一种列车上水管卷绕装置的制作方法

本实用新型属于列车上水管卷绕技术领域，具体涉及一种列车上水管卷绕装置。

背景技术：

铁路旅客列车用水是通过沿线具有上水能力的大站安排列车上水作业来完成的，目前铁路旅客列车上水主要采用传统手工上水，传统手工上是由工作人员先手动打开上水阀，再从水栓中将上水管拖至铁路旅客列车的注水口，并将上水管与旅客列车注水口连接，旅客列车的水箱上满水后，工作人员手动关闭水阀，再控出上水管内的水之后，将上水管进行整理，并整齐的放在架子上，便于下一次列车上水时移动上水管，工作效率低，费时费力。

因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理的列车上水管卷绕装置，解决现有列车上水完成后，工作人员整理上水管困难、工作效率低，且费时费力的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种列车上水管卷绕装置，其结构简单、设计合理，实现列车上水管的卷绕，通过电机驱动卷盘转动，使列车上水管卷绕在卷盘上，操作方便，省时省力，且工作效率高，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种列车上水管卷绕装置，其特征在于：包括卷绕机构、卷绕在所述卷绕机构上的上水管和安装在所述卷绕机构上的磁铁座，以及设置在磁铁座远离所述卷绕机构的一侧的检测模块；

所述卷绕机构包括转轴、安装在转轴上的卷盘和用于驱动转轴转动的电机，所述电机通过传动机构与转轴传动连接，所述上水管卷绕在卷盘上，所述上水管的一端设置有与列车注水管连接的列车上水管接头，所述上水管的另一端与供水管连接；

所述磁铁座位于转轴靠近所述检测模块的一端，所述磁铁座上设置有磁铁；

所述检测模块包括检测箱和设置在检测箱内的电子线路板，以及设置在检测箱靠近磁铁座的一侧的第一磁性传感器和第二磁性传感器；

所述电子线路板上集成微控制器，所述第一磁性传感器和第二磁性传感器的输出端均与微控制器的输入端连接，所述微控制器的输出端连接有用于控制电机通电的电机驱动电路。

上述的一种列车上水管卷绕装置，其特征在于：所述传动机构包括离合器、设置在电机的输出轴上的主动轮和设置在离合器的主动轴上的从动轮，以及连接主动轮和从动轮的皮带，所述离合器的从动轴与转轴远离检测箱的一端连接；

所述微控制器的输出端连接有用于控制离合器通电的离合器控制模块。

上述的一种列车上水管卷绕装置，其特征在于：所述磁铁座的圆周面上开设有供磁铁安装的安装孔，所述安装孔靠近磁铁座的圆周边缘。

上述的一种列车上水管卷绕装置，其特征在于：所述列车上水管接头包括套接在列车注水管上第一接头部件和与上水管连接的第二接头部件；

所述第一接头部件包括橡胶管、与橡胶管一体成型且延伸至橡胶管内的缓冲部，以及设置在缓冲部端部的限流片，所述橡胶管与缓冲部之间设置增压腔；

所述第二接头部件包括圆筒形接头，所述圆筒形接头的一端伸入至橡胶管内，所述圆筒形接头的另一端与上水管连接，所述圆筒形接头的一端与限流片之间设置导流腔，所述导流腔与增压腔连通。

上述的一种列车上水管卷绕装置，其特征在于：所述限流片为圆形限流片，所述限流片的直径与缓冲部靠近限流片的端部的直径相等，所述限流片的中心位置开设有供水流入的圆孔；

所述缓冲部的内径由靠近限流片的端部至远离限流片的端部逐渐增大。

上述的一种列车上水管卷绕装置，其特征在于：所述橡胶管的内侧壁与圆筒形接头的连接处设置有密封圈，所述橡胶管上设置有锁紧圈，所述锁紧圈位于橡胶管与圆筒形接头的连接处。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型设置有卷盘、传动机构和驱动卷盘转动的电机，列车上水完成后，电机转动带动传动机构转动，传动机构转动带动卷盘转动，卷盘转动使上水管卷绕收回在卷盘上，无需工作人员人工整理移动上水管，操作简单，且工作效率高，省时省力。

