CN103175473B - 在线式单轨车受电弓监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在线式单轨车受电弓监测系统,其包括设置在钢轨上的检测箱体、弯折接触线、PLC、双超声波检测装置、光电开关、侧向接触压力测量装置、受电弓检测装置和自动开关防护门;本发明结构设计巧妙,合理,采用双超声波探头设计,有效杜绝了车辆信息的错误提取,避免出现误判,确保了轨道交通的顺畅运行与安全。弯折接触线采用弯折结构设计,方便更为清楚的、直观的、准确的得出滑板的磨耗情况;侧向接触压力测量装置的整个检测过程快速、灵活,从整体上提高了产品的测量的精确度与稳定性;自动开关防护门能打开或封闭检测窗,在保证工作时不阻挡检测设备的侦测视野基础上,实现防水防尘等功效,保证检测设备的正常工作。

Description

在线式单轨车受电弓监测系统
技术领域
本发明涉及监测系统技术,尤其是一种在线式单轨车受电弓监测系统。
背景技术
在轻轨的运营过程中,轻轨列车通过受电弓上的滑板与接触线相接触进行取电,作为轻轨列车的牵引电源及其它用电设备的电源。在高速电气化轻轨列车线路系统中,轻轨列车必须保持稳定的受流状态。因此作为直接与接触线接触的取流关键设备-受电弓滑板的状态极为关键,它关系到机车能否稳定、可靠地从接触线取电。由于受电弓滑板与接触导线长期接触,不可避免的发生磨损,而导致轻轨列车受电性能变差;若发生异常状况时,使得滑板表面异常脱落,就会导致发生安全事故。因此,需要对滑板表面磨损状况进行监测,以保证轻轨列车的稳定、安全运行。
目前,对受电弓滑板表面的磨损检测,大部分还是采用较为原始的检测方法,主要是通过人工每天在轻轨列车出库和入库的时候进行目测,其效率低、精度差;检查结果依据人为经验判断,容易出现误判。
中国申请号“201010618869.4”,名称为“一种受电弓滑板磨耗监测系统”的发明专利公开了一种受电弓滑板磨耗监测系统,包括三维立体相机(3D相机)和激光器,三维立体相机和激光器连接PLC控制器,由PLC控制器控制其开闭,PLC控制器还连接有工控机,工控机与三维立体相机之间通过宽带网络连接,可通过宽带网络接收三维立体相机传送的照片,并将其存储。受电弓通过时,三维立体相机能够将拍下的受电弓顶部照片通过宽带网络发送给工控机,工控机通过对三维照片进行分析,可清晰的得出受电弓顶部滑板的三维坐标值,从而可得出滑板的磨耗情况。
然而,由于现有的接触线都是直线型的,会对滑板产生部分阻挡,即有疏漏的部分,无法进行全面观察,容易造成误判。为更精确地预测受电弓滑板的替换时间,更有效地制定滑板更换计划,以及时发现受电弓的运行故障,确保行车安全,研发一种能够自动对受电弓的滑板表面的磨耗情况进行全面监测,且检测效率和精度高的在线式单轨车受电弓监测系统为当世所需。
发明内容
针对上述不足,本发明的目的在于,提供一种结构设计巧妙、合理,能够自动对受电弓的滑板表面的磨耗情况进行全面监测,且检测效率和精度高的在线式单轨车受电弓监测系统。
为实现上述目的,本发明所提供的技术方案是:一种在线式单轨车受电弓监测系统,其包括设置在钢轨上的检测箱体、弯折接触线、PLC及分别与该PLC相连接的双超声波检测装置、光电开关、侧向接触压力测量装置、受电弓检测装置和自动开关防护门,所述PLC和受电弓检测装置设置在所述检测箱体内,并在该检测箱体上设有与所述受电弓检测装置相对应的检测窗,所述自动开关防护门设置在该检测窗上,所述光电开关设置在检测窗一侧,所述弯折接触线通过侧向接触压力测量装置设置在所述检测箱体上,并正对所述检测窗,所述双超声波检测装置对应来车方向设置在检测箱体的前方位置。
作为本发明的一种改进,所述双超声波检测装置包括支架和两超声波探头,所述支架包括一支柱及两横杆,两横杆水平间隔并排在所述支柱的上部,两超声波探头对应设置在与其相对应的横杆上;所述双超声波检测装置与所述检测箱体的距离为10~30米。
作为本发明的一种改进,两横杆水平间隔距离为400~600毫米;所述横杆上设有能将所述超声波探头罩住的超声波护罩。
