CN109141707B - 一种弓网压力检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种弓网压力检测装置，包括承载基座、转台机构、工作台、定位机构、气压伸缩杆、测距装置、远红外测温装置、压力传感器、气压传感器、行程传感器、调压气泵及控制装置，承载基座下端面设至少一个转台机构，工作台通过气压伸缩杆与承载基座相互连接，压力传感器位于工作台下端面并与气压伸缩杆上端面，定位机构安装在工作台上表面，测距装置、远红外测温装置以工作台轴线对称分布在定位机构两侧位置，工作台通过定位机构与轨道交通车体弓网机构的导电板相互连接。本发明设备结构简单，集成化、自动化程度高，通用性好，检测全面且数据通讯能力强，可避免电力线缆与弓网机构间因磨损量过大而造成的设备使用寿命缩短和故障率增加的缺陷。

Description

一种弓网压力检测装置

技术领域

本发明涉一种弓网压力检测装置，属轨道交通技术领域。

背景技术

在各类的轨道交通工具中，弓网机构运行稳定性及可靠性是确保轨道交通工具安全可靠运行的必要基础条件，在给了设备的运行过程中，因地形变化、气流变化影响、设备老化等诸多因素影响，极易导致电力机车的弓网设备在运行中，受电弓与供电网间接触面压力波动较大，当接触面压力不足时，则极易导致受电弓与供电网间虚接，在影响车辆电能获取稳定性的同时，还极易导致受电弓与供电网间发生拉弧现象，严重影响设备使用寿命和车辆运行安全，当接触面压力过大时，则会导致受电弓与供电网间摩擦损耗增加，并易导致受电网因受电弓抬升量过大而出现局部弯曲现象，在增加了对受电网摩擦损耗的同时，易极易造成供电网疲劳损伤增加，严重影响了供电网和受电弓设备运行的稳定性和可靠性，并导致设备运行故障率增加，因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的弓网机构运行压力检测装置，以满足弓网机构运行作业的需要。

发明内容

为了解决现有分类技术上的一些不足，本发明提供一种弓网压力检测装置。

为了实现上面提到的效果，提出了一种弓网压力检测装置，其包括以下步骤：

一种弓网压力检测装置，包括承载基座、转台机构、工作台、定位机构、气压伸缩杆、测距装置、远红外测温装置、压力传感器、气压传感器、行程传感器、调压气泵及控制装置，承载基座为横截面呈“凵”字型的槽状结构，其下端面设至少一个转台机构，且安装在承载基座底部外表面并与沿承载基座轴线方向均布，转台机构轴线与承载基座下端面呈0°—180°夹角，承载基座通过转台机构与轨道交通车体弓网机构的受电弓前端面相互连接，工作台嵌于承载基座上端面内，并通过至少两条气压伸缩杆与承载基座底部相互连接，气压伸缩杆分别承载基座及工作台相互垂直分布，且各气压伸缩杆均沿着承载基座轴线均布，承载基座轴线与气压伸缩杆轴线垂直相交，压力传感器若干，位于工作台下端面并与气压伸缩杆上端面连接位置处，定位机构至少两个，安装在工作台上表面并沿工作台轴线均布，测距装置、远红外测温装置均至少一个，并以工作台轴线对称分布在定位机构两侧位置，工作台通过定位机构与轨道交通车体弓网机构的导电板相互连接，且导电板与工作台上表面平行分布，测距装置、远红外测温装置与工作台上端面间通过转台机构相互铰接，且测距装置、远红外测温装置轴线与工作台上表面和导电板下表面呈0°—90°夹角，气压伸缩杆均通过导气管与调压气泵相互连通，各气压伸缩杆间均相互并联，气压传感器若干，并分别位于气压伸缩杆与导气管连接位置处，行程传感器若干，均布在各气压伸缩杆上，调压气泵及控制装置均安装在轨道交通车体内，其中控制装置分别与转台机构、测距装置、远红外测温装置、压力传感器、气压传感器、行程传感器、调压气泵及轨道交通车体操控系统电气连接。

