CN108981562B - 高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，包括控制装置和检测器，检测器为位移‑电荷变换器，控制装置包括控制器外壳和控制电板，控制电板上至少包含有用于采集位移‑电荷变换器输出的检测电信号的电荷电压变换集成芯片和对电荷电压变换集成芯片采集的检测电信号进行内部运算比较后输出检测结果的微处理器；位移‑电荷变换器安装在升降装置上，升降装置在微处理器的程序控制下能通过升降及平移运动将位移‑电荷变换器由待机位送至工作位再由工作位送回至待机位，升降装置包含有用于带动位移‑电荷变换器在碳滑板表面上滑行的导轨滑动机构，控制器外壳上设有控制按钮组和显示器，控制外壳上引出有电源线。

Description

高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置

技术领域

本发明涉及一种高速铁路用的检测设备，特别是用于对高铁列车受电弓碳滑板磨损程度进行检测的一种检测装置，具体地说是高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置。

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。使用时，电网的电流由装在机车上的受电弓碳滑板和电网的反馈电路铜导线紧密接触高速滑动而传输至电力牵引机车，由于长期的紧密接触和高速滑动，受电弓上的碳滑板十分容易磨损。而碳滑板在磨损超过一定程度后，就会造成接触不良，因此就必须更换，不然会存在较大的安全隐患。

但是怎样更高效准确的判断碳滑板的磨损程度，保证对碳滑板缝隙的精密测量，仍是本行业最关心的课题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供能大幅提高碳滑板检测智能化程度以及检测的可靠性和检测效率的高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，包括作为自动控制核心的控制装置和通过与碳滑板的表面滑动接触对碳滑板表面的磨损程度进行检测的检测器，检测器为将碳滑板表面的低凹深度变化产生的上下位移量转化为电荷的变化而形成检测电信号输出的位移-电荷变换器，控制装置包括控制器外壳和安装在该控制器外壳内的控制电板，控制电板上至少包含有用于采集位移-电荷变换器输出的检测电信号的电荷电压变换集成芯片和对电荷电压变换集成芯片采集的检测电信号进行内部运算比较后输出检测结果的微处理器；位移-电荷变换器安装在升降装置上，该升降装置在微处理器的程序控制下能通过升降及平移运动将位移-电荷变换器由待机位送至工作位再由工作位送回至待机位，并且升降装置包含有用于带动位移-电荷变换器在碳滑板表面上滑行的导轨滑动机构，控制器外壳上至少设有用于向微处理器输送控制指令信号的控制按钮组和用于显示微处理器输出的检测结果的显示器，该控制外壳上引出有为控制电板提供电力的电源线。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的控制按钮组包括电源开关按钮、装置启动按钮、采样学习按钮、自动/手动模式选择键、设置键和增加键、减少键；电荷电压变换集成芯片为IC芯片AD7745，微处理器为IC芯片MSP430f164微处理器；控制电板中包含有检测电信号的采集及学习电路；装置外壳上设置有与微处理器电信号控制相连的工作指示灯和蜂鸣报警器。

上述的采集及学习电路的线路连接为位移-电荷变换器的第一接线端子与电荷电压变换集成芯片的第三管脚相连接，位移-电荷变换器的第二接线端子与电荷电压变换集成芯片的第八管脚相连接，电荷电压变换集成芯片的第一管脚与微处理器的第二十九管脚和第一电阻的第二端共联，电荷电压变换集成芯片的第十六管脚与微处理器的第三十一管脚和第二电阻的第二端共联，微处理器的第十三管脚与第三电阻的第二端和装置启动按钮的第一端共联，该装置启动按钮的第二端接零线，微处理器的第十八管脚与第四电阻的第二端和采样学习按钮的第一端共联，该采样学习按钮的第二端接零线，第一电阻的第一端、第二电阻的第一端、第三电阻的第一端和第四电阻的第一端共接于3.3伏控制电源的正极。

