述伸缩臂包括大臂和小 臂， 所述大臂贯穿旋转平台设置， 所述大臂的一端设有配重箱， 所述小臂设置于大臂的另一 端， 所述上水装置设置于小臂的末端， 内置水管贯穿大臂和小臂设置； 所述小臂通过伸缩机 构与大臂相连。 4.根据权利要求3所述的列车车厢自动上水。

5、车， 其特征在于： 所述伸缩机构为两个电动 推杆， 两个电动推杆对称设置于大臂的两侧， 所述小臂与电动推杆的推杆末端相连； 所述电 动推杆与控制台电连接。 5.根据权利要求3所述的列车车厢自动上水车， 其特征在于： 所述旋转轴、 大臂和小臂 均为中空管， 所述旋转轴的顶部与大臂贯通， 与上水装置相连的内置水管依次贯穿小臂、 大 臂和旋转轴， 所述内置水管的末端从旋转轴的下端延伸至车架下方与外接水管连通。 6.根据权利要求5所述的列车车厢自动上水车， 其特征在于： 所述上水装置包括用于与 车厢注水口对接的注水接头和驱动注水接头升降的升降机构， 所述升降机构设置于小臂的 末端， 所述注水接头的下端。

6、与内置水管连通； 所述升降机构由控制台控制。 7.根据权利要求6所述的列车车厢自动上水车， 其特征在于： 所述升降机构包括第一电 磁铁、 起升杆和滑块， 所述滑块与注水接头相连， 所述起升杆的中部通过铰轴与小臂的末端 转动连接， 所述起升杆的一端与滑块连接、 另一端为能够被第一电磁铁吸附的自由端， 所述 第一电磁铁设置于起升杆的自由端下方； 所述第一电磁铁与控制台电连接。 8.根据权利要求7所述的列车车厢自动上水车， 其特征在于： 所述小臂的末端设有竖向 的导向柱， 所述滑块相对导向柱上下升降， 所述注水接头设置于导向柱内； 所述导向柱的外 侧设有第二电磁铁， 所述第二电磁铁与第一电磁铁设置于。

7、注水接头的两侧， 所述起升杆的 末端贯穿滑块延伸至第二电磁铁的下方、 且能够被第二电磁铁吸附； 所述注水接头外套弹 簧， 所述弹簧设置于滑块与导向柱的顶盖之间； 所述第二电磁铁与控制台电连接。 9.根据权利要求1所述的列车车厢自动上水车， 其特征在于： 所述动力机构包括行走电 机和传动轴， 所述行走轮包括两个前车轮和两个后车轮， 两个后车轮设置于传动轴的两端， 所述行走电机的输出轴与主动齿轮同轴固定， 所述主动齿轮与从动齿轮啮合， 所述从动齿 轮与传动轴同轴固定。 10.根据权利要求1-9任一项所述的列车车厢自动上水车， 其特征在于： 还包括设置于 铁轨侧面的轨道， 所述行走轮沿着轨道移动； 。

8、所述列车车厢自动上水车的数量与列车车厢 的数量相匹配， 所有列车车厢自动上水车均与控制台电连接。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111016962 A 2 列车车厢自动上水车 技术领域 0001 本发明属于列车配套设施技术领域， 尤其涉及一种列车车厢自动上水车。 背景技术 0002 每节客运列车车厢上都配有独立的水箱， 以供乘客用水， 每节车厢上都有独立的 注水口。 目前， 现有的上水方式为列车进站停车后， 主要采用传统的手动上水， 由上水工将 放置在两条铁路线路中间的上水管与注水口对接， 人工完成上水。 只有保证每节车厢都配 有一名上水工， 才能最快完成上水工作。 这种人工方式不仅占用大。