进一步的，所述的承载基座内表面设至少两条滑槽，并通过滑槽与工作台侧表面滑动连接，所述的工作台与承载基座间通过风琴防护罩相互连接并构成密闭腔体结构。

进一步的，所述的承载基座内另设至少一个半导体制冷机构和至少一条电加热丝，且所述的半导体制冷机构和电加热丝均与控制装置电气连接。

进一步的，所述的测距装置包括激光测距机构和超声波测距机构，且所述的激光测距机构和超声波测距机构相互并联。

进一步的，所述的转台机构为二维转台及三维转台中的任意一种，且转台机构上另设至少一个角度传感器，所述的角度传感器与控制装置电气连接。

进一步的，所述的调压气泵至少两个，且各调压气泵间均相互并联，并通过控制阀分别与导气管相互连通，所述的控制阀与控制装置间电气连接。

进一步的，所述的控制装置包括基于FPGA基础的数据处理模块、数据通讯总线模块、数据缓存模块、驱动模块、通讯地址编码模块、编码译码模块、数据通讯模块、数据存储模块、调压整流模块、逆变整流模块、过载保护模块、欠压保护模块、GNSS卫星授时定位模块、I/O模块、操控界面单元及接线端子，其中所述的数据通讯总线模块通过数据缓存模块分别与基于FPGA基础的数据处理模块、驱动模块、通讯地址编码模块、编码译码模块、数据通讯模块、数据存储模块、调压整流模块、逆变整流模块、GNSS卫星授时定位模块、I/O模块电气连接，所述的I/O模块另与至少一个操控界面单元电气连接，所述的驱动模块与过载保护模块、欠压保护模块和至少一个接线端子电气连接，所述的接线端子分别与转台机构、测距装置、远红外测温装置、压力传感器、气压传感器、行程传感器、调压气泵及轨道交通车体操控系统电气连接。

进一步的，所述的数据通讯模块包括至少一个在线通讯单元和至少一个无线数据通讯单元。

进一步的，所述的操控界面单元为操控键盘、显示器及移动通讯智能终端中的任意一种或几种共用，且当操控界面为两个或两个以上时，则各操控界面单元间相互并联。

进一步的，所述的接线端子包括至少一个电源接线端子、至少一个无线数据通讯天线接口及至少一个串口数据通讯端口。

本发明设备结构简单，布局合理，集成化、自动化程度高，通用性好，检测全面且数据通讯能力强，一方面可有效的满足各类轨道交通工具设备运行作业的需要，极大的提高了设备通用性和环境适应性，另一方面可全程高精度对轨道交通工具弓网机构与供电线缆间接触压力进行检测，并可根据检测结果主动对弓网机构运行状态进行调整，确保弓网机构与供电线缆接触面间压力恒定，从而实现在确保车辆运行稳定的同时，避免电力线缆与弓网机构间因磨损量过大而造成的设备使用寿命缩短和故障率增加的缺陷。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明结构示意图；

图2为控制装置电气原理图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1和2所述的一种弓网压力检测装置，包括承载基座1、转台机构2、工作台3、定位机构4、气压伸缩杆5、测距装置6、远红外测温装置7、压力传感器8、气压传感器9、行程传感器10、调压气泵11及控制装置12，承载基座1为横截面呈“凵”字型的槽状结构，其下端面设至少一个转台机构2，且安装在承载基座1底部外表面并与沿承载基座1轴线方向均布，转台机构2轴线与承载基座1下端面呈0°—180°夹角，承载基座1通过转台机构2与轨道交通车体13弓网机构的受电弓14前端面相互连接，工作台3嵌于承载基座1上端面内，并通过至少两条气压伸缩杆5与承载基座1底部相互连接，气压伸缩杆5分别承载基座1及工作台3相互垂直分布，且各气压伸缩杆5均沿着承载基座1轴线均布，承载基座1轴线与气压伸缩杆5轴线垂直相交，压力传感器8若干，位于工作台3下端面并与气压伸缩杆5上端面连接位置处，定位机构4至少两个，安装在工作台3上表面并沿工作台3轴线均布，测距装置6、远红外测温装置7均至少一个，并以工作台3轴线对称分布在定位机构4两侧位置，工作台3通过定位机构4与轨道交通车体13弓网机构的导电板15相互连接，且导电板15与工作台3上表面平行分布，测距装置6、远红外测温装置7与工作台3上端面间通过转台机构2相互铰接，且测距装置6、远红外测温装置7轴线与工作台3上表面和导电板15下表面呈0°—90°夹角，气压伸缩杆5均通过导气管16与调压气泵11相互连通，各气压伸缩杆5间均相互并联，气压传感器9若干，并分别位于气压伸缩杆5与导气管16连接位置处，行程传感器10若干，均布在各气压伸缩杆5上，调压气泵11及控制装置12均安装在轨道交通车体13内，其中控制装置12分别与转台机构2、测距装置6、远红外测温装置7、压力传感器8、气压传感器9、行程传感器10、调压气泵11及轨道交通车体13操控系统电气连接。

