CN107380206A - 接触网几何参数自动调整的执行装置及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种接触网几何参数自动调整的执行装置，至少包括机架，其包括两条平行柱组成的挽臂结构、固设于平行柱上的导轨以及固定挽臂结构的连接架；通过滑块设于水平导轨上的基座；竖直调整机构，包括设于基座的伺服电机、连接伺服电机输出轴的第一传动机构、以及通过第一传动机构带动其进行竖向移动的滑动螺杆，滑动螺杆连接接触网；以及，水平调整机构，包括水平伺服电机、连接水平伺服电机输出轴的第二传动机构、以及与水平导轨平行的水平滑动螺杆；水平滑动螺杆固定于连接架上并经第二传动机构带动进行旋转，水平滑动螺杆上设有限位套，限位套与所述基座固定连接；该执行装置控制精度高，接触网移动过程平滑、无损伤。
Description
技术领域
本发明涉及轨道测量技术领域，具体为一种接触网几何参数自动调整的执行装置，以及用于接触线和承力索的导高和拉出值的自动调整系统。
背景技术
铁路及城轨装备试验是人们在装备论证、设计、研制、生产、使用过程中进行的一项重要的实践活动。随着现代高技术铁路及城轨装备的快速发展，种类日益增多，结构日趋复杂，技术更加密集，对试验要求越来越高。为了检查全系统总体方案设计的正确性、协调性，验证单机产品的技术参数和性能指标是否满足设计要求；检验静态调试内容的合理性；考核系统间的匹配和工作协调性，各型号机车车辆在研制完成后均需进行型式试验、验收试验以及匹配性试验。其试验的测试覆盖性、测试的有效性以及测试结果的真实性将严重影响对该系统的评估，进而影响对该型号设备交付和使用的决策。
然而，目前随着6C系统技术的快速发展，标定试验往往在室内完成，存在难以模拟和复现现场环境、数据的动态准确性难以验证的客观缺点。6C系统标定试验过程中试验主体和试验客体之间的矛盾、试验能力与装备发展不适应等基本矛盾尤为突出，试验方法、试验手段以及试验接口协调、试验数据可视化、试验质量控制等试验管理还存在一定的缺陷。
目前，图像分析法越来越多地应用于接触网的异常分析，如专利CN201410612799公开的一种接触网图像采集装置及接触网检测系统；但是，现有的接触网检测分析系统存在处于高压系统中的关键参数调整无法实现自动化调整，动态标定单一，以及试验管理不全等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提出一种接触网几何参数自动调整的执行装置，通过设置水平调整机构和竖直调整机构传动部分，由伺服电机驱动，通过蜗轮蜗杆、滑动螺杆传动进行调整，即将旋转运动转化为直线往复运动；该执行装置结构刚度强，其调整接触网几何参数的控制精度高，接触网移动过程平滑、无损伤。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下所述。
一种接触网几何参数自动调整的执行装置，所述装置至少包括
机架，包括两条平行柱组成的挽臂结构、固设于平行柱上的导轨以及固定所述挽臂结构的连接架；
通过滑块设于所述水平导轨上的基座；
竖直调整机构，包括设于基座的伺服电机、连接所述伺服电机输出轴的第一传动机构、以及通过所述第一传动机构带动其进行竖向移动的滑动螺杆，所述滑动螺杆连接接触网；
以及，水平调整机构，包括水平伺服电机、连接所述水平伺服电机输出轴的第二传动机构、以及与所述水平导轨平行的水平滑动螺杆；所述水平滑动螺杆固定于所述连接架上并经所述第二传动机构带动进行旋转，所述水平滑动螺杆上设有限位套，所述限位套与所述基座固定连接。
本发明执行装置结构能加强动力传动的稳定性，增强系统调整的平稳性和同步性，提高电机调整的精度。
本发明另一方面还公开了一种接触网几何参数自动调整装置，所述装置至少包括
架体，至少包括一立杆；
接触线挽臂支撑机构和承力索挽臂支撑机构，两者均为两条平行柱构造且连接于所述立杆上；
