CN113260845A - 用于基于状态对铁路受电弓进行维护的半自动设备 - Google Patents

Abstract

一种用于对铁路受电弓(P)进行检查的半自动感应设备(1)，该设备以可拆卸的方式与铁路受电弓相关联，并允许连续执行两种不同的测试：i)第一种测试，其基于由主悬架产生的推力的特征来监测受电弓的功能特征；ii)第二种测试，其用于采用通过振动分析的检查原则来识别整体和局部缺陷。

Description

用于基于状态对铁路受电弓进行维护的半自动设备

技术领域

本发明涉及铁路受电弓检测设备的技术领域，特别地涉及基于状态的半自动维护设备。

背景技术

高速(HS)列车铁路的出现需要引入用于管理和处理交通相关信息的技术。特别地，确定性能和安全的部件在该部件的整个生命周期中形成对其特征的数字化定义的主题，并且特别强调维护。对于那些维修和/或更换的平均成本与任何停机时间的成本相当的部件，往往由预测性或基于状态的维护来代替传统的预防性维护。

在可以应用该模型的列车部件中，铁路受电弓具有至关重要的意义。该部件通过将电力机车的电源电路与高压线连接来执行基本功能。

受电弓中的异常情况可能如下：i)影响电力接收；ii)限制最大运行速度；iii)加速其部件和接触网的退化；iv)引入与电弧和结构坍塌有关的风险。

普通维护计划将行为分为两类控制操作，所述两类控制操作集中于：1-滑动弓与接触网接触的部分，该部分被称为滑动接头；2-悬架和结构部件。

在本文的下文中，我们将关注对第二类控制操作的分析。第二类控制操作旨在检查故障情况，诸如：

-推力的降低；

-耗散能力的降低；

-次级悬架的刚度的降低；

-由于支撑部件和/或接头的止动器的宏观变形，因此出现阻碍受电弓上下运动和/或损害动态刚度的卡塞；

-由于无法平衡负载而产生过应力，而使支撑部件(套管和轴承)断裂；

这种断裂又可能是由于其他部件的局部失效，从而导致结构的几何形状发生改变。

在日常维护程序要求的情况下，应在现场、即受电弓安装在列车车顶的情况下以预先设定的公里间隔对机械和结构部件进行检查。

就目前情况而言，所进行的检查包括初始调查阶段：

·评估推力的强度；

·这种评估是通过建立受电弓机构的特定几何构型、称为架构来进行的；

·验证减震器；

·验证次级悬架的刚度；

·在上述检查中的一者中检测出异常的情况下，应进行一系列有针对性的检查，所述检查包括：-目视检查，以确保在受电弓的向上及向下的运动期间不存在卡塞；

·几何检查，其重点在于：

-机构的框架附接点的平面度和接头的旋转中心；

-接头轴线的平行度；

·在减震器试验台上进行测量。

因此，目前的程序基于具体对检查进行概述的性能评估；

通过这种方式，可以防止仅影响上述测试中的那些故障的发生。此外，单一阈值水平的存在使得可以在不提取剩余寿命信息的情况下将零件的状态仅分为两类(合格或损坏的零件)。

另一方面，其他的功能和几何检查确保了可靠性水平，该可靠性水平取决于操作者的经验和技能，从而导致了判断上的重大变化。

因此，目前，不存在与当前提供以下各者的检查相适应的程序：

·定期监测目前需要分析的部件和特征，因为这些部件和特征是对于受电弓功能而言的基础，然而，期望被提供有感应和专门设计的仪器能够为操作者输出对测试结果的定量判断；

·允许识别其他类型的故障，并能够识别故障的位置和严重程度，从而估计部件的剩余寿命；

·除了当前必需的基础设施，不需要使用其他基础设施。

与这些要求相对应的检查程序涉及在两个层面上进行的分析：第一层面旨在防止这种足以损害受电弓的功能特征的损坏；第二层面旨在识别局部缺陷，这些局部缺陷可能影响仅个别部件的使用寿命。

根据以下现有技术：CN 204788991、CN 104897423、CN 106338405、CN 2316662、CN205027525、CN 204462777、CN 201803855，存在用于对受电弓的主悬架进行检查的很多设备。