上述的升降装置包括能通过自身的变形实现高度升降变化的升降机架和两条左右相平行安装在该升降机架的顶端能同步水平伸缩移动的可伸缩手臂；升降机架中设置有用于驱动升降机架变形升降的升降驱动器和用于驱动两可伸缩手臂同步伸缩移动的伸缩驱动器；导轨滑动机构构由直线导轨、导轨滑块、驱动螺杆和用于带动驱动螺杆旋转的驱动电机组成；直线导轨吊装固定在两可伸缩手臂的前端，驱动螺杆转动安装在直线导轨中，导轨滑块与直线导轨滑动导向相配合，该导轨滑块加工有受驱动螺杆螺旋驱动使导轨滑块能沿直线导轨的导向滑动的螺纹孔，所述的驱动电机固定在直线导轨的左端；升降驱动器、伸缩驱动器和驱动电机均与微处理器控制信号电连接；导轨滑块上固定有随导轨滑块同步移动的检测器悬挂架体，位移-电荷变换器吊装在检测器悬挂架体的下方。

每条可伸缩手臂的下面均吊装有通过与碳滑板的侧面抵触相配合用以确认可伸缩手臂伸出的长度是否达到了检测所需位置的碳滑板定位器；碳滑板定位器包括固定连接在可伸缩手臂下端面的L形支撑板和连接在L形支撑板上用于与碳滑板的侧面抵触配合的触板，触板上的触碰开关与微处理器电信号反馈相连接；直线导轨的两端均安装有与微处理器相连接用于控制导轨滑块左右滑动最大行程的近接开关。

上述的位移-电荷变换器包括能固定安装在检测器悬挂架体上的检测机架，检测机架的顶端电绝缘固定安装有作为正负电极中一极的静极板，该检测机架的支撑基座上设置有动极板组件，动极板组件包括能作为正负电极中另一极的动极板和连接在动极板的下表面滑动穿过支撑基座的动极板导柱，动极板导柱的下端安装有与碳滑板紧密滑动接触的探头，静极板和动极板构成了一种以空气为介质的电容器，所述的探头将碳滑板表面的低凹深度变化产生的上下位移量通过动极板导柱转化为动极板的上下运动，动极板的上下运动改变了动极板与静极板两极板间的距离使得电容器的电荷发生相应变化形成测量碳滑板表面低凹或缝隙深浅所需的检测电信号，第一接线端子和第二接线端子均电绝缘固定在检测机架上，并第一接线端子通过导线与静极板线路相连接，第二接线端子通过导线与动极板线路相连接。

上述的支撑基座通透加工有导向滑孔，导向滑孔中安装有与动极板导柱滑动配合的导向器，支撑基座的底面安装有为探头的上下移动提供导向和限位作用的限位座，限位座和动极板组上安装有用于产生拉力和压力使探头与碳滑板保持60克/cm²接触压力的极板张力调节器。

上述的探头为由一个探头杆和安装在该探头杆上的一个探针组成的单探头，位移-电荷变换器为单探头位移-电荷变换器；或由两个相平行设置的探头杆和两个对应安装在相应探头杆上的探针组成的双探头，位移-电荷变换器为双探头位移-电荷变换器。