9、量劳动力， 而且工作人员 的劳动强度大， 也存在一些安全隐患。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题是提供一种列车车厢自动上水车， 旨在解决上述现有 技术中人工上水占用劳动力大， 劳动强度大， 而且存在安全隐患的技术问题。 0004 为解决上述技术问题， 本发明所采取的技术方案是： 一种列车车厢自动上水车， 包括车架、 旋转机构、 伸缩臂和用于与车厢注水口对接的上 水装置， 所述伸缩臂内设有与上水装置相连的内置水管， 所述上水装置设置于伸缩臂的端 部， 所述伸缩臂通过旋转机构与车架相连， 所述车架的底部设有由动力机构驱动的行走轮； 所述旋转机构、 上水装置、 伸缩臂和动力机构均由控制台。

10、控制。 0005 优选的， 所述旋转机构包括旋转平台、 旋转轴和用于驱动旋转轴的旋转电机， 所述 旋转平台设置于车架的上方、 且固定于旋转轴的顶部， 所述伸缩臂与旋转平台相连， 所述旋 转电机设置于车架的顶板下方， 所述旋转轴贯穿车架的顶板设置， 所述旋转电机通过传动 组件与旋转轴的下端相连； 所述旋转平台的顶部设有激光测距仪； 所述旋转电机和激光测 距仪均与控制台电连接。 0006 优选的， 所述伸缩臂包括大臂和小臂， 所述大臂贯穿旋转平台设置， 所述大臂的一 端设有配重箱， 所述小臂设置于大臂的另一端， 所述上水装置设置于小臂的末端， 内置水管 贯穿大臂和小臂设置； 所述小臂通过伸缩机构与。

11、大臂相连。 0007 优选的， 所述伸缩机构为两个电动推杆， 两个电动推杆对称设置于大臂的两侧， 所 述小臂与电动推杆的推杆末端相连； 所述电动推杆与控制台电连接。 0008 优选的， 所述旋转轴、 大臂和小臂均为中空管， 所述旋转轴的顶部与大臂贯通， 与 上水装置相连的内置水管依次贯穿小臂、 大臂和旋转轴， 所述内置水管的末端从旋转轴的 下端延伸至车架下方与外接水管连通。 0009 优选的， 所述上水装置包括用于与车厢注水口对接的注水接头和驱动注水接头升 降的升降机构， 所述升降机构设置于小臂的末端， 所述注水接头的下端与内置水管连通； 所 述升降机构由控制台控制。 0010 优选的， 所述。

12、升降机构包括第一电磁铁、 起升杆和滑块， 所述滑块与注水接头相 连， 所述起升杆的中部通过铰轴与小臂的末端转动连接， 所述起升杆的一端与滑块连接、 另 说明书 1/5 页 3 CN 111016962 A 3 一端为能够被第一电磁铁吸附的自由端， 所述第一电磁铁设置于起升杆的自由端下方； 所 述第一电磁铁与控制台电连接。 0011 优选的， 所述小臂的末端设有竖向的导向柱， 所述滑块相对导向柱上下升降， 所述 注水接头设置于导向柱内； 所述导向柱的外侧设有第二电磁铁， 所述第二电磁铁与第一电 磁铁设置于注水接头的两侧， 所述起升杆的末端贯穿滑块延伸至第二电磁铁的下方、 且能 够被第二电磁铁吸附。

13、； 所述注水接头外套弹簧， 所述弹簧设置于滑块与导向柱的顶盖之间； 所述第二电磁铁与控制台电连接。 0012 优选的， 所述动力机构包括行走电机和传动轴， 所述行走轮包括两个前车轮和两 个后车轮， 两个后车轮设置于传动轴的两端， 所述行走电机的输出轴与主动齿轮同轴固定， 所述主动齿轮与从动齿轮啮合， 所述从动齿轮与传动轴同轴固定。 0013 优选的， 还包括设置于铁轨侧面的轨道， 所述行走轮沿着轨道移动； 所述列车车厢 自动上水车的数量与列车车厢的数量相匹配， 所有列车车厢自动上水车均与控制台电连 接。 0014 采用上述技术方案所产生的有益效果在于： 与现有技术相比， 本发明通过动力机 构驱。