上述设备适合用于在受电弓就位的情况下进行测试，其中，柔性的或中空的构件钩合至框架。控制系统产生适当的张力，该张力通过抵抗由主悬架施加的推力来确定受电弓的后续运动。通过测量线缆的张力和受电弓的相应高度，可以绘制出被称为周期的轮廓，并将其与参考周期进行比较，该参考周期是在标称工况下对受电弓进行类似的测试后得出的。

上述系统的特征在于：i)机械线缆致动系统的架构；ii)用于测量相关量的传感器和测量链的类型；iii)确定施加在框架上的运动规律的任意控制逻辑。

在其他设备中，JP 2017167068中对主悬架功能的评估基于对框架自由爬升运动速度的测量，其使用附接至受电弓的激光发射器而在预定位置进行评估。

该解决方案使得可以通过仅检查主悬架的布置来解决上述问题的一部分问题，而不能够对主悬架本体上发生任意损坏的位置进行定位。

根据技术现状，还存在用于检查动态特征的设备。这些设备是基于以下假设：缺陷改变了受电弓结构和悬架的质量和/或弹性和/或耗散能力。因此，对在结构出现振动现象时所采集的信号中的动态特征进行的评估允许得出对整体和局部损坏的准确指标。

在JP 2013205270中，标称动态行为的特征是通过测试程序确定的，在测试程序中，受电弓就位，但位于架空线的周缘外部。在这种情况下，使用输入-输出识别技术对次级悬架的动态阻抗进行评估。该系统的输入包括在弓的中心线上施加的动态动力，而该输出由弓的定位成相对于力的方向对称的两个点的加速度来表示。考虑到上述动态特征对机构所采用的构型的依赖性，在受电弓的不同高度上重复进行测试。

反而，检查阶段则通过测量动态阻抗进行，其在相同的点上进行评估，但在测试设置中，滑动弓与接触网接触。然而，对于测试阶段，有必要为接触网提供适当的传感器，并采用允许评估接触网阻抗的模型，以隔离接触网对感应振动的影响。

这种解决方案只关注次级悬架，而不允许对影响主悬架和/或受电弓结构的任何损坏进行识别。

文献US 2018208222描述了将多个传感器直接关联至受电弓并将所述多个传感器与通信、存储和处理系统结合以管理所采集的数据的可能性。压电传感器也可以用作在受电弓中引发振动的致动器。描述了两种可能的操作模式：i)第一种模式是基于运行条件下的连续或定期监测，即在设备被安装在受电弓上时，在受电弓上的预定点处采集常规列车运行期间引起的振动；ii)第二种模式包括在受电弓就位但处于静置状态的情况下进行的实验性检查程序，其中，受电弓在用作致动器的一个或更多个结构连结压电传感器的作用下处于振动状态。该文献没有描述能够抵抗受电弓提升的任何机械结构的存在，因此无法对受电弓整体功能的打开和关闭进行分析。此外，由于不存在能够抵抗受电弓致动元件所产生的提升力的机械结构，因此只能在受电弓与接触网接触时进行动态特征评估。因此，受电弓高度的影响和接触网的接触对动态特征评估的影响被忽略。

发明内容

本发明的目的是克服上面强调的已知技术的限制。

本发明的另一个目的是提出一种设备，该设备允许在现场执行的单次检查期间确定悬架的整体功能和受电弓的结构完整性，还考虑到这些特征对受电弓机构所呈现构型的依赖性。

本发明的具体目标是提出一种用于检查铁路受电弓的设备，该设备允许执行至少两种类型的非破坏性测试：

·第一种非破坏性测试是监测受电弓的基本功能特征，通过估计和分析几乎静态的特征周期，以恒定的速度追踪，从而对框架施加向上和向下的运动。

·第二种非破坏性测试是旨在通过分析在引发振动状态期间采集的动态信号来识别部件和结构中的次级和局部悬架的缺陷。

本发明的另一个目的是提出一种用于检查铁路受电弓的设备，该设备能够通过施加受控的动态动力来对受电弓的各个部分执行动态验证，该动态动力沿着机构的自由度作用，并允许采集结构的若干点处所产生的振动信号，且确保振动状态围绕预定的几何构型发生。

本发明的另一个目的是提出一种能够执行动态验证的设备，并配备执行系统，该执行系统同时施加动态动力且将由主悬架产生的推力平衡，从而确保机构的振荡围绕所需的几何构型发生。

