CN104442916B - 下接触式地铁接触轨轨道检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轨道检测技术领域，尤其涉及一种下接触式地铁接触轨轨道检测系统，包括检测系统以及用于为所述检测系统供电的电源系统，所述检测系统包括编码器、激光光电传感器、视觉传感器、上位机、测距传感器以及可编程控制器，所述编码器与所述可编程控制器连接，所述激光光电传感器分别与所述视觉传感器和可编程控制器信号连接，所述视觉传感器分别与所述上位机和可编程控制器连接。本发明结构简单，检测参数直观、有效，检测方法简单，响应速度快，能反映接触轨故障的前期性状；自动检测替代人工检测，用人少、劳动强度降低，只需1人即可完成。

Description

下接触式地铁接触轨轨道检测系统
技术领域
本发明涉及轨道检测技术领域，尤其涉及一种下接触式地铁接触轨轨道检测系统。
背景技术
下接触式地铁接触轨最大截面积约0.01平方米、单根长度约15米，90-120米为一个铆段，每个铆段两端接触轨与支架固定联结形成两个铆结，每个铆段的正中间是一个膨胀接头，其他位置是间隔约5米的活动头支架。接触轨长径比很大，在工作、环境温度、外力等因素影响下容易产生变形。接触轨变形产生故障的最初表现是支架左右倾斜，继而导致支架损坏，因此若在支架变形初期尽早发现问题，对接触轨维护具有非常重要的意义。另外，接触轨受流面的直线度误差也是影响接触轨工作的一个重要参数。目前，对接触轨的检测均采用人工步行、眼看的方法进行，检测速度低、精度差（人正常步行速度3-5KM/小时，还需要大量辅助时间）。现有接触轨检测车/装置/系统多是检测相邻走行轨内侧与接触轨受流面水平和垂直方向的距离，实时读取检测数据，检测数据不记录、不存储、不分析，无法实现离线分析和预测，这类检测车/装置/系统多在接触轨安装时使用，如中国专利公开了一种接触轨检测轨道手推车，专利号：201410226931.3，以保证接触轨的安装质量，虽然采用了机械进行检测，但是此种检测车是用在轨道安装上并不适用于后期的检测，如用在维护维修中，检测到该参数超差时支架已经出现问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种下接触式地铁接触轨轨道检测系统，可人工设置检测参数的允差范围，可查询、显示、打印故障位置列表，可储存和查询历史检测数据，可进行离线分析和状态预测。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种下接触式地铁接触轨轨道检测系统，其特征在于：包括检测系统以及用于为所述检测系统供电的电源系统，所述检测系统包括编码器、激光光电传感器、视觉传感器、上位机、测距传感器以及可编程控制器；
所述编码器与所述可编程控制器连接，用于向可编程控制器发出位移脉冲，可编程控制器实时读取编码其的位置信息并传给上位机，记录检测车的运行距离或位置；
所述激光光电传感器分别与所述视觉传感器和可编程控制器信号连接，所述激光光电传感器用于寻找支架的位置并向视觉传感器发出一个脉冲信号；
所述视觉传感器分别与所述上位机和可编程控制器连接，所述视觉传感器接收到所述激光光电传感器发出的脉冲信号后，视觉传感器拍摄支架垂直度形态的图片信息，同时触发可编程控制器读取此时所述编码器发出的该支架位置信息，支架垂直度形态的图片信息通过以太网传至上位机，支架的位置信息通过可编程控制器的A/D模块传至上位机，并一一对应地存入上位机历史数据库，同时视觉传感器对每张图片信息中的支架进行垂直度判断，当判断支架垂直度超过设定值±5°时视觉传感器发出一个ERROR信号给可编程控制器；
所述可编程控制器用于接收所述视觉传感器发出的ERROR信号，并读取此时编码器的位置信息，通过串行口传至上位机，上位机界面实时显示支架垂直度故障位置；
所述激光测距传感器用于检测传感器安装位置到受流面的距离，可编程控制器按跨距1000mm扫描，连续读取3个测点的数据作为一组，3个测点的间距为100mm，检测数据以模拟量形式输入到可编程控制器的A/D模块，并通过串行口全部存入上位机历史数据库，同时可编程控制器对一组3个检测数据进行判断，当判断2个及以上测点的检测数据超过设定值±5mm时认定超差，超差信号传至上位机，上位机实时显示直线度超差位置；
所述上位机用于显示和打印故障列表、查询历史数据，根据历史数据进行支架和接触轨状态发展趋势分析，以及根据现场具体情况修改支架垂直度和受流面直线度允许误差的设定值。
优选地，还包括驱动系统，用于驱动车辆行驶，其包括直流电机以及用于调节直流电机转速的直流调速装置。
优选地，所述电源系统包括主电源以及变压模块，主电源为48V电压，与直流调速装置连接；变压模块与所述主电源连接，将主电源转换成24V电压，用于为所述检测系统供电。