作为本发明的一种改进,所述弯折接触线包括依次连接的第一水平延伸部、弯折部和第二水平延伸部,该第二水平延伸部与第一水平延伸部不在同一水平高度上;所述第一水平延伸部与第二水平延伸部的水平间隔距离为20~40毫米;所述弯折接触线的横截面外形轮廓呈“工”字形。
作为本发明的一种改进,所述受电弓检测装置包括两分别与所述PLC相连接的扫描检测组件,两扫描检测组件对应设置在与其对应第一水平延伸部或第二水平延伸部的一侧;所述扫描检测组件包括闪光灯、激光器、第一工业相机和第二工业相机,所述第一工业相机和激光器设置在所述第一水平延伸部或第二水平延伸部的上侧边位置,所述第二工业相机和闪光灯设置在所述第一水平延伸部或第二水平延伸部的下侧边位置。
作为本发明的一种改进,所述自动开关防护门包括直线轴、开合门体、直线驱动装置和分别与该直线驱动装置相连接的第一感应器和第二感应器,所述开合门体对应所述检测窗的位置活动设置在所述检测箱体上,所述直线驱动装置设置在所述检测箱体内,并通过所述直线轴与所述开合门体相连接,所述第一感应器对应所述开合门体关闭时的位置设置在所述检测箱体上,所述第二感应器对应所述开合门体打开时的位置设置在所述检测箱体上。
作为本发明的一种改进,所述直线驱动装置包括电机及与该电机相连接的减速机,该减速机与所述直线轴相连接;所述开合门体为一铝合金板体;所述直线轴为一不锈钢杆。
作为本发明的一种改进,所述侧向接触压力测量装置包括固定座、接触线安装组件、传动杆、直线轴承、压力感应组件和撑管,所述传动杆通过直线轴承活动设置在所述固定座上,且该传动杆的两端从所述固定座中伸出,所述接触线安装组件设置在该传动杆的一端,所述压力感应组件对应所述传动杆的位置通过所述撑管设置在固定座上,且与该传动杆的另一端相连接。
作为本发明的一种改进,所述接触线安装组件包括接触线压板、绝缘子钢体和绝缘子,所述接触线压板通过绝缘子钢体设置在所述绝缘子的一侧上,该绝缘子的另一侧设有安装螺纹,且在所述传动杆上设有与该安装螺纹相适配的螺纹适配部;所述固定座包括安装板及设置在该安装板上的轴承座,所述撑管的一端套设在该轴承座上;所述压力感应组件包括压力传感器、闷板和球头,该球头通过所述闷板设置在所述传动杆的另一端上,所述压力传感器设置在所述撑管的另一端,且与所述球头相抵触。
作为本发明的一种改进,其还包括与所述PLC相连接的车号识别系统,该车号识别系统包括车号天线、天线座及车号识别装置,该车号识别装置设置在所述天线座内,所述车号天线设置在所述天线座上,并与所述车号识别装置相连接。
本发明的有益效果为:1、双超声波检测装置采用双超声波探头设计,只有两个超声波探头同时检测到信号时,控制器才反馈出预设的信号,而单个超声波探头检测到信号不做处理,有效杜绝了车辆信息的错误提取,避免出现误判,确保了轨道交通的顺畅运行与安全。2、弯折接触线采用弯折结构设计,能让受电弓检测装置较好拍摄滑板的上部分和下部分图像,然后通过中间重合部分进行图像组合,从而得出滑板的整体磨耗图像,不会有疏漏部分,有效解决接触网线对滑板进行阻挡的问题,方便更为清楚的、直观的、准确的得出滑板的磨耗情况,避免出现误判,以有效制定滑板更换计划,及时发现受电弓的运行故障,确保行车安全;而且接触网线呈工字形,整体结构强度大,稳定性高,不仅确保与滑板良好接触性,还有效延长了使用寿命。3、侧向接触压力测量装置结构设计巧妙、合理,工作时,接触线所受的压力经传动杆传给压力感应组件,由于加设有直线轴承,将传统的滑动摩擦转变为滚动磨擦,大大减小各组件之间的相对运动摩擦力,整个检测过程快速、灵活,从整体上提高了产品的测量的精确度与稳定性,有利于检测人员及时、迅速地评估受电弓跟接触线的挤压程度,能更好的辅助轻轨列车运行,保证行驶安全。4、自动开关防护门能打开或封闭检测窗,来车时,当直线驱动装置接收到双超声波检测装置的开启信号时,正向运转拉动直线轴使开合门体与检测窗相错位,直至拉到第一感应器处,直线驱动装置停止工作,实现打开检测窗;当直线驱动装置接收到关闭信号时,反向运转推动直线轴使开合门体与检测窗相对正,直至推到第一感应器处,直线驱动装置停止工作,实现关闭检测窗,在保证工作时不阻挡检测设备的侦测视野基础上,利用开合门体的阻挡能有效保护检测设备,实现防水防尘等功效,保证检测设备的正常工作,进而保证检测效果,避免出现误判,同时还大大延长了使用寿命,减少了维护或更换的次数,降低成本。
