本实用新型属于列车上水技术领域，具体涉及一种列车上水机器人的专用臂杆及上水结构。
背景技术：
目前常用的旅客列车上水栓包括传统上水栓和自动回卷型上水栓，前者在上水结束后需要上水工人将上水管从列车上水口上拔出并收回原位，自动回卷型上水栓则能在上水结束后自动脱落并回卷。上述两种上水栓均要依靠上水工人将上水管插入每节车厢的上水口，对人工依赖程度较大，一方面，股道间来回穿梭的上水工自身安全难以得到保障，另一方面，上水工人自身劳动强度较大，且上水效率低下。此外，目前市场上自动回卷型上水栓质量良莠不齐，回卷过程中“卡管”现象时有发生，为行车带来安全隐患。
随着机器人技术的发展，近年来工业机器人在码垛、车间装配、焊接、喷涂等领域都得到了较大的普及，但在铁路行业，工业机器人的应用并不常见，尤其是在旅客列车上水领域，依靠人工的上水方式在“智慧铁路”的发展趋势下，其数据无法同步，自控水平低下，安全隐患大，效率低等弊端愈发凸显。
当前国内关于旅客列车自动上水的专利技术较少，且没有系统地将车站或列车整备所的上水装置、上水管网、传感系统、控制系统结合在一起，只对自动上水装置进行论述，而且其中涉及的上水装置，其智能程度与可靠性较低，如实用新型专利10636239.7公布了一种列车自动上水机器人，该方法包括横移装置、转轴、伸缩臂、上水管道和上水接头等，其工作原理是通过伸缩臂与横移装置将上水管与列车上水口对接并上水，该方法只是简单地设计了整个上水系统末端的上水装置，且功能单一，对该装置如何识别上水口位置、如何确定上水时间等都未进行说明；同样的，实用新型专利20307174.7公布了一种铁路旅客列车自动上水装置，该方法包括AC/DC模块、液位开关、上水开关、继电器和供水电磁阀，其工作原理是将装置的进水管与车站上水管连接，闭合上水开关后，上水电磁阀得电，装置开始上水，当水箱中水位达到预设值后，供水电磁阀掉电，供水结束，该方法也只涉及列车上水装置，且仅能实现上水结束后阀门自动关闭的功能，装置与列车上水口的连接与脱落仍需人工完成。
而采用上水机器人替代人工对列车进行上水具有效率高、成本低、安全隐患小等诸多优点，但上水软管与机器人臂杆的固定方式是上水机器人研发的一个关键点。若上水软管直接通过管箍固定在机器人臂杆外表面，一方面车站露天或半露天的工作环境会加速上水软管的老化，另一方面，上水软管对机器人各关节运动影响较大，甚至有可能与机器人臂杆或机器人电源、通信线路发生缠绕，采用内走线的方式（上水软管沿机器人内干内部敷设）虽然可以避免上述问题，但机器人内部，尤其是各关节位置，含有许多电路元器件，一旦软管漏水，将造成各种元器件短路。因此，需要提出一种列车上水机器人专用臂杆，以解决上述问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对上述上水软管与机器人臂杆固定中存在的问题，提供一种列车上水机器人的专用臂杆，避免上水软管对机器人臂杆运动过程的影响，同时延长上水软管的使用寿命。
为此，本实用新型提供了一种列车上水机器人的专用臂杆，包括第一主臂杆和第一内衬臂杆，所述第一主臂杆和第一内衬臂杆均为中空直筒状，所述第一内衬臂杆通过伸缩驱动机构沿第一主臂杆的轴线方向伸缩套设在所述第一主臂杆内，所述第一内衬臂杆的末端沿其周向设置有若干个用于固定上水接头的支撑螺栓。
进一步的，所述第一内衬臂杆位于所述第一主臂杆轴线的一侧，且第一内衬臂杆的外侧壁与第一主臂杆的内侧壁连接。
进一步的，所述第一内衬臂杆与第一主臂杆同轴布置，所述第一内衬臂杆和第一主臂杆之间沿其轴向同轴间隔设置有若干个支撑环，所述支撑环的外侧壁固定在所述第一主臂杆的内侧壁上，所述第一内衬臂杆与所述支撑环间隙配合。
进一步的，所述伸缩驱动机构为齿轮齿条传动组件或滚珠丝杆传动组件。
进一步的，所述第一主臂杆和第一内衬臂杆为钛合金、不锈钢、铸铁或碳纤维材质制得。