本发明的另一个目的是提出一种用于检查铁路受电弓的设备，该设备能够对受电弓的各个部分执行动态验证，该动态验证不受受电弓与接触网接触的影响。

本发明的另一个目的是提出一种设备，该设备具有可以施加两种检查模式的架构，此外还呈现出以下特征：i)便携性；ii)可用性；iii)对不同类型受电弓的适应性，这些特征满足与现行程序兼容的必要条件，在这种情况下，最佳构型是能够将该设备直接连接至受电弓的框架，而不会导致受电弓发生永久性改变。

此外，为了能够传输动态动力，该装置将必须连结至受电弓机构；这种连接意味着该装置不可避免地参与到振动现象中。总的来说，其结果是，所测量的动态特征将不能准确地识别在选择用于测试的构型中的受电弓，而是将指包括受电弓和检查装置的系统。因此，本发明的另一个目的是提出一种适于联接至受电弓的设备，但在系统运行和关于受电弓状态的评估输出的可靠性方面，这种联接的影响是最小的。

上述目标将通过一种用于检查铁路受电弓的设备来实现，该设备包括：

-机械结构件，该机械结构件包括主体和连接结构件，连接结构件适于将所述主体以可拆卸的方式与铁路受电弓的固定框架连接；

-混合传动件，该混合传动件包括：

-至少一个柔性且基本不可伸长的连接元件，该连接元件在一个端部处与所述主体相关联，并且该连接元件在设备的第一操作构型中在第二端部以可拆卸的方式与所述受电弓的受电弓机构相关联，

-刚性传动元件，该刚性传动元件适于在设备的第二操作构型中在一个端部连接至所述主体并连接至所述柔性连接元件的第二端部，并且在设备的第二操作构型中在另一端部连接至所述受电弓机构；

-第一致动单元，该第一致动单元布置成在受电弓机构的仅自由度方向上且是与对机构自身进行提升相反的方向上对所述柔性且基本不可伸长的连接元件施加直接牵引力，从而确定所述机构的高度位置；

-第二致动单元，该第二致动单元布置成在受电弓机构的仅自由度方向上对所述刚性传动部件施加交替的振动运动；

-使得在所述第一操作构型中，受电弓机构经受所述柔性连接元件的牵引作用，从而确定受电弓机构的高度位置，而在所述第二操作构型中，受电弓机构同时经受：所述柔性连接元件的牵引作用，从而确定受电弓机构的高度位置；以及所述刚性连接元件的作用，从而将所述第二致动单元的交替振动运动传递至受电弓机构。

有利地，本发明的设备包括力传感器、位置传感器和振动传感器。

同样有利地，该装置包括电子外围件，该电子外围件用于数据采集、数据处理、以及装置之间的通信。

同样有利地，该装置包括配置成进行数据处理和诊断的处理单元。

同样有利地，该设备包括用于控制和管理维护程序以及用于读取结果并将该结果历史化的人机接口。

有利地，柔性或中空连接元件在一个端部借助于机械接口而连接至受电弓机构连接，并且柔性或中空连接元件由鼓状件引导，该柔性或中空连接元件在另一端部处连结至所述鼓状件，该鼓状件附接至旋转伺服马达的输出轴。

有利地，在第一操作构型中，该设备包括至少两个传感器：i)一个至少单个轴的载荷单元，该载荷单元被连结成对线缆中的电压进行测量；ii)角度位置传感器，该角度位置传感器附接至伺服马达的输出轴，通过该传感器可以获得对受电弓高度的间接评估。

有利地，载荷单元被安装使得可以测量由混合传动件施加至受电弓机构的力。经受传感器内部或外部可能的调节和/或处理和/或转换的载荷单元输出信号由处理单元适当地采集，并且被处理成对施加至受电弓机构的动态力的频谱形状进行控制。

有利地，处理器配置成自动执行经计划的控制策略，该策略通过驱动旋转伺服马达而将一致的运动条件施加于受电弓机构，以调节施加至鼓状件的扭矩强度，并因此调节线缆端部处的张力。

有利地，所述第二致动单元包括线性伺服马达，该线性伺服马达的可动元件或滑动件通过所述刚性传动部件连接至受电弓机构。

对主悬架所施加的推力进行的平衡是通过将上述柔性致动器连接至刚性传动装置、即采用混合架构的传动装置来实现的。

接下来，在第二检查模式期间，受电弓机构沿其自由度经受两个致动单元的同时作用。

然后，施加至受电弓的合力将由线性致动器施加并负责振动速度的动态分量和维持机构构型所必需的准静态分量的总和来确定，该准静态分量由线缆中产生的电压得出，该合力与旋转伺服马达控制的扭矩相反。