绝缘体，设于与所述立杆连接的挽臂支撑机构端部；
执行装置，包括分别设于所述接触线挽臂支撑机构上的接触线调整装置和设于所述承力索挽臂支撑机构上的承力索调整装置，所述接触线调整装置的竖直调整机构底部挂有接触线，所述承力索调整装置的竖直调整机构底部挂有承力索；
所述接触线调整装置和承力索调整装置的电机电源线上均连接有隔离变压器。
本发明再一方面公开了一种接触网几何参数自动调整系统，所述系统至少包括
执行单元，包括接触线调整装置和承力索调整装置，分别用于接触线和承力索的导高拉出值的调整；
电源，供低压直流电于所述执行单元；
高压隔离单元，由连接电源的隔离变压器构成，实现所述执行单元的高压隔离；
以及，与所述执行单元连接的控制系统，用于向所述执行单元下达接触网和承力索的调整指令。
本发明接触网几何参数自动调整系统用于接触线的导高和拉出值的自动调整，基于ARM M0芯片的控制系统和通信系统具有精度高、稳定性好的特点，结构简单，通信方便，各模块间相互独立易于安装调试。
附图说明
图1为本发明执行装置一种实施方式的结构示意图；
图2为本发明执行装置另一种实施方式的结构示意图；
图3为机架一种实施方式的结构示意图；
图4为竖直调整机构一种实施方式的结构示意图；
图5为第一传动机构的一种实施方式的结构示意图；
图6为滑动螺杆与上下基座连接的一种实施方式的结构示意图；
图7为水平滑动螺杆的双头螺母实施方式的结构示意图；
图8为本发明线夹机构一种实施方式的结构示意图；
图9为滑动螺杆与连接杆连接的一种实施方式的结构示意图；
图10为本发明挽臂式调整装置的结构示意图；
图11为本发明龙门式调整装置的结构示意图；
图12为本发明检测部分的三角图像原理图；
图13为本发明手动控制系统的结构示意图；
图14为本发明自动控制系统的结构示意图；
图15为自动控制系统的驱动部分结构示意图；
图16为自动控制系统的软件驱动流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明接触网几何参数自动调整执行装置及自动调整系统的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围；有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各权利要求限定。
本发明的一种接触网几何参数自动调整的执行装置，如图1所述，所述装置包括
机架，包括两条平行柱组成的挽臂结构10，固设于平行柱上的导轨11以及固定所述挽臂结构10的连接架15；
通过滑块12设于所述水平导轨11上的基座20；
竖直调整机构，包括设于基座20的伺服电机30、连接所述伺服电机30输出轴的第一传动机构、以及通过所述第一传动机构带动其进行竖向移动的滑动螺杆31，所述滑动螺杆31连接接触网；以及
水平调整机构，包括水平伺服电机40、连接所述水平伺服电机40输出轴的第二传动机构、以及与所述水平导轨11平行的水平滑动螺杆41；所述水平滑动螺杆41固定于所述连接架15上并经所述第二传动机构带动进行旋转，所述水平滑动螺杆41上设有限位套42，所述限位套42与所述基座20固定连接。
需要说明的是，竖直调整机构在实现滑动螺杆31竖直移动和水平调整机构实现水平滑动螺杆41水平移动的基础上，两者的电机及传动机构可以根据实际情况进行调整。在一些实施例中，所述第一传动机构为将水平旋转动力转化成竖向移动力并传输至滑动螺杆31的传动装置；或者为将竖直旋转动力传输至滑动螺杆31的传动装置。所述第二传动机构为将绕导轨11轴旋转动力传输至水平滑动螺杆41的传动装置；或者为将绕垂直于所述导轨11轴的垂直轴进行旋转的动力转化成沿水平导轨11轴移动的力的传动装置。
