CN104175885A - 一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置及其方法，包括受电弓、碳滑板，还包括联轴器、角度传感器、处理模块、通讯接口、中央处理单元、步进电机、钢丝绳和碳滑板旋转轴，碳滑板，还包括联轴器、角度传感器、处理模块、通讯接口、中央处理单元、步进电机、钢丝绳依次相连；本发明将角度传感器通过联轴器与受电弓碳滑板相连，从而使角度传感器与受电弓同时转动，测得更加精确的角度，同时根据受电弓的倾斜角度，从而判断碳滑板的磨损状况，及时对受电弓进行检查和更换，避免刮弓的出现，其次还设有步进电机对碳滑板的倾斜角度进行适度的调整，延长碳滑板的使用寿命，节约成本，同时有效的预防铁路事故的发生。

Description

一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置及其方法

技术领域

本发明属于电路设计领域，具体涉及一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置及其方法。

背景技术

受电弓也称集电弓，还称之为输电架，是让电气化铁路车辆从高架电缆取得电力的设备的统称。一般可分为单臂弓和双臂弓两种，均由集电头、上框架、下臂杆（双臂弓用下框架）、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成，受电弓的弓头上装有可以拆卸的碳或粉末合金的导电性滑板，与接触网相接触取电。

随着铁路事业的发展，高铁、动车的应用也越来越多，列车从高架电缆中取电都需要通过受电弓和碳滑板，近年来，铁路事故时有发生，造成了大量的人员伤亡和巨大的经济损失，给国家和人民造成了不可挽回的局面，很大部分原因是因为受电弓出现故障不能及时发现而导致的。

受电弓在列车运行的过程中，会出现碳滑板磨耗过快的问题，许多新建铁路的接触网剖面底部为圆弧形，且很多接触线表面过于坚硬，容易导致碳滑板磨损；弓网之间要求始终有一定的接触压力以保证机车受流状况良好，当接触压力过小甚至为零时，受电弓碳滑板会脱离接触网而发生离线，在离线的瞬间会产生火花或电弧，增加了接触导线和受电弓碳滑板的电磨损，缩短使用寿命。

碳滑板偏磨也是影响碳滑板寿命的重要原因之一，碳滑板偏磨的时候容易导致碳滑板磨透，从而使碳滑板形成沟豁卡滞接触线而造成刮弓，刮弓的出现容易损坏受电弓，使列车供电不足或者直接无法运行，甚至受电弓会刮断接触线，使整个运行线路都不能供电，从而造成更大的损失，所以如何检测受电弓碳滑板的工作已成为预防列车事故发生急需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置及其方法，将角度传感器通过联轴器与受电弓碳滑板相连，从而使角度传感器与受电弓同时转动，测得更加精确的角度，同时根据受电弓的倾斜角度，从而判断碳滑板的磨损状况，及时对受电弓进行检查和更换，避免刮弓的出现，其次还设有步进电机对碳滑板的倾斜角度进行适度的调整，延长碳滑板的使用寿命，节约成本，同时有效的预防铁路事故的发生。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置，包括受电弓、碳滑板，还包括联轴器、角度传感器、处理模块、通讯接口、中央处理单元、步进电机、钢丝绳和碳滑板旋转轴，

碳滑板通过联轴器与受电弓相连，联轴器包括主动轴和从动轴，角度传感器与联轴器的主动轴相连；

角度传感器的数据输出端与处理模块的数据输入端相连，处理模块的数据输出端通过通讯接口与中央处理单元的数据输入相连；

中央处理单元的脉冲输出端与步进电机的信号控制端相连，步进电机通过钢丝绳与碳滑板的旋转轴相连。

作为本发明的进一步优化方案，还包括屏蔽线，角度传感器通过屏蔽线与处理模块相连，处理模块通过屏蔽线与通讯接口相连，通讯接口通过屏蔽线与中央处理单元相连。

作为本发明的进一步优化方案，所述角度传感器对受电弓碳滑板角度的测量间隔时间为六分之一秒。

作为本发明的进一步优化方案，还包括蓝牙发射模块、蓝牙接收模块和终端处理器，蓝牙发射模块与中央处理单元相连，蓝牙接收模块与终端处理器相连，中央处理单元通过蓝牙发射模块将收到的数据发射出去，蓝牙接收模块接收数据并送入终端处理器。

