技术领域
[0001] 本发明涉及加水装置技术领域，具体而言，涉及一种加水装置及加水方法。
相关背景技术
[0002] 煤矿在开采的过程中会产生大量的粉尘，影响矿区的空气质量。为改善矿区的空气质量，需要通过洒水车喷雾洒水，降低空气中的粉尘浓度。
[0003] 需要洒水作业时，需要通过加水装置来对洒水车的水罐进行注水作业。在加注水作业时，通常需要工作人员手动地将注水管的出水端口连接至水罐的进水口处，且当进水口设置在水罐的顶部时，需要工作人员攀爬至水罐上，操作较为繁琐。
具体实施方式
[0035] 下面将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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
[0036] 如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种加水装置，其包括注水管10、位置检测装置20、驱动部和控制系统。注水管10包括出水端，出水端具有出水口101，注水管10的出水端的位置可调，以调节出水口101的位置；位置检测装置20用于检测待注水部件的注水口010在位置检测装置20的坐标系下的坐标位置；驱动部的驱动端与注水管10驱动连接，以调节出水端的位置；控制系统分别与位置检测装置20和驱动部电连接，位置检测装置20将检测到的注水口010的坐标位置传递至控制系统，控制系统根据坐标位置控制驱动部，以使驱动部驱动注水管10，使得出水口101与注水口010相对设置。
[0037] 应用本发明的技术方案，对待注水部件进行注水时，通过位置检测装置20检测待注水部件的注水口010在位置检测装置20的坐标系下的坐标位置；控制系统接收位置检测装置20提供的数据，并进行实时处理，生成精确的控制指令；根据控制系统的指令，驱动部能够精确调节注水管10的出水口101的位置，使得注水管10的出水口101与待注水部件的注水口010正对设置，实现注水作业。本方案的设置，对待注水部件注水时，无需人工攀爬和手动对准，从而大幅简化操作流程。
[0038] 结合图4所示，本方案的实施例中，位置检测装置20包括测距仪和处理器，测距仪用于检测待注水部件在测距仪的坐标系下的至少三个参考点的坐标位置，至少三个参考点处于同一水平参考面内；处理器与测距仪电连接，处理器用于获取处于同一水平参考面内但不共线的三个参考点的坐标，并根据待注水部件的尺寸以及三个参考点的坐标，确定注水口010在测距仪的坐标系下的坐标。如此设置，使得处理器根据三个参考点的坐标以及待注水部件的尺寸信息，自动计算出注水口010的坐标，这一自动化过程减少了人工干预，提高了数据处理的速度和准确性。并且，三个参考点共面但不共线的设置，确保了测量的准确性和可靠性，避免了单一参考点可能引入的误差。
[0039] 具体地，测距仪的坐标系，是以测距仪为原点，具有相交的X轴、Y轴和Z轴，X轴、Y轴和Z轴，两两垂直，且交点为测距仪所在的位置；X轴、Y轴在水平方向延伸，Z轴在竖直方向延伸。水平参考平面所在平面为X轴和Y轴所在的平面。
[0040] 进一步地，加水装置还包括图像识别部，图像识别部识别待注水部件的尺寸，图像识别部与处理器电连接，处理器用于获取图像识别部识别的与待注水部件对应的尺寸信息。如此设置，能够根据待注水部件的尺寸信息，确定注水口010在待注水部件的坐标系下的坐标位置。结合待注水部件的尺寸信息以及三个参考点的信息，数据处理器计算并反馈出注水口在测距仪的坐标系下的坐标。
[0041] 以注水口010在待注水部件的顶部的位置为例进行说明。
[0042] 本方案的实施例中，待注水部件的坐标系，具有相交的A轴、B轴和C轴，A轴、B轴和C轴，两两垂直。其中，待注水部件的坐标系，以上述三个参考点中，其中一个参考点为原点，另外两个参考点分别位于待注水部件的坐标系的A轴上。在水平面内，注水口010在待注水部件的坐标系的投影的坐标为(a，b)。
[0043] 测试在测距仪的坐标系下，注水口010的坐标时，待测部件位于测距仪的检测端的一侧，即测距仪的检测端朝向待测部件，待测部件包括沿周向相互连接的第一侧壁011、第二侧壁012和第三侧壁013，第一侧壁011和第三侧壁013均位于第二侧壁012的远离测距仪的一侧，第一侧壁011和第二侧壁012之间相互垂直且形成第一棱结构0111，第三侧壁013和第一侧壁011之间形成第二棱结构0112，第一参考点、第二参考点以及第三参考点分别位于第一棱结构0111上、第二侧壁012上以及第二棱结构0112上。其中，A轴在第二侧壁012所在的平面内，B轴在第一侧壁011所在的平面内，A轴和B轴在同一水平面内，C轴沿竖直方向延伸。