本发明接触网几何参数自动调整的执行装置在另一个实施例中，如图2所示，水平调整机构和竖直调整机构传动部分均由伺服电机驱动，然后通过蜗轮蜗杆、滑动螺杆传动进行调整，即将旋转运动转化为直线往复运动。竖直调整机构中滑动螺旋部分，螺母进行转动，螺杆做竖直往复运动。水平调整机构中滑动螺旋部分，螺杆绕定轴转动，螺母做水平往复运动。
图3所示的平行圆柱杆即为挽臂结构10，双挽臂提高机架的整体刚度，并防止调整机构倾覆。挽臂结构10一端或两端通过绝缘子固定在挽臂式或龙门式立柱上，间距可根据实际安装距离适当调整。
具体的竖直调整机构中，所述伺服电机30输出为水平旋转动力，所述第一传动机构为蜗轮蜗杆机构，图5所示，所述蜗轮蜗杆机构包括单头蜗杆32和蜗轮33；所述单头蜗杆32一端与伺服电机3输出轴连接，所述单头蜗杆32上的齿条与所述蜗轮33相啮合，所述蜗轮33套设于所述滑动螺杆31。采用单头蜗杆32，导程角根据实际情况进行调整，以满足自锁要求，当电机处于断电状态时，测量机构仍能够保持原位。单头蜗杆32两端由深沟球轴承支撑，减小阻力，提高运动平稳性。单头蜗杆32一端钻孔、开键槽，与伺服电机30伸出轴连接。在蜗轮33中心设有穿插滑动螺杆31的通孔18，通孔18具有内螺纹结构，当蜗轮22转动时带动所述滑动螺杆31旋转。由图5，即所述蜗轮33横截面上可看出，该蜗轮蜗杆传动相当于齿轮齿条传动。所述通孔18还可通过设置螺母17与所述滑动螺杆31连接，螺母17与蜗轮33采用一体式方案，即在蜗轮33内径处加工螺纹，与滑动螺杆31配合工作，将螺母17绕轴旋转运动转化为螺杆竖直移动。
在一些实施中，基座20封闭的盒体，图4、图6所示，所述基座20为剖分式的上基座21和下基座22封闭而成；所述上基座21和下基座22相对位置设有供所述滑动螺杆31穿过的通孔，所述上基座21通孔和/或下基座22通孔设有轴承24，所述轴承24设有与所述滑动螺杆31相配合的螺纹孔25，所述第一传动机构设于基座20内。具体的方案中，螺母(蜗轮)利用圆锥滚子轴承安装在上基座21和下基座22之间，能够同时承受一定的轴向力和径向力，提高运动的平稳性。
在另一些实施例中，如图4所示，所述滑动螺杆31两端设有固定架35，两个所述固定架35之间连接有导杆36；所述竖直调整机构还包括设于基座20一侧或两对侧的限位环26，所述导杆36穿过所述限位环26。基座20两侧增设导杆36，一方面与上下侧挡板作用，防止滑动螺杆31转动；另一方面增加竖直调整机构的抗弯刚度，提高精度。
在竖直调整机构中，螺旋运动是通过蜗轮(或螺母)和滑动螺杆31的旋合传递运动和动力，可以实现直线运动和旋转运动的相互转换。在调整机构中，滑动螺杆31端部具有特殊结构要求，需要有较好的工艺性，故采用滑动螺旋传动。滑动螺旋机构结构简单，加工方便，易于自锁，运动平稳。需要说明的是，竖直调整机构中的滑动螺杆31、螺母及其螺纹等使用的材质不加限定；而在一些优选实施例中，分别采用钢制螺杆、青铜制螺母和单线梯形螺纹。
本发明水平调整机构在一些实施例中，为使结构紧凑，采用双轴伸伺服电机，置中式安装，而蜗轮蜗杆安装在两侧。如图2，所示所述水平滑动螺杆41为两个，所述水平伺服电机40为设于两个所述导轨11之间或侧边的双轴伸伺服电机，其双轴输出轴动力为垂直于导轨11轴的旋转动力。所述第二传动机构包括分别于所述双轴伺服电机的双轴相连接的第二单头蜗杆44、分别与第二单头蜗杆44上的齿纹相啮合的第二蜗轮43；所述第二蜗轮43与对应的所述水平滑动螺杆41相连接。
所述水平滑动螺杆41两端通过角接触轴承设于连接架15上，所述水平滑动螺杆41套设有水平滑动螺母47，所述水平滑动螺母47采用中间设有垫片的双螺母构成，图7所示，所述限位套42套设于所述水平滑动螺母47。
需要说明的是，在实际应用中，水平滑动螺杆41与第二蜗轮43由键的连接，可将螺杆绕轴转动转化为水平滑动螺母47水平移动。水平滑动螺杆41两端通过角接触轴承安装在连接架15上，可承受较大的轴向力。设备整体重量由导轨和机架承受，水平滑动螺杆41在理想安装情况下不受径向力。水平滑动螺母47采用双螺母垫片调整式方案，利用垫片消除螺纹间的轴向间隙，提高调整机构往复定位精度。