14、动车架底部的行走轮， 使车架接近列车车厢， 利用车架上的旋转机构带动伸缩臂转动， 进而使伸缩臂端部的上水装置和车厢注水口对接， 完成车厢上水。 工作人员通过控制台即 可控制旋转机构、 上水装置、 伸缩臂和动力机构的动作， 实现列车车厢的自动上水， 安全可 靠， 极大的减轻了工作人员的工作量， 同时减少了劳动力； 长期以来， 还可以降低成本。 附图说明 0015 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 0016 图1是本发明实施例提供的一种列车车厢自动上水车的结构示意图； 图2是图1中列车车厢自动上水车的大臂一定角度旋转后的结构示意图； 图3是图1中列车车厢自动上水车的应用状态图。

15、； 图4是图3中列车车厢自动上水车的半剖图； 图5是本发明列车车厢自动上水车中上水装置的结构示意图； 图6是图4中车架的半剖图； 图中： 1-车架， 2-车厢注水口， 3-轨道， 4-旋转平台， 5-旋转轴， 6-旋转电机， 7-激光测距 仪， 8-大臂， 9-小臂， 10-配重箱， 11-电动推杆， 12-内置水管， 13-外接水管， 14-注水接头， 15-第一电磁铁， 16-起升杆， 17-滑块， 18-导向柱， 19-第二电磁铁， 20-弹簧， 21-行走电机， 22-传动轴， 23-前车轮， 24-后车轮， 25-主动齿轮， 26-从动齿轮， 27-传动齿轮， 28-支架。 具体实施。

16、方式 0017 下面结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整 地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 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， 都属于本发明保护的范围。 0018 如图1、 2所示的一种列车车厢自动上水车， 包括车架1、 旋转机构、 伸缩臂和用于与 车厢注水口2对接的上水装置， 所述伸缩臂内设有与上水装置相连的内置水管12， 所述上水 说明书 2/5 页 4 CN 111016962 A 4 装置设置于伸缩臂的端部， 所述伸缩臂通过旋转机构与车架1相。

17、连， 所述车架1的底部设有 由动力机构驱动的行走轮； 所述旋转机构、 上水装置、 伸缩臂和动力机构均由控制台控制， 工作人员在控制室即可操控， 通过动力机构驱动车架底部的行走轮， 使车架接近列车车厢， 旋转机构带动伸缩臂转动， 进而使伸缩臂端部的上水装置和车厢注水口对接， 实现了列车 车厢的自动化上水操作。 0019 在本发明的一个优选实施例中， 如图3、 4所示， 还包括设置于铁轨侧面的轨道， 所 述行走轮沿着轨道移动。 另外， 轨道3的底部设有若干个支架28， 轨道3架设于若干个支架28 的顶部。 由于列车车厢注水口距离地面有一定的高度， 为了减小列车车厢自动上水车的体 积更便于控制， 借。

18、助支架将列车车厢自动上水车抬高一定距离， 使之在轨道上运动， 使车架 快速行至列车车厢注水口位置， 达到快速自动上水目的。 0020 同时， 所述列车车厢自动上水车的数量与列车车厢的数量相匹配， 所有列车车厢 自动上水车均与控制台电连接。 每节车厢配备一辆列车车厢自动上水车， 所有列车车厢自 动上水车归控制台的控制中心一起控制。 当列车进站停稳后， 控制中心下达上水命令， 各列 车车厢自动上水车自动寻找车厢注水口的位置， 各自完成上水工作， 待上水完成后， 再通过 控制台各自归位， 结束上水工作。 0021 在本发明的一个具体实施例中， 如图6所示， 所述旋转机构包括旋转平台4、 旋转轴 5和。

