[实用新型]列车受电弓运行状态检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种反映列车受电弓运行状态的受电弓运行状态检测装置。 

背景技术

受电弓是电动客车的重要核心部件，直接关系到车辆运行的安全、平稳，在高速动车组、地铁车辆中大量应用。受材质、受电弓结构、列车速度、空气阻力和外部运行环境的影响容易产生非正常运行状态，危害车辆安全运行。为应对列车运行效率及运行质量的高要求，需要提高受电弓运行检测水平，保证及时维护，防止故障状态的延续和发展。 

目前受电弓检测主要有车载设备检测、入库人工检测、地面在线检测三种方式，但都存在着一定的局限性，车载设备检测方式在实际运用中存在着安装、投资规模及数据传输等问题；而入库人工检测方式比较落后，效率低；现有地面在线检测只能检测受电弓碳滑板的厚度，检测功能单一，不能全面反映受电弓的运行状态。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于检测运行状态下的列车受电弓运行状态的装置。 

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种列车受电弓运行状态检测装置，包括一组至少四个激光器、用于成像测量点的图像传感器、安装支架和现场工控机，激光器对应受电弓上的测量点安装于安装横杆上，图像传感器置于横杆上，图像传感器的输出接入现场工控机。 

本实用新型还包括另一组至少四个激光器和另一个图像传感器，两组激光器和两个图像传感器对称安装于所述安装横杆的两侧，实现包含前后两个碳滑板的受电弓的完整状态检测和前后倾斜的检测。 

所述测量点分别为：受电弓左、右羊角的中部区域和受电弓碳滑板总长度的1/4部位区域和3/4部位区域。 

所述的激光器为可见红光或红外半导体激光器。 

所述图像传感器的视场角度至少覆盖所述的四个测量点，可采用高速摄像机。 

所述安装支架的横杆距离接触网的垂直高度为0.5-1.5米。 

所述图像传感器之前设置与激光器激光波长一致的滤光片，防止自然光对测量的影响。 

本实用新型的工作原理为：列车受电弓的碳滑板和羊角结构的端面可以简化为梯形结构，碳滑板为上底边，两个羊角为斜边，如果多个激光器(一般为4~6个)同时发射多束激光分别和受电弓端面的碳滑板、羊角相交，图像传感器通过高速图像采集和图像边缘检测技术，可以分别得到选定的四个相交区域下边缘高度(Yi)和区域中心的坐标值(Xi)，通过对四组(Xi，Yi)选定区域坐标值的综合分析，就可以得到受电弓横向偏移、上下倾斜、羊角变形、羊角缺失等受电弓重要三维形状、位置的参数，通过这些参数的数据量和数据变化量的分析可以直接反映受电弓运行状态和状态变化。 

作为对本实用新型的进一步改进： 

本实用新型还包括地面检测触发装置，地面检测触发装置包括数个车轮传感器和可编程逻辑控制器PLC，车轮传感器的输出端接入可编程逻辑控制器PLC，可编程逻辑控制器PLC的输出端口接所述图像传感器的控制输入端，以保证图像采集时刻，受电弓和图像传感器的距离严格一致。 

车轮传感器在列车车轮通过传感器上方时产生一个脉冲信号，可编程逻辑控制器PLC可以根据连续的脉冲信号进行计数和速度测量，计算受电弓到达测量点的时刻，向高速图像传感器发出触发脉冲，图像传感器开始工作。 

本实用新型可以适应多种现场条件的安装，速度适应范围也很广，既可安装在出入库线路，实现出入库列车受电弓的状态检测，也可安装正线运行线路，在 高速运行状态下实现受电弓状态的检测。 

附图说明

图1为碳滑板结构和测点分布示意图； 

图2为本实用新型实施例单一碳滑板受电弓状态检测装置结构示意图； 

图3为本实用新型实施例完整受电弓检测装置结构示意图； 

图4为本实用新型实施例受电弓检测装置检测原理框图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型及其工作原理作进一步的详细说明。 

如图1所示为碳滑板结构和测点分布示意图，11为接触网导线，12为碳滑块，13为受电弓羊角。X-Y平面表示图像传感器像素构成的坐标系，(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)、(X4，Y4)分别表示激光和受电弓碳滑板相交区域边缘检测的坐标，通过检测这些坐标值就可以分析受电弓的空间姿态。 

为检测系统的稳定性，在本实施例中，X1设计为左边羊角的中部，X2设计为碳滑板总长度的1/4部位，X3设计为碳滑板总长度的3/4部位，X4设计为右边羊角的中部。