水平滑动螺旋传动机构在一些优选实施例中依然采用钢制螺杆、青铜制螺母和单线梯形螺纹。水平滑动螺杆41做往复运动，且需要较高的定位精度，因此水平滑动螺母47采用双螺母形式，用垫片进行调整螺母与螺杆的接触面，消除螺旋副在往复运动时的定位误差。水平调整机构的水平伺服电机在调整系统中提供稳定可靠的动力来源，为减不中间环节各种磨擦的动力损失，将电机轴和第二单头蜗杆44做成整，加强动力传动的稳定性，增强系统调整的平稳性和同步性。
再一些实施例中，执行装置还包括设于接触网和滑动螺杆31之间的线夹机构50，图8所示，所述线夹机构50包括与滑动螺杆31底部连接的连接杆52和设于所述连接杆52底部的轨道50，所述轨道50的底部开设有T形滑槽51，所述T形滑槽51上设有用于接入接触网的T形滑块53。该方案将线夹顶部做成T形滑块53，可T形滑槽51中滑动，用以适应导线的热胀冷缩变形。
图9所示，所述滑动螺杆31的底部设有用于放置弹簧37的深孔38，所述深孔38的端口设有中部带孔的限位盖39；所述连接杆52的顶部设有横截面大于所述限位盖39的孔的横截面的限位块54，所述限位块54置于限位盖39和弹簧37之间。该方案采用弹簧37和伸缩杆机构缓冲电弓的抬升位移；滑动螺杆31底部钻深孔，放置弹簧37，起缓冲作用。需要说明的是，本发明伸缩杆(即连接杆52)横截面形状不做限定；在该实施例中的优选方案中，伸缩杆为椭圆，长轴与受力方向平行，加强伸缩杆的抗弯刚度，提高控制精度。
本发明公开的一种接触网几何参数自动调整装置，即上述执行装置的机械应用，所述装置包括
架体，至少包括一立杆100；
接触线挽臂支撑机构200和承力索挽臂支撑机构300，两者均为两条平行柱构造且连接于所述立杆110上；
绝缘体400，设于与所述立杆110连接的挽臂支撑机构端部；
执行装置，包括分别设于所述接触线挽臂支撑机构200上的接触线调整装置210和设于所述承力索挽臂支撑机构300上的承力索调整装置310，所述接触线调整装置210的竖直调整机构底部挂有接触线201，所述承力索调整装置310的竖直调整机构底部挂有承力索301。
需要说明的是，本发明调整装置在用于现有技术中各种形式的接触网架体上，包括挽臂式和龙门式的架体。采用双挽臂结构工程量比较小，施工快，可以在现有的工程上进行结构改造；采用龙门架(双立杆)结构则具有更安全，承载力更大，调整范围也更大的优点。
在一个实施例中，图10所示，所述装置采用挽臂式结构。所述架体仅为一个立杆110，所述承力索挽臂支撑机构300的平行柱一端固定于立杆110上；所述接触线挽臂支撑机构210的平行柱一端固定于立杆110上，另一端通过倾斜的支杆500与所述承力索挽臂支撑机构300的平行柱另一端连接。
所述承力索挽臂支撑机构300设于所述接触线挽臂支撑机构200的上方；所述接触线挽臂支撑机构300的平行柱靠近所述立杆110端通过斜挽臂600固定于立杆110上，所述斜挽臂600的一端固定于立柱110上，另一端向上倾斜连接至所述承力索挽臂支撑机构300的下端。
在另一个实施例中，如图11所示，所述装置采用龙门式结构；所述架体为两个平行的立杆110和连接两个立杆110顶端的水平杆120构成，所述承力索挽臂支撑机构300的平行柱两端分别固定于立杆110上，所述接触线挽臂支撑机构200的平行柱两端分别固定于立杆110上。
需要说明的是，本发明调整装置无论是采用双挽臂结构还是龙门式结构，所述挽臂支撑机构与所述立柱110均通过绝缘体连接，调整装置的电机电源线需连接隔离变压器，即所述接触线调整装置210的电机电源线上连接有隔离变压器；所述承力索调整装置310的电机电源线上连接有隔离变压器。