2、本实用新型设置有磁铁座和磁铁，磁铁安装在磁铁座上，磁铁座和卷盘均安装在转轴上，通过检测磁铁座的转动，能够检测卷盘的转动，便于控制电机的工作时间，避免列车上水完成后上水管未全部卷绕收回，或上水管卷绕收回后，电机一直工作，浪费电能。

3、本实用新型通过在设置有第一磁性传感器和第二磁性传感器，第一磁性传感器和第二磁性传感器呈圆弧布设，工作人员拖动上水管为列车上水时，卷盘和磁铁座同步转动，通过第一磁性传感器和第二磁性传感器检测磁铁座的正转圈数，得到卷盘的正转圈数，并将检测到的卷盘的正转圈数传输给微控制器，列车上水完成后，电机的输出轴转动带动卷盘和磁铁座反转，第一磁性传感器和第二磁性传感器检测磁铁座的反转圈数，进而得到卷盘的反转圈数，并将卷盘的反转圈数传输给微控制器，当卷盘的反转圈数等于卷盘的正转圈数时，微控制器控制电机断电，实现卷盘将上水管完全卷绕收回，且避免电机的无效工作，节约电能。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理，实现列车上水管的卷绕，通过电机驱动卷盘转动，使列车上水管卷绕收回在卷盘上，操作方便，省时省力，且工作效率高，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型电机、传动机构、卷盘和磁铁座的连接结构示意图。

图3为本实用新型检测模块的电路原理框图。

图4为本实用新型列车上水管接头、列车注水管和上水管的连接结构示意图。

图5为本实用新型检测箱的结构示意图。

图6为本实用新型第一磁性传感器和第二磁性传感器的电路原理图。

图7为本实用新型电机驱动电路的电路原理图。

图8为本实用新型离合器控制模块的电路原理图。

附图标记说明:

1—卷盘；2—上水管；3—列车上水管接头；

4—供水管；5—列车注水管；6—电机；

7—磁铁座；8—磁铁；9—箱体；

10—第一磁性传感器；11—第二磁性传感器；12—微控制器；

13—离合器；14—电机驱动电路；15—主动轮；

16—从动轮；17—皮带；18—供水阀；

20—橡胶管；21—缓冲部；22—限流片；

23—增压腔；24—圆筒形接头；25—导流腔；

26—圆孔；27—锁紧圈；28—波纹部；

29—螺纹部；30—环形挡片；31—离合器控制模块；

32—第一安装底座；33—第二安装底座；34—螺纹接头；

35—螺纹连接部；36—转轴。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型包括卷绕机构、卷绕在所述卷绕机构上的上水管2和安装在所述卷绕机构上的磁铁座7，以及设置在磁铁座7远离所述卷绕机构的一侧的检测模块；

所述卷绕机构包括转轴36、安装在转轴36上的卷盘1和用于驱动转轴36转动的电机6，所述电机6通过传动机构与转轴36传动连接，所述上水管2卷绕在卷盘1上，所述上水管2的一端设置有与列车注水管5连接的列车上水管接头3，所述上水管2的另一端与供水管4连接；

所述磁铁座7位于转轴36靠近所述检测模块的一端，所述磁铁座7上设置有磁铁8；

所述检测模块包括检测箱9和设置在检测箱9内的电子线路板，以及设置在检测箱9靠近磁铁座7的一侧的第一磁性传感器10和第二磁性传感器11；

所述电子线路板上集成微控制器12，所述第一磁性传感器10和第二磁性传感器11的输出端均与微控制器12的输入端连接，所述微控制器12的输出端连接有用于控制电机6通电的电机驱动电路14。

如图1所示，本实施例中，电机6安装在第一安装底座32上，使卷盘1处于悬空状态，卷盘1能够在电机6的驱动下进行转动；检测箱9安装在第二安装底座33上，使第一磁性传感器10和第二磁性传感器11能够检测到磁铁座7上的磁铁8。