上述的检测机架的底端安装有与碳滑板的侧面导向滑动配合的导向滑靴；

上述的控制电板上设有用于存储检测结果的存储器，存储器与微处理器数据存储相连接；微处理器储有控制升降装置升降的标准高度值，工作位的高度高于待机位的高度。

与现有技术相比，本发明主要由控制装置、位移-电荷变换器和升降装置组成；控制装置在系统中起核心控制作用，位移-电荷变换器安装在升降装置上，升降装置在控制装置的控制下，能将位移-电荷变换器由待机位送至工作位，并且升降装置上的导轨滑动机构在位移-电荷变换器进入工作位后，能带动位移-电荷变换器在碳滑板上来回左右滑动，使位移-电荷变换器在与碳滑板的表面滑动接触的过程中，能将碳滑板表面的低凹深度变化产生的上下位移量转化为电荷的变化，形成检测电信号通过控制装置的电荷电压变换集成芯片反馈给微处理器，微处理器经内部运算比较后将运算结果输送到显示器显示，同时微处理器还将运算结果传送到存储器，在需要时能按照无线通信方式下指令要求广播输出。在对碳滑板的检测结束后，升降装置在微处理器的控制下，能将位移-电荷变换器再由工作位送回的待机位，从而完成高铁列车受电弓碳滑板磨损自动检测过程。

本发明具有结构稳固、可靠、实用、易于实现的优点，用于高速铁路列车受电弓碳滑板的检测可以大幅提高碳滑板检测的智能化程度，提高检测的可靠性与效率。本发明的升降装置具有伸缩功能，在非工作的低位置状态时，能将位移-电荷变换器放入专用的防护掩体内，从而提高位移-电荷变换器的使用寿命和可靠性。

附图说明

图1是本发明的控制原理示意图；

图2是本发明的控制器外壳的结构示意图；

图3是本发明采集及学习电路连接示意图；

图4是本发明升降装置的结构示意图；

图5是图4的俯看示意图；

图6是本发明位移-电荷变换器的结构示意图；

图7是单探头位移-电荷变换器的单探头安装结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

其中的附图标记为：装置启动按钮BUTT1、采样学习按钮BUTT2、第一接线端子A、第二接线端子B、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、控制装置1、控制器外壳11、电荷电压变换集成芯片12、微处理器13、控制按钮组14、显示器15、工作指示灯16、蜂鸣报警器17、位移-电荷变换器2、检测机架21、支撑基座211、静极板22、动极板组件23、动极板231、动极板导柱232、探头24、探头杆241、探针242、导向器25、限位座26、极板张力调节器27、导向滑靴28、升降装置3、升降机架31、可伸缩手臂32、升降驱动器33、伸缩驱动器34、导轨滑动机构35、由直线导轨351、导轨滑块352、驱动螺杆353、驱动电机354、检测器悬挂架体35、碳滑板定位器36、L形支撑板361、触板362、碳滑板4。

图1至图7为本发明的结构示意图。如图1所示，本发明的高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，主要包括控制装置1、检测器和升降装置3。检测器为将碳滑板4表面的低凹深度变化产生的上下位移量转化为电荷的变化，从而形成所需的检测电信号对外输出的一种位移-电荷变换器2，位移-电荷变换器2通过与碳滑板4的表面紧密滑动相接触对碳滑板表面的磨损程度进行检测。控制装置1为本发明的自动控制核心，控制装置1包括控制器外壳11和安装在该控制器外壳11内的控制电板，控制电板上布设有控制电路，控制电板上的元件至少包含有用于采集位移-电荷变换器2输出的检测电信号的电荷电压变换集成芯片12和对电荷电压变换集成芯片12采集的检测电信号进行内部运算比较后输出检测结果的微处理器13；微处理器13为本发明的核心处理单元，其内部存储有自动检测控制程序，微处理器13将收到的检测电信号与内部建立的电荷比较参考基准进行比较运算处理后输出检测结果。本发明的位移-电荷变换器2安装在升降装置3上，该升降装置3在微处理器13的程序控制下能通过升降及平移运动将位移-电荷变换器2由低位置的待机位送至相对高位置的工作位。升降装置3包括有用于带动位移-电荷变换器2在碳滑板4表面上滑行的导轨滑动机构35，当位移-电荷变换器2被送至工作位后，导轨滑动机构35再带动位移-电荷变换器2沿碳滑板4导向滑行，使位移-电荷变换器2与碳滑板4表面滑动相接触，从而获得所需的检测电信号。当检测完成后升降装置3能再将位移-电荷变换器2由工作位送回至待机位。本发明所说的工作位的高度高于待机位的高度。为了方便操作控制，本发明的控制器外壳11上至少设有用于向微处理器13输送控制指令信号的控制按钮组14和用于显示微处理器13输出的检测结果的显示器15，该控制外壳11上引出有为控制电板提供电力的电源线。