本发明接触网几何参数自动调整装置在另一种改进方式中还可具备检测功能，具体的实现技术为：在本发明调整装置上加设2D传感器，实时检测接触线或承力索相对的二维变化位置。在一个实施例中，2D传感器安装在接触线上方和承力索下方，该处所述的2D传感器可以为摄像装置，根据摄像图像坐标系与物理空间坐标系的对应关系，此时，主要是对面阵相机(即摄像装置)进行标定，确定图像坐标系与物理空间坐标系的对应关系，然后根据三角测距原理测量。为实现三角测距，其还设有激光装置，所述激光装置设于与所述接触线调整装置210和承力索调整装置310所在水平面位置。
所述的三角测距原理如图12所示，其中Y为被测距离，f为成像系统距离，l为发光点中心到透镜的水平距离，即基线长度，L为某一已知距离，在该距离处成像正好位于CCD中心。X为被测距离在CCD上与已知距离在CCD上的像点距离。因此只要测出X，就能测出Y；同理，只要测出Y，就能测出X。
本发明公开的一种接触网几何参数的调整系统第一种实施方法为手动控制系统，如图13所示，所述系统包括
执行单元1，包括接触线调整装置210、承力索调整装置310以及驱动器，所述接触线调整装置210、承力索调整装置310分别用于接触线和承力索的导高拉出值的调整，所述驱动器用于驱动电机运作；
电源2，供低压直流电于所述执行单元1；
高压隔离单元3，由连接电源2的隔离变压器构成，实现所述执行单元1的高压隔离；
以及，与所述执行单元1连接的控制系统4，用于向所述执行单元1下达接触网和承力索的调整指令。
在实际操作中，手动控制是在操作室以摄像机和实物标准为参照，进行手动控制调整。每个伺服电机一个开关，每个开关两个方向控制电机的进退，每个电机需要一个隔离变压器，无其他附加的控制和检测系统，结构简单明了，稳定可靠。
在另一个实施方案中，所述调整系统为自动控制系统。图14所示，在手动控制系统的基础上，还包括检测单元5、数据处理单元6以及通信单元7。
检测单元5包括设于执行单元1上的激光装置和摄像装置，所述激光装置用于指标接触线/承力索的位置，所述摄像装置用于采集接触线/承力索图像并传送给图像处理系统。
数据处理单元6接收检测单元5的监测数据，并经过算法找出承力索和接触线在二维空间中的位置、计算具体数值。该处所述的监测数据为摄像装置拍摄的图像，该图像处理是利用算法，准确找出接触线在二维空间中的位置、计算具体数值并将计算结果传送给通信系统，并传送给控制中心。
通信单元7用于将数据处理单元6计算的导高拉出值结果传输至控制系统；其包括有线或无线通信。其中，无线方式可以降低通信系统高压隔离和复杂性，有利于系统集成和后期维护。
该实施方案中所述控制系统4根据所监测的各种参数分析后下达自动控制指令；并用于接收数据处理单元6处理后的数据，监测前端检测系统发来的数据，记录、显示、绘制曲线、存储、打印及前端设备的管理。
需要说明的时，所述摄像装置为设于所述接触线调整装置210和承力索调整装置310的下方，所述激光装置设于与所述接触线调整装置210和承力索调整装置310所在水平面位置。
在另一些实施方案中，所述检测装置5还包括设于执行单元1上的电压传感器、电流传感器、温度传感器、湿度传感器和状态开关。通过各种传感器检测相关数据，并上传至现场的数据处理单元6，即微控制中心，该微控制中心通过检测数据与设定数据的比对，生成控制信号，发送至驱动器，随后驱动器驱动电流至伺服电机。微控制中心还通过通信系统将检测和控制数据发送至控制台。
自动控制是在手动控制的基础上，增加检测和控制系统，只需要通过控制台设置导高和拉出值，系统自动根据承力索和接触线的高度及检测系统所检测的各种参数进行自动控制，使接触线的导高拉出值达到设定值，仅需认为设置导高和拉出值，其余的自动完成。
再一种实施方式中，控制系统还具有远程操作功能，具体为：在自动控制系统的基础上，还通过通信单元7连接远程客户端8，实现与远程客户端8之间的交互。远程控制使调整导高拉出值可以在办公室，甚至手机上完成，方便快捷，随用随调。
综合本发明控制系统原理和上述技术方案，本发明自动控制部分主要包括下述几个部分：