本实施例中，所述的承载基座1内表面设至少两条滑槽17，并通过滑槽17与工作台3侧表面滑动连接，所述的工作台3与承载基座1间通过风琴防护罩18相互连接并构成密闭腔体结构。

本实施例中，所述的承载基座1内另设至少一个半导体制冷机构19和至少一条电加热丝20，且所述的半导体制冷机构19和电加热丝20均与控制装置电气连接。

本实施例中，所述的测距装置6包括激光测距机构和超声波测距机构，且所述的激光测距机构和超声波测距机构相互并联。

本实施例中，所述的转台机构2为二维转台及三维转台中的任意一种，且转台机构上另设至少一个角度传感器21，所述的角度传感器21与控制装置12电气连接。

本实施例中，所述的调压气泵11至少两个，且各调压气泵11间均相互并联，并通过控制阀22分别与导气管16相互连通，所述的控制阀22与控制装置12间电气连接。

本实施例中，所述的控制装置12包括基于FPGA基础的数据处理模块、数据通讯总线模块、数据缓存模块、驱动模块、通讯地址编码模块、编码译码模块、数据通讯模块、数据存储模块、调压整流模块、逆变整流模块、过载保护模块、欠压保护模块、GNSS卫星授时定位模块、I/O模块、操控界面单元及接线端子，其中所述的数据通讯总线模块通过数据缓存模块分别与基于FPGA基础的数据处理模块、驱动模块、通讯地址编码模块、编码译码模块、数据通讯模块、数据存储模块、调压整流模块、逆变整流模块、GNSS卫星授时定位模块、I/O模块电气连接，所述的I/O模块另与至少一个操控界面单元电气连接，所述的驱动模块与过载保护模块、欠压保护模块和至少一个接线端子电气连接，所述的接线端子分别与转台机构2、测距装置6、远红外测温装置7、压力传感器8、气压传感器9、行程传感器10、调压气泵11及轨道交通车体13操控系统电气连接。

本实施例中，所述的数据通讯模块包括至少一个在线通讯单元和至少一个无线数据通讯单元。

本实施例中，所述的操控界面单元为操控键盘、显示器及移动通讯智能终端中的任意一种或几种共用，且当操控界面为两个或两个以上时，则各操控界面单元间相互并联。

本实施例中，所述的接线端子包括至少一个电源接线端子、至少一个无线数据通讯天线接口及至少一个串口数据通讯端口。

本发明在具体实施中，首先将使承载基座、转台机构、工作台、定位机构、气压伸缩杆、测距装置、远红外测温装置、压力传感器、气压传感器、行程传感器、调压气泵及控制装置分别与轨道交通工具的弓网系统和车辆的控制系统连接，然后待机备用。

在车辆运行时，首先由轨道交通车辆驱动弓网系统中的受电弓上升，并使的导电板与供电网的供电线缆接触，且压力传感器检测到压力值为弓网机构正常运行时导电板与供电网的供电线缆接触压力的10％—30％，然后由控制装置驱动调压气泵运行，由调压气泵驱动气压伸缩杆运行，驱动工作台上升运行直至导电板与供电网的供电线缆接触压力满足弓网机构正常运行时导电板与供电网的供电线缆接触压力值，即可实现驱动车辆运行，同时由测距装置检测供电网的供电线缆与工作台上端面的间距，由行程传感器检测气压伸缩杆的行程，并将检测的数据进行存储。

在车辆运行中，一方面通过远红外测温装置对导电板与供电网的供电线缆接触面的温度，及时发现运行时摩擦高温及拉弧现象，避免高温或拉弧对弓网机构造成的损害，另一方面由压力传感器对导电板与供电网的供电线缆接触压力进行持续检测，由测距装置检测供电网的供电线缆与工作台上端面的间距进行持续检测，然后将检测结果与弓网机构正常运行时导电板与供电网的供电线缆接触压力值比对，然后根据比对结果，由调压气泵调节气压伸缩杆的行程，从而达到对弓网机构运行压力进行恒定控制的目的。

