[实用新型]一种基于旋转编码技术的受电弓表面三维测量装置

说明书

本实用新型公开了一种基于旋转编码技术的受电弓表面三维测量装置，包括：用于到测量待测受电弓表面被测点距离L(i)的测距器，使所述测距器绕一转动轴转动的转动装置，带有旋转编码的控制转动装置的控制系统，以及计算被测点三维坐标的计算机系统，所述计算机系统与测距器和控制系统均连接。其具有的有益效果为：采用点激光传感器，确保了测量的精度；采用激光三角法计算，简化计算过程，提高运算效率；通过提高转速，减小测距器与旋转轴的夹角，增加点激光传感器的个数，进一步提高了受电弓表面三维结构测量的精度。

技术领域

本实用新型涉及工业测量技术领域，具体涉及一种基于旋转编码技术的受电弓表面三维测量装置。

背景技术

受电弓是电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上，通过与接触导线的摩擦将变电所的电能转移给机车。为保证牵引电流的顺利流通，受电弓和接触线之间必须有一定的接触压力，在长期工作过程中若受电弓的形状结构发生变化，会影响其与接触线之间的接触压力，为确保受电弓的可靠性，实现对受电弓表面三维结构检测非常重要。

随着三维扫描技术的发展，激光扫描检测作为检测物体表面三维结构的手段已经被广泛使用，现在的激光三维检测要么是使用线激光结合工业相机的图像检测方法，要么是采用点光源基于飞行时间的扫描检测方法。但是，第一种方法中线激光技术的测量精度是远远低于点激光技术，针对某些需要高精度检测的设备来说，难以满足其对测量精度需求；第二种方法基于飞行时间的扫描检测，过程复杂，对于处理器的要求偏高，难以实现快速计算。现有技术，对于物体表面三维测量的精度和速度都不够，没法显示出受电弓部分表面上的细致凹凸变化。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于旋转编码技术的受电弓表面三维测量装置，能快速实现对受电弓表面三维结构的精准测量。

为实现本实用新型的目的，采用以下技术方案予以实现：

一种基于旋转编码技术的受电弓表面三维测量装置，包括：用于测量待测受电弓表面被测点距离L(i)的测距器，使所述测距器绕一转动轴转动的转动装置，带有旋转编码用于控制转动装置的控制系统，以及计算被测点三维坐标的计算机系统，所述计算机系统与测距器和控制系统均连接。

本实用新型提供了一种基于旋转编码技术的受电弓表面三维测量装置，通过设置在受电弓表面的测距器连续测量受电弓表面被测点与测距器之间的距离L(i)，结合测距器与受电弓之间的位置关系，对某一时刻的L(i)进行信息编码。具体的，测距器获得与被测点的距离L(i)，控制系统储存有旋转编码，其包含有旋转转速、测距器与转动轴的夹角以及旋转相位角的参数，计算机系统与测距器和控制系统连接可分别获得L(i)、旋转转速、夹角以及旋转相位角的参数，利用这些数据计算出被测点的三维坐标，将各被测点的三维坐标导入计算机即可形成被测受电弓表面被测点三维坐标的集合，当被测点布满整个受电弓表面时，即得出受电弓表面的三维结构特征。本专利每次只是测量受电弓表面的一个被测点到测距器的距离，确保了测量的精度，接着再通过测距器的转动与受电弓产生相对运动，从而实现受电弓表面多个被测点。这种方式能有效实现对受电弓表面三维结构的精准测量。

进一步的，所述测距器包括设置在朝向受电弓一端的点激光传感器。具体的，本实用新型通过激光三角法计算L(i)，这样不仅可近距离测量物品，避免了激光在发射途中由于长距离的传输而发生偏差；还具有计算简单，收集的数据也只有成像的移动距离，有效降低对处理器要求的效果。

进一步的，还包括使受电弓相对测距器移动的作用于受电弓上的第一移动装置。本实用新型中，采用旋转的测距器对受电弓表面进行采点测量，再由旋转编码的参数计算出被测点三维坐标，这只能获得测距器旋转编码范围内被测点的三维坐标的，为获得整个受电弓表面的三维结构特征，需使待测受电弓相对所述测距器移动。所述第一移动装置作用于受电弓上，使受电弓移动，实现受电弓与测距器的相对移动。