第一部分高压隔离，可以让检测系统顺利运行在27.5kv高压环境。
第二部分的检测系统利用激光摄像技术(2D)，实时监测导高拉出值的变化图像并传送给数据处理系统。
第三部分进行图像处理和计算导高拉出值，计算出的导高拉出值再通过无线通信系统传给控制中心。
第四部分监测和控制中心收到数据，存储、显示、给制曲线并打印。
需要进一步说明的是，本发明所述的控制系统是整个调整机构的大脑，其自动控制原理为：导高拉出值的调整在于往复运动，利用电流的正反向原理，使电机实现正反转，从而达到利用往复运动的原理实现导高拉出值调整的目的。控制系统的驱动部分结构如图15所示，包括依次连接的单片机、接口、驱动器、步进电机和负载；控制系统的中心部分为单片机，其根据检测数据分析后，通过接口向步进电机(即本发明所述伺服电机)的驱动器下达驱动指令，驱动器驱动步进电机，达到驱动负载的目的。
在一个实施方式中，本发明自动控制系统的软件驱动流程如图16所示，
步骤(1)控制系统上电后读取软硬件配置表；
步骤(2)IO端口初始化、配置及控制模块负责IO端口初始化，保证各开关信号能正常检测；
步骤(3)ADC端口初始化、配置及采集模块负责ADC初始化，确保测距、温度、湿度等辅助传感器信号能正常检测。
步骤(4)通信端口初始化模块负责与无线端口进行通信；
步骤(5)检测电机当前位置；
步骤(6)检测各传感器状态：状态开关检测模块检测负责正确读取状态数据并解析，使控制模块能根据状态数据作出正确的动作；测距和光电编码器检测模块负责读取测距和光电编码器的数据，并准确解析，为控制系统正确的调整提供依据；
步骤(7)向远端报告控制系统当前状态，控制系统依次判断是否收到数据、帧头帧尾验证码是否都正确以及解析的调整数据是否合法，当所有判断都为“Y”时，则进入步骤(8)；
步骤(8)为电机供电，控制电机正反转模块根据算法需求，控制电机的方向，控制电机按步精确旋转模块根据控制算法精确控制电机的运动；
步骤(9)依次判断电机是否到达指定目标、是否到达限位点、是否超载或卡滞，如所有判断均为“Y”时至步骤(11)，均为“N”则至步骤(10)；
步骤(10)向远端报告控制系统当前状态；
步骤(11)断开电机电源，结束调整。
虽然已经示出和描述了本发明的特定实施方案，但是对本领域的技术人员显而易见的是，基于本文的教义，可在不脱离本发明及其更宽方面的情况下作出改变和修改，并且因此，所附的权利要求将在其范围内涵盖所有此类改变和修改，如同在本发明的真实精神和范围内。此外，应当理解本发明仅由所附权利要求限定。本领域的技术人员将理解的是，一般来讲，本文所用的并且特别是在所附权利要求(如，所附权利要求的主体)中的术语通常旨在为“开放式”术语(例如，术语“包括”应被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应被解释为“具有至少”，以及术语“包含”应被解释为“包含但不限于”等)。本领域的技术人员将进一步理解的是，如果有意给出所介绍的权利要求表述的特定数量，则此意图将为在该权利要求中明确表述的，并且在不存在此表述的情况下，不存在此意图。例如，为了有助于理解，以下所附权利要可包含介绍性短语“至少一个(种)”和“一个(种)或多个(种)”的使用以介绍权利要求表述。然而，使用此类短语不应被视为暗示通过不定冠词“一”或“一个(种)”来介绍的权利要求表述将含有此类介绍的权利要求表述的任何特定权利要求限制到只含一个此类表述的发明，即使当相同的权利要求包含介绍性短语“一个(种)或多个(种)”或“至少一个(种)”以及诸如“一”或“一个(种)”的不定冠词也是如此(例如，“一”和/或“一个(种)”通常应被解释为表示“至少一个(种)”和“一个(种)”或“多个(种))”；使用定冠词来介绍权利要求表述时也一样。此外，即使当明确表述了所介绍的权利要求表述的特定数量，本领域的技术人员也将认识到此类表述通常应被视为至少表示所表述的数量(例如，无其他修饰词的仅表述“两个表述”通常表示至少两个表述或者两个或更多个表述)。因此，除了由所附权利要求限制外，本发明不应受其他限制。