本实施例中，上水管2远离列车上水管接头3的一端安装有螺纹接头34，供水管4靠近上水管2的一端安装有与螺纹接头34配合的螺纹连接部35，螺纹接头34与螺纹连接部35螺纹连接，实现上水管2与供水管4的连接，连接可靠，便于拆卸。

本实施例中，实际使用时，磁铁座7的横截面为圆形。

本实施例中，供水管4上安装有供水阀18，工作人员打开供水阀18，水流通过供水阀18流入上水管2为列车上水，工作人员关闭供水阀18，水流无法通过供水阀18，停止列车上水。

如图5所示，本实施例中，第一磁性传感器10和第二磁性传感器11呈圆弧布设，第一磁性传感器10和第二磁性传感器11所围成的圆形区域的圆心与磁铁座7的圆心处于同一直线上，第一磁性传感器10和第二磁性传感器11所围成的圆形区域的面积小于磁铁座7的横截面，且磁铁座7转动过程中，第一磁性传感器10和第二磁性传感器11均能在不同时间检测到磁铁8的磁性。

本实施例中，实际使用时，微控制器12为stm8l151f3微控制器。

如图6所示，本实施例中，第一磁性传感器10是型号为ah180的磁性传感器q1，第二磁性传感器11是型号为ah180的磁性传感器q2，所述磁性传感器q1和磁性传感器q2的集电极均与+5v电源输出端连接，所述磁性传感器q1和磁性传感器q2的基极均接地，所述磁性传感器q1的发射极分为两路，一路经电阻r1与+3.3v电源输出端连接，另一路与stm8l151f3微控制器的pb0引脚连接，所述磁性传感器q2的的发射极分为两路，一路经电阻r2与+3.3v电源输出端连接，另一路与stm8l151f3微控制器的pb1引脚连接。

如图7所示，本实施例中，电机驱动电路14包括光耦合器u1和继电器k1，所述光耦合器u1的阳极经电阻r3与stm8l151f3微控制器的pc4引脚连接，所述光耦合器u1的阴极接地，所述光耦合器u1的集电极与+24v电源输出端连接，所述光耦合器u1的发射极与继电器k1线圈的一端连接；所述继电器k1线圈的另一端接地，所述继电器k1的一个触点与220v电源的火线连接，所述继电器k1的另一个触点与电机6的输入端连接，电机6的输出端与220v电源的零线连接。

本实施例中，实际使用时，光耦合器u1为optoiso1光耦合器，电机6为hd-c300w电机。

本实施例中，所述传动机构包括离合器13、设置在电机6的输出轴上的主动轮15和设置在离合器13的主动轴上的从动轮16，以及连接主动轮15和从动轮16的皮带17，所述离合器13的从动轴与转轴36远离检测箱9的一端连接；所述微控制器12的输出端连接有用于控制离合器13通电的离合器控制模块31。

如图8所示，本实施例中，离合器控制模块31包括光耦合器u2和继电器k2，所述光耦合器u2的阳极经电阻r4与stm8l151f3微控制器的pc5引脚连接，所述光耦合器u2的阴极接地，所述光耦合器u2的集电极与+24v电源输出端连接，所述光耦合器u2的发射极与继电器k2线圈的一端连接；所述继电器k2线圈的另一端接地，所述继电器k2的一个触点与+24v电源输出端连接，所述继电器k2的另一个触点与离合器13的线包的输入端连接，离合器13的线包的输出端接地。

本实施例中，实际使用时，光耦合器u2为optoiso1光耦合器，离合器13为fl200电磁离合器。

本实施例中，实际使用时，离合器13的从动轴与转轴36通过联轴器连接。

本实施例中，设置离合器13的目的是：当列车需要上水时，离合器13和电机6未通电，工作人员拖动上水管2，卷盘1正转带动转轴36正转，转轴36正转带动离合器13的从动轴正转，离合器13的主动轴不发生转动；列车上水完成后，离合器13和电机6通电工作，电机6转动带动主动轮15转动，主动轮15转动带动从动轮16转动，从动轮16转动带动离合器13的主动轴和从动轴同时反转，主动轴和从动轴反转带动转轴36反转，转轴36反转带动卷盘1反转，使上水管2卷绕收回在卷盘1上，无需工作人员人工整理移动上水管2，操作简单，省时省力。