由图2可以看出，本发明的控制器外壳11上设有由多个按钮组成的控制按钮组14，控制按钮组14至少包括电源开关按钮、装置启动按钮BUTT1、采样学习按钮BUTT2、自动/手动模式选择键、设置键、增加键、减少键。电源开关按钮用于控制供电电源的通断，装置启动按钮BUTT1用于启动自动检测装置的检测程序，采样学习按钮BUTT2用于对标准的碳滑板表面进行采样以建立的电荷比较参考基准。自动/手动模式选择键用于选择控制的方式，当选择自动模式时，再按下装置启动按钮BUTT1则进入自动检测模式，在自动检测模式下完全由微处理器13进行程序自动控制。手动模式仅在自动检测装置组装完成后，手动对自动检测装置的控制系统进行测试用，手动时通过设置键、增加键和减少键来设定升降装置3的升降高度和导轨滑动机构35带动位移-电荷变换器2检测的时长等。设置键能用于更改微处理器13的控制参数，增加键和减少键用于控制参数的增加或减少。手动设定完成后，即可按下装置启动按钮BUTT1由微处理器13按设定的参数控制检测。本发明的控制按钮组14中还包括有在紧急状态下用于急停的急停按钮和停止检测的停止按钮。

本发明的电荷电压变换集成芯片12为IC芯片AD7745，微处理器13为IC芯片MSP430f164微处理器；控制电板中包含有检测电信号的采集及学习电路；装置外壳11上设置有与微处理器13电信号控制相连的工作指示灯16和蜂鸣报警器17。工作指示灯16用于显示系统的工作状态，正常状态下，工作指示灯16为绿色，当系统出现故障时工作指示灯16呈红色且每秒闪烁3下，同时蜂鸣报警器17蜂鸣报警。

实施例中，如图3所示，采集及学习电路的线路连接为位移-电荷变换器2的第一接线端子A与电荷电压变换集成芯片12的第三管脚相连接，位移-电荷变换器2的第二接线端子B与电荷电压变换集成芯片12的第八管脚相连接，电荷电压变换集成芯片12的第一管脚与微处理器13的第二十九管脚和第一电阻R1的第二端共联，电荷电压变换集成芯片12的第十六管脚与微处理器13的第三十一管脚和第二电阻R2的第二端共联，微处理器13的第十三管脚与第三电阻R3的第二端和装置启动按钮BUTT1的第一端共联，该装置启动按钮BUTT1的第二端接零线，微处理器13的第十八管脚与第四电阻R4的第二端和采样学习按钮BUTT2的第一端共联，该采样学习按钮BUTT2的第二端接零线，第一电阻R1的第一端、第二电阻R2的第一端、第三电阻R3的第一端和第四电阻R4的第一端共接于3.3伏控制电源的正极。

实施例中，如图4和图5所示，本发明的升降装置3包括能通过自身的变形实现高度升降变化的升降机架31和两条左右相平行安装在该升降机架31的顶端能同步水平伸缩移动的可伸缩手臂32；升降机架31中设置有用于驱动升降机架31变形升降的升降驱动器33和用于驱动两可伸缩手臂32同步伸缩移动的伸缩驱动器34。本发明的升降机架31则是由底部的基座、左右竖立固定在基座上的两个可变形机身和连接在两个可变形机身上的升降平台组成。升降驱动器33安装在基座上通过驱动机构驱动两可变形机身同步变形实现升降机架31的升高或降低。两条可伸缩手臂32和伸缩驱动器34均安装在升降机架31的升降平台上。