Claims (10)
1.一种接触网几何参数自动调整的执行装置，其特征在于，所述装置至少包括
机架，包括两条平行柱组成的挽臂结构(10)、固设于平行柱上的导轨(11)以及固定所述挽臂结构(10)的连接架(15)；
通过滑块(12)设于所述水平导轨(11)上的基座(20)；
竖直调整机构，包括设于基座(20)的伺服电机(30)、连接所述伺服电机(30)输出轴的第一传动机构、以及通过所述第一传动机构带动其进行竖向移动的滑动螺杆(31)，所述滑动螺杆(31)连接接触网；以及
水平调整机构，包括水平伺服电机(40)、连接所述水平伺服电机(40)输出轴的第二传动机构、以及与所述水平导轨(11)平行的水平滑动螺杆(41)；所述水平滑动螺杆(41)固定于所述连接架(15)上并经所述第二传动机构带动进行旋转，所述水平滑动螺杆(41)上设有限位套(42)，所述限位套(42)与所述基座(20)固定连接。
2.如权利要求1所述的接触网几何参数自动调整的执行装置，其特征在于，所述第一传动机构为将水平旋转动力转化成竖向移动力并传输至滑动螺杆(31)的传动装置；或者为将竖直旋转动力传输至滑动螺杆(31)的传动装置；
所述第二传动机构为将绕导轨(11)轴旋转动力传输至水平滑动螺杆(41)的传动装置；或者为将绕垂直于所述导轨(11)轴的垂直轴进行旋转的动力转化成沿水平导轨(11)轴移动的力的传动装置。
3.如权利要求1所述的接触网几何参数自动调整的执行装置，其特征在于，所述伺服电机(30)输出为水平旋转动力，所述第一传动机构为蜗轮蜗杆机构，所述蜗轮蜗杆机构包括单头蜗杆(32)和蜗轮(33)；所述单头蜗杆(32)一端与伺服电机(3)输出轴连接，所述单头蜗杆(32)上的齿条与所述蜗轮(33)相啮合，所述蜗轮(33)通过螺纹配合套设于所述滑动螺杆(31)上；
所述基座(20)为剖分式的上基座(21)和下基座(22)封闭而成；所述上基座(21)和下基座(22)相对位置设有供所述滑动螺杆(31)穿过的通孔，所述上基座(21)通孔和/或下基座(22)通孔设有轴承(24)，所述轴承(24)设有与所述滑动螺杆(31)相配合的螺纹孔(25)，所述第一传动机构设于基座(20)内；
优选的，所述滑动螺杆(31)两端设有固定架(35)，两个所述固定架(35)之间连接有导杆(36)；所述竖直调整机构还包括设于基座(20)一侧或两对侧的限位环(26)，所述导杆(36)穿过所述限位环(26)。
4.如权利要求1所述的接触网几何参数自动调整的执行装置，其特征在于，所述水平滑动螺杆(41)为两个，所述水平伺服电机(40)为设于两个所述导轨(11)之间或侧边的双轴伸伺服电机，其双轴输出轴动力为垂直于导轨(11)轴的旋转动力；
所述第二传动机构包括分别于所述双轴伺服电机的双轴相连接的第二单头蜗杆(44)、分别与第二单头蜗杆(44)上的齿纹相啮合的第二蜗轮(43)；所述第二蜗轮(43)与对应的所述水平滑动螺杆(41)相连接；
所述水平滑动螺杆(41)两端通过角接触轴承设于连接架(15)上，所述水平滑动螺杆(41)套设有水平滑动螺母(47)，所述水平滑动螺母(47)采用中间设有垫片的双螺母构成，所述限位套(42)套设于所述水平滑动螺母(47)。
5.如权利要求1所述的接触网几何参数自动调整的执行装置，其特征在于，还包括设于接触网和滑动螺杆(31)之间的线夹机构(50)，所述线夹机构(50)包括与滑动螺杆(31)底部连接的连接杆(52)和设于所述连接杆(52)底部的轨道(50)，所述轨道(50)的底部开设有T形滑槽(51)，所述T形滑槽(51)上设有用于接入接触网的T形滑块(53)；