[0044] 进一步地，出水端在高度方向的位置可调。出水口101的高度可调性使得加水装置能够适应不同高度的待注水部件，增加了加水装置的适用性，便于与不同高度的待注水部件适配。
[0045] 如图1至图3所示，具体地，注水管10包括顺次连通的第一管段11、第二管段12和第三管段13，第三管段13与第一管段11之间具有夹角，第二管段12为柔性管段，出水端设置第三管段13的远离第一管段11的一端，第一管段11沿竖直方向延伸，第三管段13在第一竖直面内摆动设置，驱动部包括第一伸缩驱动件31，第一伸缩驱动件31与控制系统电连接，第一伸缩驱动件31设置在第一管段11和第二管段12之间，以调节第三管段13相对第一管段11的夹角。第二管段12为柔性管段，提供了必要的弯曲能力，使得注水管可以在不增加机械应力的情况下适应复杂的空间布局。第一管段11沿竖直方向延伸，且第一管段11和第三管段13通过柔性的第二管段12连通，这种分段设计使得注水管可以通过第一伸缩驱动件31的调节，实现对第三管段13与第一管段11之间夹角的精确控制，调节出水端的高度。
[0046] 进一步地，第一管段11的靠近第三管段13的一端为封堵结构，第三管段13的靠近第一管段11的一端也为封堵结构，第一管段11和第三管段13的相互靠近的一端相互铰接，铰接轴的方向为水平方向。如此设置，能够提升注水管10的结构稳定性，且保证第三管段13在竖直方向绕铰接轴摆动，以调节出水端的高度，实现对出水口101的高度的调节。
[0047] 具体地，第三管段13包括至少两个相互密封套设的接管，驱动部包括第二伸缩驱动件32，第二伸缩驱动件32的连接端和驱动端分别设置在位于最端部的两个接管上，第二伸缩驱动件32与控制系统电连接。上述设置，能够调节第三管段13的长度，进一步微调出水口101的位置，以实现更精细的注水控制。
[0048] 本方案的实施例中，注水管10还包第四管段14，第四管段14的远离第三管段13的一端向下延伸，出水口101设置在第四管段14的底端，第四管段14与第三管段13的远离第二管段12的一端连通，第四管段14与第三管段13之间具有夹角，第四管段14在第二竖直面内摆动设置，第二竖直面与第一竖直面相交。第四管段14的加入使得注水管能够在第二竖直面内摆动，如此设置，增加了出水口101在空间中的调节自由度，使得注水管在三维空间中进行更复杂的调节，以适应不同的工作环境和部件布局。
[0049] 具体地，第四管段14为波纹管，加水装置还包括安装板41、回转平台42和第三伸缩驱动件43，安装板41设置在第三管段13上；回转平台42可转动地设置在安装板41上，回转平台42的转轴方向为水平方向；第三伸缩驱动件43的一端设置在回转平台42上，另一端与第四管段14的出水口101处连接，第三伸缩驱动件43与控制系统电连接。第四管段14为波纹管且可以在第二竖直面内摆动设置，实现了出水口101在水平和垂直方向上的多向调节。安装板41和回转平台42的设计提供了稳定的支撑结构，确保在调节过程中注水管保持稳定，减少因振动或摆动引起的误差。第三伸缩驱动件43连接出水口101，允许对出水口的位置进行精确的伸缩调节，以适应不同深度和距离的注水需求。
[0050] 进一步地，加水装置还包括支撑台50，第一管段11可转动地设置在支撑台50上，第一管段11的转轴的轴线方向为竖直方向。通过支撑台50，第一管段11可以在竖直方向上自由转动，提升了注水管10的出水端朝向的调节能力，使出水口101能够覆盖更广的注水区域，提升了操作的灵活性。
[0051] 本方案的实施例中，测距仪设置在支撑台50上。如此设置，可使得测距仪位于待测部件的侧部，当待测部件比较高时，不需要设置额外的更高的架体来放置测距仪，提升了本装置结构设计的合理性。
[0052] 本方案的实施例对测距仪的具体数量不做限定，其中可设置一个，也可设置多个。
[0053] 本方案的一些实施例中，测距仪设置有多组，多组测距仪沿支撑台50的高度方向间隔分布。每组测距仪设置有多个，每组中的多个测距仪沿支撑台50的周向间隔设置在支撑台50上。多组测距仪的设置可以提供多个测量点，能够为处于不同位置处的待测部件的注水口010的位置进行确认，提升了本装置的灵活性。且测距仪沿支撑台的高度方向间隔分布，允许对不同高度的待注水部件进行测量，增加了装置对不同高度部件的适应性。
[0054] 进一步地，本装置还包括导水片61和第四伸缩驱动件62，其中，导水片61沿出水口101的周向间隔设置有多个，导水片61的顶端与第四管段14的底端铰接，导水片61的底端靠近或远离出水口101的轴线方向；每个导水片61对应设置有一个第四伸缩驱动件62，第四伸缩驱动件62的一端与第四管段14铰接，另一端与对应的导水片61的底端铰接，以使导水片
