[发明专利]一种非接触式受电弓升降弓臂杆位置关系测量方法

说明书

本发明公开了一种非接触式受电弓弓臂杆位置关系测量方法，其中受电弓的底架安装在水平面上；在一侧架设两台相机，两台相机镜头轴线形成一定夹角，调整相机固定距离和夹角或调整相机焦距和光圈，使得两相机均清晰成像且涵盖受电弓全部图像信息；然后，在受电弓上布置标记点；标定后，受电弓动力装置控制升弓或降弓过程中，两台相机同时采集图像信息，利用DIC操作软件识别标记点的位置变化，测得受电弓上各标记点相对于受电弓动作时刻的坐标值；最后建立数学模型，由坐标值计算相应时刻受电弓夹角，实现对于受电弓动作过程中杆间位置关系的测量。本发明通过数字图像成像的非接触式测量，将高铁受电弓各臂杆间位置关系转化为可由实验测得的数据。

技术领域

本发明属于机车制造和检测维护技术领域，特别是，涉及一种采用非接触式的三维数字图像相关法测量受电弓升降弓臂杆相对位置关系的方法。

背景技术

受电弓是电力牵引机车从接触网取得电能的重要受流电气设备，安装在机车或动车车顶上。受电弓可分单臂弓和双臂弓两种，均由滑板、上框架、下臂杆、拉杆、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成，在对高铁受电弓相关问题的分析中，我们希望掌握受电弓各臂杆的实时运动关系。

由于高铁受电弓是高铁的关键技术部位，往往具有造价昂贵，制造精密的特点，传统的接触式测量方式可能会影响受电弓的正常运行，往往难以实现，现阶段测量受电弓各臂杆间位置关系均采用计算机模拟，没有相应的实验测量方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种非接触式受电弓弓臂杆位置关系测量方法，具体步骤如下：

步骤100：所述受电弓包括滑板、上框架、下臂杆、底架以及控制所述受电弓升弓或降弓的动力装置，其中受电弓的底架安装在水平面上；

步骤200：在平行于所述观察面一侧架设两台相机，两台相机镜头轴线形成一定夹角，调整相机固定距离和夹角或调整相机焦距和光圈，使得两相机均清晰成像且涵盖所述受电弓全部图像信息；

步骤300：在所述受电弓上布置标记点，编号0～12；

步骤400：利用DIC操作软件，通过相机拍摄标定板，实现标定过程；

步骤500：受电弓动力装置控制升弓或降弓过程中，两台相机同时采集图像信息，利用DIC操作软件识别受电弓升弓或降弓过程中所述标记点的位置变化，测得受电弓上各标记点相对于受电弓动作时刻的坐标值；

步骤600：建立数学模型，由坐标值计算相应时刻所述受电弓中所述上框架、所述下臂杆和所述拉杆之间的夹角，实现对于所述受电弓动作过程中，各臂杆杆间位置关系的测量；

选定所述水平面为基准面，选定所述底架位于所述两台相机的一侧表面所在平面且垂直于所述水平面的侧面为观察面。

优选地，所述步骤100中所述受电弓底架固定安装在机车或动车车顶。

优选地，所述步骤200中所述两台相机均为全画幅CCD相机，将所述两台相机设置在距离所述观察面1m至2m的位置，所述CCD相机配备50mm定焦镜头，所述两台相机包括第一相机和第二相机，所述第一相机和所述第二相机之间间隔距离40cm至80cm，所述第一相机镜头轴线与所述第二相机镜头轴线之间夹角范围为30°至90°。

优选地，所述步骤200中所述两台相机设置在距离所述观察面1.5m位置；所述第一相机和所述第二相机之间间隔距离为60cm；所述第一相机镜头轴线与所述第二相机镜头轴线之间夹角范围为60°。