本发明的导轨滑动机构35构由直线导轨351、导轨滑块352、驱动螺杆353和用于带动驱动螺杆旋转的驱动电机354组成；直线导轨351吊装固定在两可伸缩手臂32的前端，驱动螺杆353转动安装在直线导轨351中，导轨滑块352与直线导轨351滑动导向相配合，该导轨滑块352加工有受驱动螺杆353螺旋驱动使导轨滑块352能沿直线导轨351的导向滑动的螺纹孔，驱动电机354固定在直线导轨351的左端；升降驱动器33、伸缩驱动器34和驱动电机354均与微处理器13控制信号电连接；导轨滑块352上固定有随导轨滑块352同步移动的检测器悬挂架体355，位移-电荷变换器2吊装在检测器悬挂架体355的下方。

实施例中，本发明的每条可伸缩手臂32的下面均吊装有通过与碳滑板4的侧面抵触相配合用以确认可伸缩手臂32伸出的长度是否达到了检测所需位置的碳滑板定位器36；碳滑板定位器36包括固定连接在可伸缩手臂32下端面的L形支撑板361和连接在L形支撑板361上用于与碳滑板4的侧面抵触配合的触板362，触板362上的触碰开关与微处理器13电信号反馈相连接；直线导轨351的两端均安装有与微处理器13相连接用于控制导轨滑块352左右滑动最大行程的近接开关。可伸缩手臂32向前伸展是否将位移-电荷变换器2送至了工作位由触碰开关与碳滑板4的侧面接触来确定的，当触碰开关与碳滑板4接触后，触碰开关被压动作触发发送到位电信号，微处理器13收到到位电信号即控制伸缩驱动器34停止驱动。

实施例中，如图6所示，本发明的位移-电荷变换器2包括能吊装固定在检测器悬挂架体355下的检测机架21，检测机架21的顶端电绝缘固定安装有作为正负电极中一极的静极板22，该检测机架21的支撑基座211上设置有动极板组件23，动极板组件23能相对支撑基座211作上下垂直运动。动极板组件23包括能作为正负电极中另一极的动极板231和连接在动极板231的下表面滑动穿过支撑基座211的动极板导柱232，动极板导柱232的下端安装有与碳滑板4紧密滑动接触的探头24，静极板22和动极板231构成了一种以空气为介质的电容器，探头24在与碳滑板4表面的滑动接触过程中，探头24受到碳滑板4表面的低凹不同深度的作用会产生同步上下移动，探头24将这种移动即将碳滑板4表面的低凹深度变化产生的上下位移量通过动极板导柱232传递给动极板231，转化为动极板231的上下运动，动极板231的上下运动改变了动极板231与静极板22两极板间的距离，使得电容器的电荷发生相应变化形成测量碳滑板4表面低凹或缝隙深浅所需的检测电信号，第一接线端子A和第二接线端子B均电绝缘固定在检测机架21的立柱上，并第一接线端子A通过导线与静极板22线路相连接，第二接线端子B通过导线与动极板231线路相连接。

实施例中，为了保证动极板组件23上下运动的稳定性和顺畅性，支撑基座211上向下贯通，通透加工有导向滑孔，导向滑孔中安装有与动极板导柱232滑动配合的导向器25，导向器25为耐磨的铜套或钢套。支撑基座211的底面安装有为探头24的上下移动提供导向和限位作用的限位座26，限位座26为上端开口的桶柱形结构，并且限位座26的底面加装有探头限位器。由本发明的图6、图7中均可以看到，限位座26和动极板组23上安装有用于产生拉力和压力的极板张力调节器27。极板张力调节器27能使探头24与碳滑板4的表面保持60克/cm²接触压力。

实施例中，探头24为由一个探头杆241和安装在该探头杆241上的一个探针242组成的单探头，位移-电荷变换器2为单探头位移-电荷变换器；或由两个相平行设置的探头杆241和两个对应安装在相应探头杆241上的探针242组成的双探头，位移-电荷变换器2为双探头位移-电荷变换器。