19、用于驱动旋转轴5的旋转电机6， 所述旋转平台4设置于车架1的上方、 且固定于旋转轴5 的顶部， 所述伸缩臂与旋转平台4相连， 所述旋转电机6设置于车架1的顶板下方， 所述旋转 轴5贯穿车架1的顶板设置， 所述旋转电机6通过传动组件与旋转轴5的下端相连； 所述旋转 平台4的顶部设有激光测距仪7， 用以判断上水装置是否与车厢注水口2对齐； 所述旋转电机 6和激光测距仪7均与控制台电连接。 其中， 旋转轴5的下部外圆上设有传动齿轮27， 旋转电 机的输出轴通过齿轮传动驱动旋转轴转动， 进而带动旋转平台转动。 通过激光测距仪和旋 转电机的配合使伸缩臂末端的上水装置与车厢注水口对齐。 0022 如图1-。

20、3所示， 所述伸缩臂包括大臂8和小臂9， 所述大臂8贯穿旋转平台4设置， 所 述大臂8的一端设有配重箱10， 用以平衡大臂前部的重量， 减小旋转轴所受的弯矩； 所述小 臂9设置于大臂8的另一端， 所述上水装置设置于小臂9的末端， 内置水管12贯穿大臂和小臂 设置； 所述小臂9通过伸缩机构与大臂8相连。 其中， 所述伸缩机构为两个电动推杆11， 两个 电动推杆11对称设置于大臂8的两侧， 所述小臂9与电动推杆11的推杆末端相连； 所述电动 推杆11与控制台电连接。 通过控制台控制电动推杆的动作， 达到小臂带动上水装置自由伸 缩的目的， 以防列车车厢自动上水车与车厢注水口距离过远。 0023 在本。

21、发明的一个具体实施例中， 如图3-5所示， 所述旋转轴5、 大臂8和小臂9均为中 空管， 所述旋转轴5的顶部与大臂8贯通， 与上水装置相连的内置水管12依次贯穿小臂9、 大 臂8和旋转轴5， 所述内置水管12的末端从旋转轴5的下端延伸至车架1下方与外接水管13连 通。 利用该结构可保护内置水管及外接水管。 0024 在本发明的一个优选实施例中， 如图4、 5所示， 所述上水装置包括用于与车厢注水 口2对接的注水接头14和驱动注水接头14升降的升降机构， 所述升降机构设置于小臂9的末 端， 所述注水接头14的下端与内置水管12连通； 所述升降机构由控制台控制。 通过控制台控 制升降机构的动作， 。

22、利用升降机构驱动注水接头上升至与车厢注水口对接高度。 0025 进一步优化上述技术方案， 如图5所示， 所述升降机构包括第一电磁铁15、 起升杆 说明书 3/5 页 5 CN 111016962 A 5 16和滑块17， 所述滑块17与注水接头14相连， 所述起升杆16的中部通过铰轴与小臂9的末端 转动连接， 所述起升杆16的一端与滑块17连接、 另一端为能够被第一电磁铁吸附的自由端， 所述第一电磁铁15设置于起升杆16的自由端下方； 所述第一电磁铁15与控制台电连接。 当 第一电磁铁接通电源后， 可将起升杆的自由端吸下来， 起升杆的另一端随之带动滑块上升， 从而带动注水接头上升至与车厢注水口。

23、对接。 该结构应用平面四杆机构中的滑块四杆机 构， 注水接头可以沿直线运动， 使对接更加准确。 0026 为了进一步确保注水接头在垂直方向上做升降运动， 所述小臂9的末端设有竖向 的导向管18， 所述滑块17相对导向管18上下升降， 所述注水接头14设置于导向管18内， 内置 水管为软管， 可随注水接头的升降改变位置； 所述导向管18的外侧设有第二电磁铁19， 所述 第二电磁铁19与第一电磁铁15设置于注水接头14的两侧， 所述起升杆16的末端贯穿滑块17 延伸至第二电磁铁19的下方、 且能够被第二电磁铁吸附； 所述注水接头14外套弹簧20， 所述 弹簧20设置于滑块17与导向管18的顶盖之间。