如图2所示，本实施例中，所述磁铁座7的圆周面上开设有供磁铁8安装的安装孔，所述安装孔靠近磁铁座7的圆周边缘。

如图4所示，本实施例中，所述列车上水管接头3包括套接在列车注水管5上第一接头部件和与上水管2连接的第二接头部件；所述第一接头部件包括橡胶管20、与橡胶管20一体成型且延伸至橡胶管20内的缓冲部21，以及设置在缓冲部21端部的限流片22，所述橡胶管20与缓冲部21之间设置增压腔23；所述第二接头部件包括圆筒形接头24，所述圆筒形接头24的一端伸入至橡胶管20内，所述圆筒形接头24的另一端与上水管2连接，所述圆筒形接头24的一端与限流片22之间设置导流腔25，所述导流腔25与增压腔23连通。

本实施例中，橡胶管20、缓冲部21和限流片22为一体成型结构，结构简单，安装方便。

本实施例中，橡胶管20和缓冲部21均为橡胶管，橡胶管20的硬度大于缓冲部21的硬度，当有水流通过限流片22周侧流入至增压腔23内时，增压腔23内的水压使缓冲部21收缩远离橡胶管20的内侧壁，锁紧列车注水管5。

本实施例中，圆筒形接头24与橡胶管20可拆卸连接，圆筒形接头24安装在橡胶管20远离缓冲部21的一端。

本实施例中，实际使用时，缓冲部21套接在列车注水管5上，圆筒形接头24的另一端与上水管2过盈连接，当列车上水时，水流经过上水管2和圆筒形接头24流入至导流腔25，由于限流片22的阻挡，导流腔25内的水流一部分经圆孔26流入缓冲部21内，另外一部分流入增压腔23内，增压腔23内的水流压力使缓冲部21收缩远离橡胶管20的内侧壁，锁紧列车注水管5；当列车上水完成时，增压腔23内的水量减少，水流压力减小，缓冲部21伸展靠近橡胶管20的内侧壁，列车上水管接头3从列车注水管5上自动脱落，完成一次列车上水工作，操作简单，节约水资源。

本实施例中，所述限流片22为圆形限流片，所述限流片22的直径与缓冲部21靠近限流片22的端部的直径相等，所述限流片22的中心位置开设有供水流入的圆孔26；所述缓冲部21的内径由靠近限流片22的端部至远离限流片22的端部逐渐增大。

本实施例中，缓冲部21的内径由靠近限流片22的端部至远离限流片22的端部逐渐增大，便于将列车上水管接头3套接在不同形状、不同尺寸的列车注水管5上，扩大列车上水管接头3的使用范围。

本实施例中，实际使用时，圆筒形接头24为铝合金接头，圆筒形接头24的外侧壁设置有波纹部28和螺纹部29，波纹部28和螺纹部29之间设置有环形挡片30；圆筒形接头24设置波纹部28的一端伸入至橡胶管20内，圆筒形接头24设置螺纹部29的一端与上水管2过盈连接，保证上水管2中的水流通过圆筒形接头24进入橡胶管20，进行列车正常的上水作业。

本实施例中，在圆筒形接头24的外侧壁设置螺纹部29的目的是：加强圆筒形接头24与上水管2连接。

本实施例中，在圆筒形接头24的外侧壁设置波纹部28的目的是：在列车注水管5与列车上水管接头3未脱离，列车开动的紧急情况下，在外部侧向力的作用下圆筒形接头24挣脱密封圈的约束，使圆筒形接头24与橡胶管20自动断开，保证上水管2不被拖走，降低安全隐患，实用性强。