实施例中，检测机架21的底端安装有与碳滑板4的侧面导向滑动配合的导向滑靴28。本发明的检测机架21包括四根呈长方形四角位置布置的立柱，支撑基座211的四角与相应角处的立柱固定相连。静极板22电绝缘固定连接在四根立柱的顶端。每根立柱下均安装有一个导向滑靴28。

本发明的控制电板上设有用于存储检测结果的存储器，存储器与微处理器13数据存储相连接；微处理器13储有控制升降装置3升降的标准高度值。标准高度值可以通过设置键重新进行设定。

本发明的采样学习按钮BUTT2为首次使用采样学习工作按钮。按下采样学习按钮BUTT2，自动检测装置进行一个周期的测试工作并将取得的信息在EEPROM等非挥发性存储器中保存，作为以后测试的比较基准。BUTT2为常开式按钮。所谓的一个周期是指位移-电荷变换器2在碳滑板的表面上来回测试一次为一个周期。

本发明的装置启动按钮BUTT1为自动检测装置启动工作按钮。按下按钮，自动检测装置由待机状态进入工作状态，开始检测碳滑板表面的低凹状态、生成和处理相关数据。BUTT1为常开式按钮。

本发明的工作原理：

本发明在高铁列车受电弓落架并到达稳定的设计位置后对其实施检测。工作前，自动检测装置处于低位置的待机位，即处于待机状态。第一次使用时按下采样学习按钮BUTT2，采样一次良好的碳滑板表面数据，取得良好状态条件下碳滑板4的电荷信息即检测电信号，建立起电荷比较参考基准。装置启动按钮BUTT1是微控制器的外部触发源，微处理器13的第十三管脚工作在外部中断低电平触发方式，即外部中断源低电平有效。为防止误动作，对装置启动按钮BUTT1施加的最小有效压力设定为5N(牛顿)。

本自动检测装置按照以下步骤工作。

第一步，装置启动按钮BUTT1被有效按下。升降装置3的升降驱动器33在微处理器13控制下旋转驱动升降机架31垂直升高至设计高度并锁定；

第二步，伸缩驱动器34在微处理器13控制下旋转驱动可伸缩手臂32带动导轨滑动机构35和位移-电荷变换器2一起沿着水平方向伸展，当触板362抵达碳滑板4时，触板362上的触碰开关动作，可伸缩手臂32被锁定；

第三步，可伸缩手臂32被锁定后，解锁升降机架31。升降驱动器33在微处理器13控制下反向旋转驱动升降机架31垂直下降直至探针242与碳滑板4的表面接触后停止。再次锁定升降机架31。

第四步，再次锁定升降机架31后，微处理器13控制驱动电机354旋转带动驱动螺杆353，驱动螺杆353驱动导轨滑块352带动检测器悬挂架体35及位移-电荷变换器2从碳滑板4的左端运动至碳滑板4的右端。到达右端后，驱动电机354再反向旋转，将位移-电荷变换器2送回到左端起始位置，检测装置完成一个周期的往复运动。往复运动可根据需要反复进行。