本发明结构简单，检测参数直观、有效，检测方法简单，响应速度快，能反映接触轨故障的前期性状；自动检测替代人工检测，用人少、劳动强度降低，只需1人即可完成；可在连续行走时检测，可实时显示检测结果，提示现场维修，也可记录历史数据进行离线查询、分析，进行状态预测诊断和维护，可有效提高维护维修的管理水平和工作效率；可针对不同现场根据实际情况设置支架垂直角度和受流面直线度误差的允差范围；利用激光光电传感器寻找支架位置，直接出发高速视觉传感器，读取支架形态数据，激光测距传感器读取数据3个一组判断处理，在很大程度上避免了偶然误差的影响。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图1所示，一种下接触式地铁接触轨轨道检测系统，包括环形编码器、激光光电传感器、视觉传感器、激光测距传感器、上位机及检测软件，通过信号采集、传输、存储、分析得出并显示检测结果。检测车运动时，编码器随发出位移脉冲，可编程序控制器实时读取编码其的位置信息传给上位机，记录检测车的运行距离或位置；激光光电传感器寻找到支架位置发出一个脉冲信号，触发视觉传感器拍摄支架图片信息，同时触发可编程序控制器读取支架位置信息，支架图片信息通过以太网传至上位机，支架位置信息通过可编程序控制器的A/D模块传至上位机，并一一对应地存入上位机历史数据库，同时视觉传感器对每张图片进行垂直度判断，当判断支架垂直度超过设定值±5°时视觉传感器发出一个ERROR信号给可编程序控制器，可编程序控制器读取此时编码器的位置信息，通过串行口传至上位机，上位机界面实时显示支架垂直度故障位置；激光测距传感器检测传感器安装位置到受流面的距离，可编程序控制器按跨距1000mm扫描，连续读取3个测点的数据作为一组，3个测点的间距为100mm，检测数据以模拟量形式输入到可编程序控制器的A/D模块，并通过串行口全部存入上位机历史数据库，同时可编程序控制器对一组3个检测数据进行判断，当判断2个及以上测点的检测数据超过设定值±5mm时认定超差，超差信号传至上位机，上位机实时显示直线度超差位置。上位机检测软件可显示和打印故障列表，可查询历史数据，可根据历史数据进行支架和接触轨状态发展趋势分析。另外，可根据现场具体情况修改支架垂直度和受流面直线度允许误差的设定值。
本发明结构简单，检测参数直观、有效，检测方法简单，响应速度快，能反映接触轨故障的前期性状；自动检测替代人工检测，用人少、劳动强度降低，只需1人即可完成；可在连续行走时检测，可实时显示检测结果，提示现场维修，也可记录历史数据进行离线查询、分析，进行状态预测诊断和维护，可有效提高维护维修的管理水平和工作效率；可针对不同现场根据实际情况设置支架垂直角度和受流面直线度误差的允差范围；利用激光光电传感器寻找支架位置，直接出发高速视觉传感器，读取支架形态数据，激光测距传感器读取数据3个一组判断处理，在很大程度上避免了偶然误差的影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1. 一种下接触式地铁接触轨轨道检测系统，包括检测系统以及用于为所述检测系统供电的电源系统，其特征在于：所述检测系统包括编码器、激光光电传感器、视觉传感器、上位机、测距传感器以及可编程控制器；
所述编码器与所述可编程控制器连接，用于向可编程控制器发出位移脉冲，可编程控制器实时读取编码其的位置信息并传给上位机，记录检测车的运行距离或位置；
所述激光光电传感器分别与所述视觉传感器和可编程控制器信号连接，所述激光光电传感器用于寻找支架的位置并向视觉传感器发出一个脉冲信号；
所述视觉传感器分别与所述上位机和可编程控制器连接，所述视觉传感器接收到所述激光光电传感器发出的脉冲信号后，视觉传感器拍摄支架垂直度形态的图片信息，同时触发可编程控制器读取此时所述编码器发出的该支架位置信息，支架垂直度形态的图片信息通过以太网传至上位机，支架的位置信息通过可编程控制器的 A/D 模块传至上位机，并一一对应地存入上位机历史数据库，同时视觉传感器对每张图片信息中的支架进行垂直度判断，当判断支架垂直度超过设定值 ±5°时视觉传感器发出一个 ERROR 信号给可编程控制器；
所述可编程控制器用于接收所述视觉传感器发出的 ERROR 信号，并读取此时编码器的位置信息，通过串行口传至上位机，上位机界面实时显示支架垂直度故障位置；
所述激光测距传感器用于检测传感器安装位置到受流面的距离，可编程控制器按跨距1000mm扫描，连续读取 3个测点的数据作为一组，3个测点的间距为 100mm，检测数据以模拟量形式输入到可编程控制器的 A/D 模块，并通过串行口全部存入上位机历史数据库，同时可编程控制器对一组 3 个检测数据进行判断，当判断 2 个及以上测点的检测数据超过设定值 ±5mm 时认定超差，超差信号传至上位机，上位机实时显示直线度超差位置；
所述上位机用于显示和打印故障列表、查询历史数据，根据历史数据进行支架和接触轨状态发展趋势分析，以及根据现场具体情况修改支架垂直度和受流面直线度允许误差的设定值。
2. 根据权利要求 1 所述的下接触式地铁接触轨轨道检测系统，其特征在于：还包括驱动系统，用于驱动车辆行驶，其包括直流电机以及用于调节直流电机转速的直流调速装置。
3. 根据权利要求 1 或 2 所述的下接触式地铁接触轨轨道检测系统，其特征在于：所述电源系统包括主电源以及变压模块，主电源为 48V 电压，与直流调速装置连接；变压模块与所述主电源连接，将主电源转换成 24V 电压，用于为所述检测系统供电。
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