一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置的方法，适用上述的一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置，包括如下步骤：

步骤一：碳滑板的旋转轴带动联轴器转动，角度传感器将测得角度数据转换为模拟电信号，并通过屏蔽线发送给处理模块；

步骤二：处理模块预设有标准的角度数据的阈值范围，将收到的角度数据与标准角度数据进行比较和判断，如果收到的角度数据处于阈值范围，说明碳滑板正常；如果收到的角度数据不在预设的阈值范围内，说明碳滑板出现了一定的损伤，处理模块将角度数据发送给中央处理单元；

步骤三：中央处理单元根据收到的角度数据计算碳滑板的偏移角度，并将计算得出的偏移角度转换为对应的脉冲信号，中央处理单元将脉冲信号发送给步进电机；

步骤四：步进电机收到脉冲信号后转动相应的角度，通过带动钢丝绳拉动碳滑板进行相应角度的调整。

作为本发明的进一步优化方案，还包括报警模块，所述报警模块与中央处理单元相连，中央处理单元收到的角度数据超过设定的二级阈值，中央处理单元触发报警模块。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

第一、 本发明将角度传感器通过联轴器与受电弓碳滑板相连，从而使角度传感器与受电弓同时转动，测得更加精确的角度；

第二、 本发明根据受电弓的倾斜角度，从而判断碳滑板的磨损状况，及时对受电弓进行检查和更换，避免刮弓的出现；

第三、 本发明设有步进电机对碳滑板的倾斜角度进行适度的调整，延长碳滑板的使用寿命，节约成本，同时有效的预防铁路事故的发生。

附图说明

图1是本发明的模块连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明公开一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置，如图1所示，包括受电弓、碳滑板，还包括联轴器、角度传感器、处理模块、通讯接口、中央处理单元、步进电机、钢丝绳和碳滑板旋转轴，

碳滑板通过联轴器与受电弓相连，联轴器包括主动轴和从动轴，角度传感器与联轴器的主动轴相连；

角度传感器的数据输出端与处理模块的数据输入端相连，处理模块的数据输出端通过通讯接口与中央处理单元的数据输入相连；

中央处理单元的脉冲输出端与步进电机的信号控制端相连，步进电机通过钢丝绳与碳滑板的旋转轴相连。

列车在行进的过程中，会存在大量的杂波干扰，所以作为本发明的进一步优化方案，还包括屏蔽线，角度传感器通过屏蔽线与处理模块相连，处理模块通过屏蔽线与通讯接口相连，通讯接口通过屏蔽线与中央处理单元相连；使用屏蔽线可有效的减少信号的干扰，有利于本发明测量的准确性。

为了保证对碳滑板角度的及时精确的掌握，作为本发明的进一步优化方案，所述角度传感器对受电弓碳滑板角度的测量间隔时间为六分之一秒。

当碳滑板出现了很严重的损伤时，此刻需要停止列车的运行及时的更换碳滑板，所以需要及时的通知列车管理人员，作为本发明的进一步优化方案，还包括蓝牙发射模块、蓝牙接收模块和终端处理器，蓝牙发射模块与中央处理单元相连，蓝牙接收模块与终端处理器相连，中央处理单元通过蓝牙发射模块将收到的数据发射出去，蓝牙接收模块接收数据并送入终端处理器；终端处理器为列车的监控设备，采用蓝牙接收、发射模块，可有效的进行数据的传输，同时还可直观的通过监控设备了解碳滑板的工作状态。