第五步，当检测完成之后，微处理器13控制可伸缩手臂32收回，升降机架31下降，升降架装置3回归其待机状态的位置。

探针242在碳滑板4表面滑动，将碳滑板4表面因磨蚀、损坏造成的凹陷不平状态转换为电荷的变化。控制装置1处理这些电荷的变化，计算出对应电荷变化对应的深度，将深度值与给定模型进行比较，判断碳滑板4的当前状态，并将结果在存储器中非挥发性储存，在需要时按照无线通信方式下指令要求广播输出。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，包括作为自动控制核心的控制装置(1)和通过与碳滑板(4)的表面滑动接触对碳滑板表面的磨损程度进行检测的检测器，其特征是：所述的检测器为将碳滑板(4)表面的低凹深度变化产生的上下位移量转化为电荷的变化而形成检测电信号输出的位移-电荷变换器(2)，所述的控制装置(1)包括控制器外壳(11)和安装在该控制器外壳(11)内的控制电板，所述的控制电板上至少包含有用于采集位移-电荷变换器(2)输出的检测电信号的电荷电压变换集成芯片(12)和对电荷电压变换集成芯片(12)采集的检测电信号进行内部运算比较后输出检测结果的微处理器(13)；所述的位移-电荷变换器(2)安装在升降装置(3)上，该升降装置(3)在微处理器(13)的程序控制下能通过升降及平移运动将位移-电荷变换器(2)由待机位送至工作位再由工作位送回至待机位，并且升降装置(3)包含有用于带动位移-电荷变换器(2)在碳滑板(4)表面上滑行的导轨滑动机构(35)，所述的控制器外壳(11)上至少设有用于向微处理器(13)输送控制指令信号的控制按钮组(14)和用于显示微处理器(13)输出的检测结果的显示器(15)，该控制器外壳(11)上引出有为控制电板提供电力的电源线，所述的位移-电荷变换器(2)包括检测机架(21)，所述的检测机架(21)的顶端电绝缘固定安装有作为正负电极中一极的静极板(22)，该检测机架(21)的支撑基座(211)上设置有动极板组件(23)，所述的动极板组件(23)包括能作为正负电极中另一极的动极板(231)和连接在动极板(231)的下表面滑动穿过支撑基座(211)的动极板导柱(232)，所述的动极板导柱(232)的下端安装有与碳滑板(4)紧密滑动接触的探头(24)，所述的静极板(22)和动极板(231)构成了一种以空气为介质的电容器，所述的探头(24)将碳滑板(4)表面的低凹深度变化产生的上下位移量通过动极板导柱(232)转化为动极板(231)的上下运动，动极板(231)的上下运动改变了动极板(231)与静极板(22)两极板间的距离使得电容器的电荷发生相应变化形成测量碳滑板(4)表面低凹或缝隙深浅所需的检测电信号，所述的第一接线端子(A)和第二接线端子(B)均电绝缘固定在检测机架(21)上，并第一接线端子(A)通过导线与静极板(22)线路相连接，第二接线端子(B)通过导线与动极板(231)线路相连接。

2.根据权利要求1所述的高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，其特征是：所述的控制按钮组(14)包括电源开关按钮、装置启动按钮(BUTT1)、采样学习按钮(BUTT2)、自动/手动模式选择键、设置键和增加键、减少键；所述的电荷电压变换集成芯片(12)为IC 芯片AD7745，所述的微处理器(13)为IC芯片MSP430f164微处理器；所述的控制电板中包含有检测电信号的采集及学习电路；所述的控制器外壳(11)上设置有与微处理器(13)电信号控制相连的工作指示灯(16)和蜂鸣报警器(17)。

3.根据权利要求2所述的高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，其特征是：所述的采集及学习电路的线路连接为位移-电荷变换器(2)的第一接线端子(A)与电荷电压变换集成芯片(12)的第三管脚相连接，位移-电荷变换器(2)的第二接线端子(B)与电荷电压变换集成芯片(12)的第八管脚相连接，电荷电压变换集成芯片(12)的第一管脚与微处理器(13)的第二十九管脚和第一电阻(R1)的第二端共联，所述的电荷电压变换集成芯片(12)的第十六管脚与微处理器(13)的第三十一管脚和第二电阻(R2)的第二端共联，所述的微处理器(13)的第十三管脚与第三电阻(R3)的第二端和装置启动按钮(BUTT1)的第一端共联，该装置启动按钮(BUTT1)的第二端接零线，所述的微处理器(13)的第十八管脚与第四电阻(R4)的第二端和采样学习按钮(BUTT2)的第一端共联，该采样学习按钮(BUTT2)的第二端接零线，所述的第一电阻(R1)的第一端、第二电阻(R2)的第一端、第三电阻(R3)的第一端和第四电阻(R4)的第一端共接于3.3伏控制电源的正极。