本发明设备结构简单，布局合理，集成化、自动化程度高，通用性好，检测全面且数据通讯能力强，一方面可有效的满足各类轨道交通工具设备运行作业的需要，极大的提高了设备通用性和环境适应性，另一方面可全程高精度对轨道交通工具弓网机构与供电线缆间接触压力进行检测，并可根据检测结果主动对弓网机构运行状态进行调整，确保弓网机构与供电线缆接触面间压力恒定，从而实现在确保车辆运行稳定的同时，避免电力线缆与弓网机构间因磨损量过大而造成的设备使用寿命缩短和故障率增加的缺陷。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种弓网压力检测装置，其特征在于：所述的弓网压力检测装置包括承载基座、转台机构、工作台、定位机构、气压伸缩杆、测距装置、远红外测温装置、压力传感器、气压传感器、行程传感器、调压气泵及控制装置，所述的承载基座为横截面呈“凵”字型的槽状结构，其下端面设至少一个转台机构，且安装在承载基座底部外表面并与沿承载基座轴线方向均布，转台机构轴线与承载基座下端面呈0°—180°夹角，所述的承载基座通过转台机构与轨道交通车体弓网机构的受电弓前端面相互连接，所述的工作台嵌于承载基座上端面内，并通过至少两条气压伸缩杆与承载基座底部相互连接，所述的气压伸缩杆分别承载基座及工作台相互垂直分布，且各气压伸缩杆均沿着承载基座轴线均布，承载基座轴线与气压伸缩杆轴线垂直相交，所述的压力传感器若干，位于工作台下端面并与气压伸缩杆上端面连接位置处，所述的定位机构至少两个，安装在工作台上表面并沿工作台轴线均布，所述的测距装置、远红外测温装置均至少一个，并以工作台轴线对称分布在定位机构两侧位置，所述工作台通过定位机构与轨道交通车体弓网机构的导电板相互连接，且所述的导电板与工作台上表面平行分布，所述的测距装置、远红外测温装置与工作台上端面间通过转台机构相互铰接，且所述的测距装置、远红外测温装置轴线与工作台上表面和导电板下表面呈0°—90°夹角，所述的气压伸缩杆均通过导气管与调压气泵相互连通，各气压伸缩杆间均相互并联，所述的气压传感器若干，并分别位于气压伸缩杆与导气管连接位置处，所述的行程传感器若干，均布在各气压伸缩杆上，所述调压气泵及控制装置均安装在轨道交通车体内，其中所述的控制装置分别与转台机构、测距装置、远红外测温装置、压力传感器、气压传感器、行程传感器、调压气泵及轨道交通车体操控系统电气连接；

所述的承载基座内表面设至少两条滑槽，并通过滑槽与工作台侧表面滑动连接，所述的工作台与承载基座间通过风琴防护罩相互连接并构成密闭腔体结构；

所述的承载基座内另设至少一个半导体制冷机构和至少一条电加热丝，且所述的半导体制冷机构和电加热丝均与控制装置电气连接；

所述的测距装置包括激光测距机构和超声波测距机构，且所述的激光测距机构和超声波测距机构相互并联；

所述的转台机构为二维转台及三维转台中的任意一种，且转台机构上另设至少一个角度传感器，所述的角度传感器与控制装置电气连接； 所述的调压气泵至少两个，且各调压气泵间均相互并联，并通过控制阀分别与导气管相互连通，所述的控制阀与控制装置间电气连接；

所述的控制装置包括基于FPGA基础的数据处理模块、数据通讯总线模块、数据缓存模块、驱动模块、通讯地址编码模块、编码译码模块、数据通讯模块、数据存储模块、调压整流模块、逆变整流模块、过载保护模块、欠压保护模块、GNSS卫星授时定位模块、I/O模块、操控界面单元及接线端子，其中所述的数据通讯总线模块通过数据缓存模块分别与基于FPGA基础的数据处理模块、驱动模块、通讯地址编码模块、编码译码模块、数据通讯模块、数据存储模块、调压整流模块、逆变整流模块、GNSS卫星授时定位模块、I/O模块电气连接，所述的I/O模块另与至少一个操控界面单元电气连接，所述的驱动模块与过载保护模块、欠压保护模块和至少一个接线端子电气连接，所述的接线端子分别与转台机构、测距装置、远红外测温装置、压力传感器、气压传感器、行程传感器、调压气泵及轨道交通车体操控系统电气连接；

所述的数据通讯模块包括至少一个在线通讯单元和至少一个无线数据通讯单元；

所述的操控界面单元为操控键盘、显示器及移动通讯智能终端中的任意一种或几种共用，且当操控界面为两个或两个以上时，则各操控界面单元间相互并联；

所述的接线端子包括至少一个电源接线端子、至少一个无线数据通讯天线接口及至少一个串口数据通讯端口。

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