一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置的方法，适用上述的一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置，包括如下步骤：

步骤一：碳滑板的旋转轴带动联轴器转动，角度传感器将测得角度数据转换为模拟电信号，并通过屏蔽线发送给处理模块；

步骤二：处理模块预设有标准的角度数据的阈值范围，将收到的角度数据与标准角度数据进行比较和判断，如果收到的角度数据处于阈值范围，说明碳滑板正常；如果收到的角度数据不在预设的阈值范围内，说明碳滑板出现了一定的损伤或者角度倾斜，处理模块将角度数据发送给中央处理单元；

步骤三：中央处理单元根据收到的角度数据计算碳滑板的偏移角度，并将计算得出的偏移角度转换为对应的脉冲信号，中央处理单元将脉冲信号发送给步进电机；

步骤四：步进电机收到脉冲信号后转动相应的角度，通过带动钢丝绳拉动碳滑板进行相应角度的调整。

作为本发明的进一步优化方案，还包括报警模块，所述报警模块与中央处理单元相连，中央处理单元收到的角度数据超过设定的二级阈值，中央处理单元触发报警模块，二级阈值根据碳滑板磨损的角度处于导致列车可能处于的危险等级状态而设定，此种情况一旦出现，说明碳滑板已不能进行使用，否则容易导致严重的列车事故，所以要进行报警并停车检查更换碳滑板。

以上所述，仅是本实用较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本实用技术实质，在本实用精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置，包括受电弓、碳滑板，其特征在于：还包括联轴器、角度传感器、处理模块、通讯接口、中央处理单元、步进电机和钢丝绳；

碳滑板通过联轴器与受电弓相连，联轴器包括主动轴和从动轴，角度传感器与联轴器的主动轴相连；

角度传感器的数据输出端与处理模块的数据输入端相连，处理模块的数据输出端通过通讯接口与中央处理单元的数据输入相连；

中央处理单元的脉冲输出端与步进电机的信号控制端相连，步进电机通过钢丝绳与碳滑板的旋转轴相连。

2.如权利要求1所述的一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置，其特征在于：还包括屏蔽线，角度传感器通过屏蔽线与处理模块相连，处理模块通过屏蔽线与通讯接口相连，通讯接口通过屏蔽线与中央处理单元相连。

3.如权利要求1或2所述的一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置，其特征在于：所述角度传感器对受电弓碳滑板角度的测量间隔时间为六分之一秒。

4.如权利要求3所述的一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置，其特征在于：还包括蓝牙发射模块、蓝牙接收模块和终端处理器，蓝牙发射模块与中央处理单元相连，蓝牙接收模块与终端处理器相连，中央处理单元通过蓝牙发射模块将收到的数据发射出去，蓝牙接收模块接收数据并送入终端处理器。

5.一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置的方法，适用于1-4权利要求所述的一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：碳滑板的旋转轴带动联轴器转动，角度传感器将测得角度数据转换为模拟电信号，并通过屏蔽线发送给处理模块；

步骤二：处理模块预设有标准的角度数据的阈值范围，将收到的角度数据与标准角度数据进行比较和判断，如果收到的角度数据处于阈值范围，说明碳滑板正常；如果收到的角度数据不在预设的阈值范围内，说明碳滑板出现了一定的损伤，处理模块将角度数据发送给中央处理单元；

步骤三：中央处理单元根据收到的角度数据计算碳滑板的偏移角度，并将计算得出的偏移角度转换为对应的脉冲信号，中央处理单元将脉冲信号发送给步进电机；

步骤四：步进电机收到脉冲信号后转动相应的角度，通过带动钢丝绳拉动碳滑板进行相应角度的调整。

6.如权利要求5所述的一种受电弓碳滑板倾角测量监控装置的方法，其特征在于：还包括报警模块，所述报警模块与中央处理单元相连，中央处理单元收到的角度数据超过设定的二级阈值，中央处理单元触发报警模块。