有利地，在混合传动件中，这些刚性传动部件包括伸缩管，使得传动装置沿机构轴线的延伸可以根据测试高度进行调节。

有利地，该设备包括用于测量振动的传感器，诸如地震仪、速度传感器、加速度计，在结构的预定点处可以将这些传感器移除。

在传感器内部或外部经受可能的调节和/或处理和/或转换的输出信号被处理单元适当地采集。

施加力的动态分量对所需规律的顺应性是通过使用控制器驱动线性伺服马达来实现的，该控制器根据计划的控制策略来调节施加至滑动件的力的强度。

在测试期间，列车与供电网络隔离；这应作为预防措施，以减少操作人员在检查期间所面临的电气风险。

在测试期间应该排除诸如受电弓负载、可能传播至受电弓结构或测试设备的外部振动或任何可能影响测量的外部源之类的潜在干扰源。由于如上所述的本发明的设备，对受电弓的检查可以在受电弓安装在机车上但不与接触网或其他装置接触的情况下执行。

有利地，该设备经由配备有快速联接机构的机械接口而连接至受电弓机构。

有利地，载荷单元配备有附加的机械接口，该附加的机械接口允许在准静态测试期间附接线缆。

同样有利地，上述载荷单元的机械接口也为安装伸缩管准备了用于连接伸缩管的快速联接机构。

有利地，第一致动单元包括具有内置角位置传感器的旋转伺服马达。

有利地，伸缩管具有允许通过快速联接机构而连接至载荷单元的机械接口的一个端部以及配备有允许附接有线缆的机械接口的一个端部。

有利地，通过快速联接机构将构成伸缩管的两个部件连结起来，以防止所述两个部件的相互滑动。

有利地，线性伺服马达滑动件的机械接口设计成通过快速联接机构而连接至伸缩管的端部。

有利地，该装置借助于各自的快速联接机构而在至少四个点上通过连接结构件有利地附接至受电弓的固定框架。

如上所述的设备可以配置有模块化架构，该模块化架构具有配备有对于该设备提供的功能而言所必需的所有部件的主体和一系列连接结构件，连接结构件设计成将主体连接至受电弓框架，并负责将该设备在受电弓框架上操作时产生的力释放，并设计成符合于各种类型的受电弓。

该系统的尺寸被设定为施加能够使受电弓通电的动态动力，从而使测量的响应能够代表涉及悬架和结构的主要部件的振动模式，同时确保便携性特征。

有利地，第二致动器单元被定尺寸且被控制成施加频率范围在0Hz至20Hz的动态动力。

混合传动件的尺寸被设定成使得该混合传动件的安装使受电弓的模式参数在被动力激发的频率范围内的变化小于10％。

有利地，机械结构件和用于连接至受电弓的固定框架的快速联接器机构的尺寸被有利地设定成使得由连结至受电弓的设备构成的系统如下：第一种振动方式涉及设备的机械结构件与至少等于200Hz的相对频率相关，即比混合传动件可激发的频率带高一个数量级。