本实施例中，所述橡胶管20的内侧壁与圆筒形接头24的连接处设置有密封圈，所述橡胶管20上设置有锁紧圈27，所述锁紧圈27位于橡胶管20与圆筒形接头24的连接处。

本实施例中，实际安装时，圆筒形接头24设置有波纹部28的一端伸入至橡胶管20内，波纹部28与橡胶管20的内侧壁贴合，橡胶管20远离缓冲部21的端部与环形挡片30的上侧面相贴合；在橡胶管20与环形挡片30的贴合处设置密封圈的目的是：保证上水管2中的水通过圆筒形接头24进入缓冲部21，实现列车的正常上水作业。

本实施例中，设置锁紧圈27的目的是：将橡胶管20与圆筒形接头24设置有波纹部28的一端锁紧，避免上水过程中圆筒形接头24与橡胶管20分离，导致列车不能正常上水，造成水资源的浪费。

本实用新型具体使用时，当需要为列车上水时，打开供水管4上的供水阀18，离合器13和电机6未通电，工作人员将上水管2自卷盘1上拉出，卷盘1正转带动转轴36正转，转轴36正转带动磁铁座7正转，磁铁座7正转带动磁铁8正转，磁铁8正转靠近第一磁性传感器10，且磁铁8远离第二磁性传感器11第二磁性传感器11时，第一磁性传感器10检测到磁铁8的磁性，第二磁性传感器11无法检测到到磁铁8的磁性；随着磁铁座7正转至磁铁8靠近第二磁性传感器11，且磁铁8远离第一磁性传感器10时，第二磁性传感器11检测到磁铁8的磁性，第一磁性传感器10无法检测到磁铁8的磁性，随着磁铁座7正转带动磁铁8转动，第一磁性传感器10再次检测到磁铁8的磁性时，即卷盘1正转一圈，将列车上水管接头3的缓冲部21套接在列车注水管5上，卷盘1不再转动，第一磁性传感器10和第二磁性传感器11将检测到的卷盘1的正转圈数传输给微控制器12，水流经过上水管2和圆筒形接头24流入至导流腔25，由于限流片22的阻挡，导流腔25内的水流一部分经圆孔26流入缓冲部21内，另外一部分流入增压腔23内，增压腔23内的水流压力使缓冲部21收缩远离橡胶管20的内侧壁，锁紧列车注水管5，为列车上水；

当列车上水完成后，关闭打开供水管4上的供水阀18，增压腔23内的水量减少，水流压力减小，缓冲部21伸展并靠近橡胶管20的内侧壁，列车上水管接头从列车注水管5上自动脱落，微控制器12控制离合器13和电机6通电工作，电机6转动带动主动轮15转动，主动轮15转动带动从动轮16转动，从动轮16转动带动离合器13的主动轴和从动轴同时反转，主动轴和从动轴反转带动转轴36反转，转轴36反转带动卷盘1和磁铁座7反转，磁铁座7反转带动磁铁8反转，磁铁8反转至靠近第二磁性传感器11，且磁铁8远离第一磁性传感器10时，第二磁性传感器11检测到磁铁8的磁性，第一磁性传感器10无法检测到磁铁8的磁性，随着磁铁座7反转带动磁铁8转动，磁铁8靠近第一磁性传感器10，且磁铁8远离第二磁性传感器11时，第一磁性传感器10检测到磁铁8的磁性，第二磁性传感器11无法检测到到磁铁8的磁性，当磁铁座7反转至第二磁性传感器11再次检测到磁铁8的磁性时，即卷盘1反转一圈，第一磁性传感器10和第二磁性传感器11将检测到的卷盘1的反转圈数传输给微控制器12，当微控制器12接收到的卷盘1的反转圈数等于正转圈数时，微控制器12控制电机6和离合器13断电，电机6停止工作，上水管2卷绕收回至卷盘1上。本实用新型结构简单、设计合理，实现列车上水管的卷绕，通过电机驱动卷盘转动，使列车上水管卷绕收回在卷盘上，操作方便，省时省力，且工作效率高，实用性强，便于推广使用。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。