另外，本实用新型还提供了列车上水机器人的上水结构，包括上水软管、上水接头以及上述专用臂杆，所述专用臂杆设置在上水机器人的末端，所述上水软管间隙配合设置在所述第一内衬臂杆内部，所述上水接头的一端伸入所述第一内衬臂杆的末端，且上水接头与上水软管之间通过管箍固定，上水接头与第一内衬臂杆的末端通过支撑螺栓固定连接。
进一步的，上述列车上水机器人的上水结构还包括连接上水机器人相邻关节间的连接臂杆，所述连接臂杆包括第二主臂杆和第二内衬臂杆，所述第二主臂杆和第二内衬臂杆均为中空直筒状，所述第二内衬臂杆固定套接在所述第二主臂杆内，所述上水机器人的关节内设有用于安装上水软管的预留孔，所述上水机器人的关节上的预留孔和所述第二内衬臂杆内均设置有上水软管，所述上水机器人的关节内的上水软管与所述第一内衬臂杆的上水软管之间以及所述上水机器人的关节内的上水软管与所述第二内衬臂杆的上水软管之间均通过伸缩软管连接。
进一步的，所述上水机器人的关节内的上水软管外套设有伸缩套管。
进一步的，所述第二主臂杆和第二内衬臂杆为一体结构，所述第二主臂杆和第二内衬臂杆的连接处为凹槽。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
(1)本实用新型提供的这种列车上水机器人的专用臂杆通过中空直筒结构可使得上水软管从中穿过，既能防止上水软管在日晒雨淋下老化又能避免软管在机器人臂杆运动过程中与臂杆、电源线或信号线互相缠绕；同时通过设置第一内衬臂杆实现上水软管安装过程中与第一主臂杆之间相互隔离，从而使得上水软管漏水后水会沿内衬臂杆从上水机器人底部流出，不对上水机器人内部元器件造成损害。
(2)本实用新型提供的这种列车上水机器人的专用臂杆中第一内衬臂杆与第一主臂杆之间伸缩连接，支撑螺栓可在第一内衬臂杆伸出后调节松紧度对上水接头进行安装，便于上水接头与专用臂杆之间的连接。
以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
图1是本实用新型专用臂杆的纵剖面图；
图2是本实用新型专用臂杆的横剖面图；
图3是本实用新型中第一内衬臂杆位于第一主臂杆侧壁上的上水结构的纵剖面图；
图4是本实用新型中第一内衬臂杆位于第一主臂杆中心的上水结构的纵剖面图；
图5是本实用新型中连接臂杆的横剖面图。
附图标记说明：1、第一主臂杆；2、第一内衬臂杆；3、伸缩驱动机构；4、上水软管；5、管箍；6、支撑螺栓；7、上水接头；8、伸缩软管；9、支撑环；10、第二主臂杆；11、第二内衬臂杆；12、凹槽。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例1：
如图1和图2所示，本实施例提供了一种列车上水机器人的专用臂杆，包括第一主臂杆1和第一内衬臂杆2，所述第一主臂杆1和第一内衬臂杆2均为中空直筒状，所述第一内衬臂杆2通过伸缩驱动机构3沿第一主臂杆1的轴线方向伸缩套设在所述第一主臂杆1内，所述第一内衬臂杆2的末端沿其周向设置有若干个用于固定上水接头7的支撑螺栓6。该列车上水机器人的专用臂杆在工作时，其第一内衬臂杆2通过伸缩驱动机构3驱动从第一主臂杆1中伸出，上水软管4通过管箍5固定在上水接头7一端的外壁后，上水软管4沿第一内衬臂杆2内敷设，第一内衬臂杆2的内径略大于上水软管4的外径，上水软管4可从第一内衬臂杆2中插入或抽出，同时连着上水接头7的端部伸入第一内衬臂杆2内，随后第一内衬臂杆2伸出第一主臂杆1一端上的支撑螺栓6调节松紧度对上水接头7进行固定，从而使得水软管4从第一内衬臂杆2的中空结构中穿过，既能防止上水软管4在日晒雨淋下老化又能避免软管在上水机器人臂杆运动过程中与臂杆、电源线或信号线互相缠绕；同时通过设置第一内衬臂杆2实现上水软管4安装过程中与第一主臂杆1之间相互隔离，使得上水软管4漏水后水会沿第一内衬臂杆2从上水机器人底部流出，不会对上水机器人内部元器件造成损害。