4.根据权利要求3所述的高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，其特征是：所述的升降装置(3)包括能通过自身的变形实现高度升降变化的升降机架(31)和两条左右相平行安装在该升降机架(31)的顶端能同步水平伸缩移动的可伸缩手臂(32)；所述的升降机架(31)中设置有用于驱动升降机架(31)变形升降的升降驱动器(33)和用于驱动两可伸缩手臂(32)同步伸缩移动的伸缩驱动器(34)；所述的导轨滑动机构(35)构由直线导轨(351)、导轨滑块(352)、驱动螺杆(353)和用于带动驱动螺杆旋转的驱动电机(354)组成；所述的直线导轨(351)吊装固定在两可伸缩手臂(32)的前端，所述的驱动螺杆(353)转动安装在直线导轨(351)中，所述的导轨滑块(352)与直线导轨(351)滑动导向相配合，该导轨滑块(352)加工有受驱动螺杆(353)螺旋驱动使导轨滑块(352)能沿直线导轨(351)的导向滑动的螺纹孔，所述的驱动电机(354)固定在直线导轨(351)的左端；所述的升降驱动器(33)、伸缩驱动器(34)和驱动电机(354)均与微处理器(13)控制信号电连接；所述的导轨滑块(352)上固定有随导轨滑块(352)同步移动的检测器悬挂架体(355)，所述的位移-电荷变换器(2)吊装在检测器悬挂架体(355)的上方，检测机架(21)固定安装在检测器悬挂架体(355)上。

5.根据权利要求4所述的高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，其特征是：每条所述的可伸缩手臂(32)的下面均吊装有通过与碳滑板(4)的侧面抵触相配合用以确认可伸缩手臂(32)伸出的长度是否达到了检测所需位置的碳滑板定位器(36)；所述的碳滑板定位器(36)包括固定连接在可伸缩手臂(32)下端面的L形支撑板(361)和连接在L形支撑板(361)上用于与碳滑板(4)的侧面抵触配合的触板(362)，所述的触板(362)上的触碰开关与微处理器(13)电信号反馈相连接；所述的直线导轨(351)的两端均安装有与微处理器(13)相连接用于控制导轨滑块(352)左右滑动最大行程的近接开关。

6.根据权利要求5所述的高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，其特征是：所述的支撑基座(211)通透加工有导向滑孔，所述的导向滑孔中安装有与动极板导柱(232)滑动配合的导向器(25)，所述的支撑基座(211)的底面安装有为探头(24)的上下移动提供导向和限位作用的限位座(26)，所述的限位座(26)和动极板组件(23)上安装有用于产生拉力和压力使探头(24)与碳滑板(4)保持60克/cm²接触压力的极板张力调节器(27)。

7.根据权利要求6所述的高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，其特征是：所述的探头(24)为由一个探头杆(241)和安装在该探头杆(241)上的一个探针(242)组成的单探头，所述的位移-电荷变换器(2)为单探头位移-电荷变换器；或由两个相平行设置的探头杆(241)和两个对应安装在相应探头杆(241)上的探针(242)组成的双探头，所述的位移-电荷变换器(2)为双探头位移-电荷变换器。

8.根据权利要求7所述的高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，其特征是：所述的检测机架(21)的底端安装有与碳滑板(4)的侧面导向滑动配合的导向滑靴(28)。

9.根据权利要求4所述的高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，其特征是：所述的控制电板上设有用于存储检测结果的存储器，所述的存储器与微处理器(13)数据存储相连接；所述的微处理器(13)储有控制升降装置(3)升降的标准高度值，所述的工作位的高度高于待机位的高度。

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