下面结合附图与实施例,对本发明进一步说明。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的主视结构示意图。
图3是图1中双超声波检测装置的结构示意图。
图4是图1中弯折接触线的结构示意图。
图5是图4中局部A的结构放大示意图。
图6是图4中B-B向的剖视结构示意图。
图7是图1中自动开关防护门的结构示意图一。
图8是图1中自动开关防护门的结构示意图二。
图9是图1中侧向接触压力测量装置的结构示意图。
图10是图9中C-C向的剖视结构示意图。
具体实施方式
实施例:参见图1至图10,本实施例提供的一种在线式单轨车受电弓监测系统,其包括设置在钢轨1上的检测箱体2、弯折接触线3、PLC及分别与该PLC相连接的双超声波检测装置4、光电开关5、侧向接触压力测量装置6、受电弓检测装置7和自动开关防护门8,所述PLC和受电弓检测装置7设置在所述检测箱体2内,并在该检测箱体2上设有与所述受电弓检测装置7相对应的检测窗21,所述自动开关防护门8设置在该检测窗21上,所述光电开关5设置在检测窗21一侧,所述弯折接触线3通过侧向接触压力测量装置6设置在所述检测箱体2上,并正对所述检测窗21,所述双超声波检测装置4对应来车方向设置在检测箱体2的前方位置。
所述双超声波检测装置4包括支架41和两超声波探头42,所述支架41包括一支柱411及两横杆412,两横杆412水平间隔并排在所述支柱411的上部,两超声波探头42对应设置在与其相对应的横杆412上;所述双超声波检测装置4与所述检测箱体2的距离为10~30米。双超声波检测装置4采用双超声波探头42设计,只有两个超声波探头42同时检测到信号时,控制器才反馈出预设的信号,而单个超声波探头42检测到信号不做处理,有效杜绝了车辆信息的错误提取,避免出现误判,确保了轨道交通的顺畅运行与安全。
本实施例中,两横杆412水平间隔距离优选为500毫米。其它实施例中,两横杆412水平间隔距离可以在400~600毫米的范围内选择。所述横杆412上设有能将所述超声波探头42罩住的超声波护罩43。设有超声波护罩43,能有效保护超声波探头42,延长使用寿命。
兼于判断的精准度和成本控制,本实施例中,所述超声波探头42的数量优选为两个。其它实施例中,为进一步提高精准度,所述超声波探头42的数量可以设置在三个或更多个。然而设置相应数量的横杆412即可。
所述弯折接触线3包括依次连接的第一水平延伸部31、弯折部32和第二水平延伸部33,该第二水平延伸部33与第一水平延伸部31不在同一水平高度上;所述弯折接触线3的横截面外形轮廓呈“工”字形。整体结构强度大,稳定性高,不仅确保与滑板良好接触性,还有效延长了使用寿命。
本发明中,所述第一水平延伸部31与第二水平延伸部33的水平间隔距离h为30毫米。其它实施例中,可以根据使用要求,将所述第一水平延伸部31与第二水平延伸部33的水平间隔距离h设置为20~40毫米。
弯折接触线3采用弯折结构设计,能让受电弓检测装置7较好拍摄滑板的上部分和下部分图像,然后通过中间重合部分进行图像组合,从而得出滑板的整体磨耗图像,不会有疏漏部分,有效解决接触网线对滑板进行阻挡的问题,方便更为清楚的、直观的、准确的得出滑板的磨耗情况,避免出现误判,以有效制定滑板更换计划,及时发现受电弓的运行故障,确保行车安全。
所述受电弓检测装置7包括两分别与所述PLC相连接的扫描检测组件,两扫描检测组件对应设置在与其对应第一水平延伸部31或第二水平延伸部33的一侧;所述扫描检测组件包括闪光灯71、激光器72、第一工业相机73和第二工业相机74,所述第一工业相机73和激光器72设置在所述第一水平延伸部31或第二水平延伸部33的上侧边位置,所述第二工业相机74和闪光灯71设置在所述第一水平延伸部31或第二水平延伸部33的下侧边位置。