24、； 所述第二电磁铁与控制台电连接。 当起升杆 带动滑块及注水接头上升时， 第二电磁铁通电可将起升杆的末端吸附在第二电磁铁的下 方， 避免注水接头下坠； 当车厢注水完毕， 第一电磁铁及第二电磁铁断电， 在注水接头的重 力作用下及弹簧回弹的作用下， 注水接头下落脱离车厢注水口。 另外， 为了避免注水接头脱 出导向柱， 可在导向柱的下端设有限位台， 用于对注水接头限位。 0027 如图1、 2所示， 所述导向管18为框架结构， 所述导向柱的上部及下部通过连接架与 小臂9的末端相连； 所述滑块17设置于导向管18两侧的立柱之间； 所述起升杆16为矩形框， 所述起升杆16的中部间隔与铰轴及滑块17相连，。

25、 所述起升杆16的两端分别与第一电磁铁15 和第二电磁铁19相对应。 利用起升杆两端与第一电磁铁和第二电磁铁相对应， 借助第一电 磁铁及第二电磁铁对起升杆两端的吸附， 进而实现起升杆带动注水接头上升， 完成注水接 头与车厢注水口的对接。 0028 上水装置的工作过程如下： 在闲置状态下， 第一电磁铁和第二电磁铁未通电， 注水 接头在弹簧和重力的作用下降至最低点， 在限位台的作用下， 注水接头部分不会脱落。 当列 车停靠后， 启动行走电机及旋转电机， 使车架接近车厢注水口位置并使小臂末端的注水接 头转至车厢注水口下方， 利用激光测距仪判断注水接口与车厢注水口对齐后， 第一电磁铁 和第二电磁铁通电。

26、， 第一电磁铁因与上方的起升杆距离较近先将其吸下来， 随着起升杆这 边的下降， 另一侧抬升， 带动注水接头上升， 当快达到工作位置时， 第二电磁铁便可将起升 杆另一端吸住， 达到锁定的目的， 可以使注水接头与车厢注水口牢牢对接。 注水完成后， 第 一电磁铁和第二电磁铁断电， 注水接头落下。 0029 在本发明的一个具体实施例中， 如图1、 2所示， 所述动力机构包括行走电机21和传 动轴22， 所述行走轮包括两个前车轮23和两个后车轮24， 两个后车轮24设置于传动轴22的 两端， 所述行走电机21的输出轴与主动齿轮25同轴固定， 所述主动齿轮25与从动齿轮26啮 合， 所述从动齿轮26与传动。

27、轴22同轴固定。 两个前车轮和两个后车轮分别与两个轨道配合， 启动行走电机， 通过主动齿轮与从动齿轮的啮合， 可驱动传动轴及两个后车轮转动， 进而驱 动车架沿着轨道行走。 0030 综上所述， 本发明具有结构紧凑、 操作方便快捷、 自动化程度高的优点， 工作人员 在控制室内即可控制行走电机、 旋转电机、 电动推杆、 激光测距仪、 第一电磁铁及第二电磁 铁的动作， 通过行走电机驱动车架沿轨道运行， 通过旋转电机驱动旋转平台及大臂旋转， 大 说明书 4/5 页 6 CN 111016962 A 6 臂和小臂可将注水接头延伸至车厢注水口下方， 在激光测距仪的协助下， 借助电动推杆可 微调注水接头与车。

28、厢注水口的相对位置； 利用第一电磁铁和第二电磁铁可将注水接头与车 厢注水口牢固对接， 进而实现顺利注水。 0031 在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明， 但是本发明还可以 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施， 本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的 情况下做类似推广， 因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。 说明书 5/5 页 7 CN 111016962 A 7 图1 图2 说明书附图 1/3 页 8 CN 111016962 A 8 图3 图4 图5 说明书附图 2/3 页 9 CN 111016962 A 9 图6 说明书附图 3/3 页 10 CN 111016962 A 10 。