其中具体的，所述第一主臂杆1和第一内衬臂杆2均可选用钛合金、不锈钢、铸铁或碳纤维材料。所述伸缩驱动机构3可采用齿轮齿条传动组件或滚珠丝杆传动组件，齿轮齿条或滚珠丝杆传动方式为现有成熟技术，其具体结构此处不再赘述，而该齿轮齿条传动组件或滚珠丝杆传动组件与该专用臂杆安装时，齿轮齿条传动组件或滚珠丝杆传动组件安装在第一主臂杆1和第一内衬臂杆2之间，具体的，齿条沿第一内衬臂杆2的轴线方向固定在第一内衬臂杆2外壁上，齿轮穿过第一主臂杆1与齿条连接，从而通过齿轮驱动齿条沿第一内衬臂杆2的轴线方向移动而带动第一内衬臂杆2运动；对于滚珠丝杆组件驱动是将其螺杆设置在第一主臂杆1和第一内衬臂杆2之间，螺杆上的活动平台与第一内衬臂杆2固定连接，通过活动平台在螺杆上的移动而带动第一内衬臂杆2运动；由于第一内衬臂杆2伸缩量较小，因而齿轮齿条传动组件和滚珠丝杆传动组件均可采用小型结构，不会影响水上机器人的正常工作。
本实施例中第一内衬臂杆2在第一主臂杆1中的安装位置可根据实际需要进行设计，一种布置方式如图3所示，所述第一内衬臂杆2位于所述第一主臂杆1轴线的一侧，且第一内衬臂杆2的外侧壁与第一主臂杆1的内侧壁连接；另一种布置方式如图4所示，所述第一内衬臂杆2与第一主臂杆1同轴布置，所述第一内衬臂杆2和第一主臂杆1之间沿其轴向同轴间隔设置有若干个支撑环9，所述支撑环9的外侧壁固定在所述第一主臂杆1的内侧壁上，所述第一内衬臂杆2与所述支撑环9间隙配合，伸缩驱动机构3设置在第一内衬臂杆2与支撑环9之间，第一内衬臂杆2可沿其轴向作伸缩运动，所述支撑环9用于防止第一内衬臂杆2在外界弯矩作用下沿非轴向运动。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种列车上水机器人的上水结构，包括上水软管4、上水接头7以及上述实施例1中的专用臂杆，所述专用臂杆设置在上水机器人的末端，所述上水软管4间隙配合设置在所述第一内衬臂杆2内部，所述上水接头7的一端伸入所述第一内衬臂杆2的末端，且上水接头7与上水软管4之间通过管箍5固定，上水接头7与第一内衬臂杆2的末端通过支撑螺栓6固定连接。该上水结构安装和拆卸方便，通过第一内衬臂杆2的伸缩及支撑螺栓6调节松紧度，即可完成将上水接头7和上水软管4伸入第一内衬臂杆2中或从第一内衬臂杆2中拉出，而且上水软管4设置在第一内衬臂杆2中，既能避免上水软管4日晒雨淋下老化，实现对上水软管4的保护，又能将上水软管4与第一主臂杆1隔离开，避免上水软管4漏水对上水机器人内部元器件造成损害，实现对上水机器人的保护。
而上述专用臂杆设置在上水机器人的末端，对于上水机器人其余部位各关节间连接杆则采用连接臂杆（图中未标示），所述连接臂杆包括第二主臂杆10和第二内衬臂杆11，所述第二主臂杆10和第二内衬臂杆11均为中空直筒状，所述第二内衬臂杆11套接在所述第二主臂杆10内，且第二内衬臂杆11固定连接在第二主臂杆10的内壁上，所述上水机器人的关节内设有用于安装上水软管4的预留孔，所述上水机器人的关节上的预留孔和所述第二内衬臂杆11内均设置有上水软管4，所述上水机器人的关节内的上水软管4与所述第一内衬臂杆2的上水软管4之间以及所述上水机器人的关节内的上水软管4与所述第二内衬臂杆11的上水软管4之间均通过伸缩软管8连接，上水软管4在上水机器人的内部结构中敷设，避免了上水软管4上时间外露而老化，同时通过伸缩软管8连接上水机器人各段结构中的上水软管，使得水上机器人末端的专用臂杆内的上水软管在伸缩时不会影响到其它上水软管4之间的连接及安装位置。优化的，所述上水机器人的关节内的上水软管4外套设有伸缩套管，避免上水机器人的关节内的上水软管漏水而损坏其内部元器件。
另外，由于连接臂杆的第二内衬臂杆11与第二主臂杆10之间需固定连接，因而可以将所述第二主臂杆10和第二内衬臂杆11设计为一体结构，具体的，如图5所示，所述第二主臂杆10和第二内衬臂杆11的连接处为凹槽12，第二内衬臂杆11作为第二主臂杆10上由内壁向内凹陷的凹槽，上水软管4沿凹槽内敷设。