所述自动开关防护门8包括直线轴81、开合门体82、直线驱动装置83和分别与该直线驱动装置83相连接的第一感应器84和第二感应器85,所述开合门体82对应所述检测窗21的位置活动设置在所述检测箱体2上,所述直线驱动装置83设置在所述检测箱体2内,并通过所述直线轴81与所述开合门体82相连接,所述第一感应器84对应所述开合门体82关闭时的位置设置在所述检测箱体2上,所述第二感应器85对应所述开合门体82打开时的位置设置在所述检测箱体2上。
所述直线驱动装置83包括电机831及与该电机831相连接的减速机832,该减速机832与所述直线轴81相连接。
本实施例中,所述开合门体82优选为一铝合金板体。其它实施例中,该开合门体82可以为其它材质的板体,如铜板、不锈钢板等。
本实施例中,所述直线轴81为一不锈钢杆。其它实施例中,该直线轴81可以为其它材质的杆体,如铜杆、铝合金杆体等。
所述侧向接触压力测量装置6包括固定座66、接触线安装组件61、传动杆62、直线轴承63、压力感应组件64和撑管65,所述传动杆62通过直线轴承63活动设置在所述固定座66上,且该传动杆62的两端从所述固定座66中伸出,所述接触线安装组件61设置在该传动杆62的一端,所述压力感应组件64对应所述传动杆62的位置通过所述撑管65设置在固定座66上,且与该传动杆62的另一端相连接。所述接触线安装组件61包括接触线压板611、绝缘子钢体612和绝缘子613,所述接触线压板611通过绝缘子钢体612设置在所述绝缘子613的一侧上,该绝缘子613的另一侧设有安装螺纹,且在所述传动杆62上设有与该安装螺纹相适配的螺纹适配部621;所述固定座66包括安装板661及设置在该安装板661上的轴承座662,所述撑管65的一端套设在该轴承座662上;所述压力感应组件64包括压力传感器641、闷板642和球头643,该球头643通过所述闷板642设置在所述传动杆62的另一端上,所述压力传感器641设置在所述撑管65的另一端,且与所述球头643相抵触。侧向接触压力测量装置6结构设计巧妙、合理,工作时,接触线所受的压力经传动杆62传给压力感应组件64,由于加设有直线轴承63,将传统的滑动摩擦转变为滚动磨擦,大大减小各组件之间的相对运动摩擦力,整个检测过程快速、灵活,从整体上提高了产品的测量的精确度与稳定性,有利于检测人员及时、迅速地评估受电弓跟接触线的挤压程度,能更好的辅助轻轨列车运行,保证行驶安全。
本实施例中,在线式单轨车受电弓监测系统还包括与所述PLC相连接的车号识别系统9,该车号识别系统9包括车号天线91、天线座92及车号识别装置,该车号识别装置设置在所述天线座92内,所述车号天线91设置在所述天线座92上,并与所述车号识别装置相连接。
工作时,当双超声波检测装置4检测到车辆信息时,发送来车信号至PLC,PLC控制自动开关防护门8打开检测窗21;同时车号识别装置开始预备工作;侧向接触压力测量装置6开始采集受电弓跟接触线之间的压力信息;当位于前方位置的光电开关5检测到单轨车到来时,启动位于第二水平延伸部33一侧的扫描检测组件对滑板进行拍摄,并将图像信息传给PLC;当单轨车行驶至后方位置的光电开关5检测时,该光电开关5启动位于第一水平延伸部31一侧的扫描检测组件对滑板进行拍摄,并将图像信息传给PLC;然后通过PLC对中间重合部分进行图像组合,从而得出滑板的整体磨耗图像,不会有疏漏部分,有效解决接触网线对滑板进行阻挡的问题,方便更为清楚的、直观的、准确的得出滑板的磨耗情况。同时,车号识别系统9读取车号相关信息。30秒后PLC开始发送离车信号,控制自动开关防护门8关闭检测窗21;此时线式单轨车受电弓监测系统开始分析压力信息,分析受电弓磨耗、中心偏移和倾斜等信息;并将信息数据保存在指定的硬盘中,同时提取车号相关信息。1分钟后系统复位,进入下趟车检测。
根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此,本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。如本发明上述实施例所述,采用与其相同或相似的结构而得到的其它监测系统,均在本发明保护范围内。

Claims (10)