所述滑动螺杆(31)的底部设有用于放置弹簧(37)的深孔(38)，所述深孔(38)的端口设有中部带孔的限位盖(39)；所述连接杆(52)的顶部设有横截面大于所述限位盖(39)的孔的横截面的限位块(54)，所述限位块(54)置于限位盖(39)和弹簧(37)之间。
6.一种接触网几何参数自动调整装置，所述装置至少包括
架体，至少包括一立杆(110)；
接触线挽臂支撑机构(200)和承力索挽臂支撑机构(300)，两者均为两条平行柱构造且连接于所述立杆(110)上；
绝缘体(400)，设于与所述立杆(110)连接的挽臂支撑机构端部；
执行装置，包括分别设于所述接触线挽臂支撑机构(200)上的接触线调整装置(210)和设于所述承力索挽臂支撑机构(300)上的承力索调整装置(310)，所述接触线调整装置(210)的竖直调整机构底部挂有接触线(201)，所述承力索调整装置(310)的竖直调整机构底部挂有承力索(301)；
所述接触线调整装置(210)和承力索调整装置(310)的电机电源线上均连接有隔离变压器。
7.如权利要求6所述的接触网几何参数自动调整装置，其特征在于，所述装置采用挽臂式结构；
所述架体仅为一个立杆(110)，所述承力索挽臂支撑机构(300)的平行柱一端固定于立杆(110)上；所述接触线挽臂支撑机构(210)的平行柱一端固定于立杆(110)上，另一端通过倾斜的支杆(500)与所述承力索挽臂支撑机构(300)的平行柱另一端连接；
所述承力索挽臂支撑机构(300)设于所述接触线挽臂支撑机构(200)的上方；所述接触线挽臂支撑机构(300)的平行柱靠近所述立杆(110)端通过斜挽臂(600)固定于立杆(110)上，所述斜挽臂(600)的一端固定于立柱(110)上，另一端向上倾斜连接至所述承力索挽臂支撑机构(300)的下端。
8.如权利要求6所述的接触网几何参数自动调整装置，其特征在于，所述装置采用龙门式结构；
所述架体为两个平行的立杆(110)和连接两个立杆(110)顶端的水平杆(120)构成，所述承力索挽臂支撑机构(300)的平行柱两端分别固定于立杆(110)上，所述接触线挽臂支撑机构(200)的平行柱两端分别固定于立杆(110)上。
9.一种接触网几何参数自动调整系统，所述系统至少包括
执行单元(1)，包括接触线调整装置(210)、承力索调整装置(310)以及驱动器，所述接触线调整装置(210)、承力索调整装置(310)分别用于接触线和承力索的导高拉出值的调整，所述驱动器用于驱动电机运作；
电源(2)，供低压直流电于所述执行单元(1)；
高压隔离单元(3)，由连接电源(2)的隔离变压器构成，实现所述执行单元(1)的高压隔离；
以及，
与所述执行单元(1)连接的控制系统(4)，用于向所述执行单元(1)下达接触网和承力索的调整指令。
10.如权利要求9所述的接触网几何参数自动调整系统，其特征在于，所述系统还包括
检测单元(5)，包括设于执行单元(1)上的激光装置和摄像装置，所述激光装置用于指标接触线/承力索的位置，所述摄像装置用于采集接触线/承力索图像并传送给图像处理系统；
数据处理单元(6)，接收检测单元(5)的监测数据，并经过算法找出承力索和接触线在二维空间中的位置、计算具体数值；
通信单元(7)，用于将数据处理单元(6)计算的导高拉出值结果传输至控制系统；所述通信单元(7)还用于连接远程客户端(8)；
所述控制系统(4)根据所监测的各种参数分析后下达自动控制指令控制电机的运行，还用于接收数据处理单元(6)处理后的数据，进行存储、绘制曲线及分析；
其中，所述摄像装置设于所述接触线调整装置(210)和承力索调整装置(310)的下方，所述激光装置设于与所述接触线调整装置(210)和承力索调整装置(310)所在水平面位置；
优选的，所述检测装置(5)还包括设于执行单元(1)上的电压传感器、电流传感器、温度传感器、湿度传感器和状态开关。
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