综上所述，本实用新型提供的这种列车上水机器人的专用臂杆通过中空直筒结构可使得上水软管从中穿过，既能防止上水软管在日晒雨淋下老化又能避免软管在机器人臂杆运动过程中与臂杆、电源线或信号线互相缠绕；同时通过设置第一内衬臂杆实现上水软管安装过程中与第一主臂杆之间相互隔离，从而使得上水软管漏水后水会沿内衬臂杆从上水机器人底部流出，不对上水机器人内部元器件造成损害。
以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。
技术特征：
1.一种列车上水机器人的专用臂杆，其特征在于：包括第一主臂杆和第一内衬臂杆，所述第一主臂杆和第一内衬臂杆均为中空直筒状，所述第一内衬臂杆通过伸缩驱动机构沿第一主臂杆的轴线方向伸缩套设在所述第一主臂杆内，所述第一内衬臂杆的末端沿其周向设置有若干个用于固定上水接头的支撑螺栓。
2.如权利要求1所述的列车上水机器人的专用臂杆，其特征在于：所述第一内衬臂杆位于所述第一主臂杆轴线的一侧，且第一内衬臂杆的外侧壁与第一主臂杆的内侧壁连接。
3.如权利要求1所述的列车上水机器人的专用臂杆，其特征在于：所述第一内衬臂杆与第一主臂杆同轴布置，所述第一内衬臂杆和第一主臂杆之间沿其轴向同轴间隔设置有若干个支撑环，所述支撑环的外侧壁固定在所述第一主臂杆的内侧壁上，所述第一内衬臂杆与所述支撑环间隙配合。
4.如权利要求1所述的列车上水机器人的专用臂杆，其特征在于：所述伸缩驱动机构为齿轮齿条传动组件或滚珠丝杆传动组件。
5.如权利要求1所述的列车上水机器人的专用臂杆，其特征在于：所述第一主臂杆和第一内衬臂杆为钛合金、不锈钢、铸铁或碳纤维材质制得。
6.一种列车上水机器人的上水结构，其特征在于：包括上水软管、上水接头以及如权利要求1～5任一项所述的专用臂杆，所述专用臂杆设置在上水机器人的末端，所述上水软管间隙配合设置在所述第一内衬臂杆内部，所述上水接头的一端伸入所述第一内衬臂杆的末端，且上水接头与上水软管之间通过管箍固定，上水接头与第一内衬臂杆的末端通过支撑螺栓固定连接。
7.如权利要求6所述的列车上水机器人的上水结构，其特征在于：还包括连接上水机器人相邻关节间的连接臂杆，所述连接臂杆包括第二主臂杆和第二内衬臂杆，所述第二主臂杆和第二内衬臂杆均为中空直筒状，所述第二内衬臂杆固定套接在所述第二主臂杆内，所述上水机器人的关节内设有用于安装上水软管的预留孔，所述上水机器人的关节上的预留孔和所述第二内衬臂杆内均设置有上水软管，所述上水机器人的关节内的上水软管与所述第一内衬臂杆的上水软管之间以及所述上水机器人的关节内的上水软管与所述第二内衬臂杆的上水软管之间均通过伸缩软管连接。
8.如权利要求7所述的列车上水机器人的上水结构，其特征在于：所述上水机器人的关节内的上水软管外套设有伸缩套管。
9.如权利要求7所述的列车上水机器人的上水结构，其特征在于：所述第二主臂杆和第二内衬臂杆为一体结构，所述第二主臂杆和第二内衬臂杆的连接处为凹槽。
技术总结
本实用新型提供了一种列车上水机器人的专用臂杆，包括第一主臂杆和第一内衬臂杆，所述第一主臂杆和第一内衬臂杆均为中空直筒状，所述第一内衬臂杆通过伸缩驱动机构沿第一主臂杆的轴线方向伸缩套设在所述第一主臂杆内，所述第一内衬臂杆的末端沿其周向设置有若干个用于固定上水接头的支撑螺栓。该实用新型通过中空直筒结构可使得上水软管从中穿过，既能防止上水软管在日晒雨淋下老化又能避免软管在机器人臂杆运动过程中与臂杆、电源线或信号线互相缠绕；同时通过设置第一内衬臂杆实现上水软管安装过程中与第一主臂杆之间相互隔离，从而使得上水软管漏水后水会沿内衬臂杆从上水机器人底部流出，不对上水机器人内部元器件造成损害。
技术研发人员：徐剑乔;张志斌;杜永新;王忠合;史义雄;刘飞
受保护的技术使用者：中铁第四勘察设计院集团有限公司
技术研发日：.11.15
技术公布日：.08.13