1.一种在线式单轨车受电弓监测系统,其特征在于,其包括设置在钢轨上的检测箱体、弯折接触线、PLC及分别与该PLC相连接的双超声波检测装置、光电开关、侧向接触压力测量装置、受电弓检测装置和自动开关防护门,所述PLC和受电弓检测装置设置在所述检测箱体内,并在该检测箱体上设有与所述受电弓检测装置相对应的检测窗,所述自动开关防护门设置在该检测窗上,所述光电开关设置在检测窗一侧,所述弯折接触线通过侧向接触压力测量装置设置在所述检测箱体上,并正对所述检测窗,所述双超声波检测装置对应来车方向设置在检测箱体的前方位置;所述弯折接触线包括依次连接的第一水平延伸部、弯折部和第二水平延伸部,该第二水平延伸部与第一水平延伸部不在同一水平高度上。
2.根据权利要求1所述的在线式单轨车受电弓监测系统,其特征在于,所述双超声波检测装置包括支架和两超声波探头,所述支架包括一支柱及两横杆,两横杆水平间隔并排在所述支柱的上部,两超声波探头对应设置在与其相对应的横杆上;所述双超声波检测装置与所述检测箱体的距离为10~30米。
3.根据权利要求2所述的在线式单轨车受电弓监测系统,其特征在于,两横杆水平间隔距离为400~600毫米;所述横杆上设有能将所述超声波探头罩住的超声波护罩。
4.根据权利要求1所述的在线式单轨车受电弓监测系统,其特征在于,所述第一水平延伸部与第二水平延伸部的水平间隔距离为20~40毫米;所述弯折接触线的横截面外形轮廓呈“工”字形。
5.根据权利要求4所述的在线式单轨车受电弓监测系统,其特征在于,所述受电弓检测装置包括两分别与所述PLC相连接的扫描检测组件,两扫描检测组件对应设置在与其对应第一水平延伸部或第二水平延伸部的一侧;所述扫描检测组件包括闪光灯、激光器、第一工业相机和第二工业相机,所述第一工业相机和激光器设置在所述第一水平延伸部或第二水平延伸部的上侧边位置,所述第二工业相机和闪光灯设置在所述第一水平延伸部或第二水平延伸部的下侧边位置。
6.根据权利要求5所述的在线式单轨车受电弓监测系统,其特征在于,所述自动开关防护门包括直线轴、开合门体、直线驱动装置和分别与该直线驱动装置相连接的第一感应器和第二感应器,所述开合门体对应所述检测窗的位置活动设置在所述检测箱体上,所述直线驱动装置设置在所述检测箱体内,并通过所述直线轴与所述开合门体相连接,所述第一感应器对应所述开合门体关闭时的位置设置在所述检测箱体上,所述第二感应器对应所述开合门体打开时的位置设置在所述检测箱体上。
7.根据权利要求6所述的在线式单轨车受电弓监测系统,其特征在于,所述直线驱动装置包括电机及与该电机相连接的减速机,该减速机与所述直线轴相连接;所述开合门体为一铝合金板体;所述直线轴为一不锈钢杆。
8.根据权利要求1所述的在线式单轨车受电弓监测系统,其特征在于,所述侧向接触压力测量装置包括固定座、接触线安装组件、传动杆、直线轴承、压力感应组件和撑管,所述传动杆通过直线轴承活动设置在所述固定座上,且该传动杆的两端从所述固定座中伸出,所述接触线安装组件设置在该传动杆的一端,所述压力感应组件对应所述传动杆的位置通过所述撑管设置在固定座上,且与该传动杆的另一端相连接。
9.根据权利要求8所述的在线式单轨车受电弓监测系统,其特征在于,所述接触线安装组件包括接触线压板、绝缘子钢体和绝缘子,所述接触线压板通过绝缘子钢体设置在所述绝缘子的一侧上,该绝缘子的另一侧设有安装螺纹,且在所述传动杆上设有与该安装螺纹相适配的螺纹适配部;所述固定座包括安装板及设置在该安装板上的轴承座,所述撑管的一端套设在该轴承座上;所述压力感应组件包括压力传感器、闷板和球头,该球头通过所述闷板设置在所述传动杆的另一端上,所述压力传感器设置在所述撑管的另一端,且与所述球头相抵触。
10.根据权利要求1所述的在线式单轨车受电弓监测系统,其特征在于,其还包括与所述PLC相连接的车号识别系统,该车号识别系统包括车号天线、天线座及车号识别装置,该车号识别装置设置在所述天线座内,所述车号天线设置在所述天线座上,并与所述车号识别装置相连接。
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