61的底端靠近或远离出水口101的轴线方向，多个导水片61配合，以调节出水口101的流通面积。如此设置，能够进一步提升本装置的适应性，使得本装置适用于具有不同注水口010的待注水部件。
[0055] 如图1至图4所示，本发明实施例还提供了一种加水方法，其应用上述的加水装置，加水方法包括：
[0056] 将洒水车开至位置检测装置20的一侧；
[0057] 启动位置检测装置20，位置检测装置20检测洒水车的水罐01上的注水口010在位置检测装置20的坐标系下的坐标位置，位置检测装置20将检测到的坐标位置传递至控制系统；
[0058] 控制系统根据坐标位置控制驱动部；
[0059] 驱动部驱动注水管10，调节注水管10的注水端的位置，使得注水管10的出水口101与注水口010相对设置；
[0060] 打开注水管10，并向注水口010内注水。
[0061] 通过上述的步骤，能够实现自动化地对水罐01进行注水，提升了注水的机械化程度，降低了工作人员的劳动强度。
[0062] 具体地，位置检测装置20检测洒水车的水罐01上的注水口010在位置检测装置20的坐标系下的坐标位置包括：测距仪检测水罐01在测距仪的坐标系下的至少三个参考点的坐标位置，三个参考点和测距仪均在同一水平参考面内；处理器获取同一水平参考面内的三个参考点的坐标，并根据三个参考点的坐标、水罐01的长度尺寸L1、宽度尺寸L2以及注水口010在水罐01上的位置，确定注水口010在测距仪的坐标系下的坐标。每次洒水车停止的位置可能不同，测距仪检测注水口010在测距仪的坐标系下的坐标，能够适应洒水车的随机停放位置，确保每次注水都能准确对接。
[0063] 进一步地，在位置检测装置20检测洒水车的水罐01上的注水口010在测距仪的坐标系下的坐标位置步骤之前还包括：通过图像识别部识别水罐01的型号信息，包括长度尺寸、宽度尺寸、注水口010在对应水罐01上的位置信息；通过控制系统，将与水罐01对应的型号信息上传至处理器。具体地，注水口010设置在水罐01的顶部，图像识别部还识别水罐01的高度。图像识别部能够自动识别水罐01的型号信息，包括长度、宽度以及注水口010的位置，提高了加水作业的智能化水平。图像识别部自动识别水罐型号信息减少了人工测量和输入数据的需求，降低了操作复杂性和出错率。并且，系统能够适应不同型号的水罐，只需通过图像识别部识别型号信息，即可为不同水罐01提供准确的注水口010定位。
[0064] 本方案的实施例中，测距仪检测水罐01在测距仪的坐标系下的至少三个参考点的坐标位置，具体包括：
[0065] 调整洒水车的位置，使得沿洒水车的移动方向，水罐01的一侧朝向测距仪；测距仪检测水罐01在水平参考面内，水罐01朝向测距仪的一侧的尾端的第一参考点的坐标；
[0066] 测距仪检测水罐01在水平参考面内，水罐01朝向测距仪的一侧的首端的第二参考点的坐标；
[0067] 测距仪检测水罐01在水平参考面内，水罐01朝向测距仪侧一侧的侧壁与测距仪间距最近的一点的第三参考点的坐标；
[0068] 其中，第一参考点、第二参考点、第三参考点、测距仪均处于水平参考面内。
[0069] 具体地，水罐01包括沿周向相互连接的第一侧壁011、第二侧壁012和第三侧壁013，第一侧壁011和第三侧壁013均位于第二侧壁012的远离测距仪的一侧，第一侧壁011和第二侧壁012之间相互垂直且形成第一棱结构0111，第三侧壁013和第一侧壁011之间形成第二棱结构0112，第一参考点u、第二参考点v以及第三参考点w分别位于第一棱结构0111上、第二侧壁012上以及第二棱结构0112上。第一侧壁011为水罐01的尾端，第三侧壁013为水罐01的靠近车头的一端。其中，A轴在第二侧壁012所在的平面内，B轴在第一侧壁011所在的平面内，A轴和B轴在同一水平面内且相互垂直，C轴沿竖直方向延伸。
[0070] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0071] 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0072] 在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0073] 为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0074] 此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0075] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