附图说明

通过参考附图对以非穷尽示例提供的实施方式的以下描述，本发明的这些和其他特征将更容易被理解，在附图中：

·图1示出了根据本发明的设备的机械结构件的立体图；

·图2示出了图1的机械结构件的一部分的立体图，该部分表示属于图1的中心体的两个焊接板；

·图3示出了图1的机械结构件的一部分的立体图，该图描绘了图2的板在组装立柱之后所呈现的构型；

·图4示出了图1中机械结构件的一部分的立体图，该图描绘了图3中的中心体在安装有壁梁和盖框架之后所呈现的最终构型；

·图5示出了图3的立柱的立体图；

·图6示出了图1的立柱的立体图；

·图7示出了根据本发明的设备在使用构型中且与第一测试模式相关的立体图；

·图8示出了图1中的机械结构件的表示钩合系统的一部分的立体图，该钩合系统允许第二发明设备在执行图7所示的测试模式之前连接至受电弓框架；

·图9示出了图8中钩合系统的部分截面图；

·图10示出了根据本发明的设备在图7中所示的使用构型中的一部分的立体图，该图描绘了用于将载荷单元连接至受电弓机构的系统；

·图11示出了根据本发明的设备在图7中所示的使用构型中的截面图；

·图12示出了从图11的截面图放大的细节A，该图描绘了用于将柔性装置连接至载荷单元的接合部；

·图13示出了从图11的截面图放大的细节B，该图描述了处于与图7的测试模式相关的操作构型中的旋转致动器；

·图14示出了根据本发明的设备在与第二测试模式相关的使用构型中的立体图；

·图15示出了从图11的立体图放大的细节A，该图描绘了致动器和混合传动件；

·图16示出了从图14的立体图放大的细节B，该图描绘了用于将混合传动件连接至载荷单元的接合部；

·图17示出了根据本发明的设备在图14中所示的使用构型中的截面图；

·图18示出了从图17的截面图放大的细节C，该图描述了用于将混合传动件连接至线性伺服马达的接合部；

·图19示出了从图14的截面图放大的细节D，该图示出了用于将混合传动件连接至载荷单元的接合部。

具体实施方式

参照图1，根据本发明的用于检查铁路受电弓的设备1的优选实施方式包括机械结构件2。上述机械结构件2设置有对称轴，并且相对于包括上述对称轴的两个相互正交的主平面也是对称的。所述机械结构件2包括主体100，主体100配备有对于设备1所提供功能而言必需的所有部件以及一系列连接结构件200，连接结构件200设计成将主体100连接至受电弓的框架，并且在本示例性实施方式中，该连接结构件200包括彼此等同的四个结构元件或腿部。

主体100示出了近似于立方体的平行六面体的轮廓件(envelope)。上述轮廓件的取向使得基部表面正交于上述对称轴，并且两对侧表面中的每一者都与上述两个对称平面中的一者平行。主体100的平行六面体轮廓件的下基部表面位于我们将表示为水平面的平面内。

参照图2，在上述水平面上存在由平坦的板构成的基部结构110，该基部结构通过焊接梁111被加强，从而使相对于躺置平面的弯曲刚度增加。上述基部结构110的轮廓件的周缘是矩形的、近似于正方形。在基部结构110的上表面上、在对应于两个较短的周缘侧部中的一者的大约中心线处焊接有支撑板120，该支撑板由具有平坦展开的板构成，并且该支撑板正交于水平面且还正交于上述侧部。上述支撑板120的矩形轮廓具有：竖向布置的最大侧部；较短的侧部，该较短的侧部延伸的距离大约为基部结构110较大侧部的四分之三。上述支撑板120还配备有肋部121，该肋部使相对于躺置平面的弯曲刚度增加。

参照图3，基部结构110在其四个顶点处配备有凸缘112，该凸缘允许借助于螺栓连接的方式来组装直立元件130，该直立元件具有直的轴线且竖向布置，从而作为立柱而起作用。

参照图5，每个直立元件130的上端部和下端部都配备有连接板131，从而使每个直立元件130相对于相应的凸缘110的组装是通过将下端连接板131与凸缘112螺栓连接来进行的。

参照图3和图5，在水平面上，直立元件130定向成使得直立元件的横截面的重心位于连接基部结构110的顶点的对角线上。直立元件130还具有中空的矩形截面，并且该矩形截面沿水平面定向，以使得矩形截面的最大边平行于基部结构110的对角线，基部结构自身横截面的重心位于该对角线上。每个直立元件130在上端部和下端部都配备有一对连接支架132，该连接支架132焊接至与所述矩形截面的较长侧部正交的侧表面。这些连接支架132应当成形为使得允许四对立柱130中的每一对之间进行连接，该连接由主体100的平行六面体轮廓件的侧表面示出。特别地，考虑四个表面中的一个表面，两个立柱130之间的连接是借助于两个一维结构元件140来实现的，该结构元件140具有包含在所述平坦表面中的直的轴线，并且所述两个一维结构元件140布置成X形，以使得借助于螺栓连接将位于第一直立元件130下方的连接支架132与位于第二直立元件130上方的连接支架132连接，反之亦然。

每个立柱130在正交于所述矩形截面的较小侧部的两个侧表面上具有槽133，槽133用于连接至连接结构件200中的一个连接结构件。每个直立元件130都具有减重槽，减重槽形成在正交于所述矩形截面的较小侧部的两个侧表面中。直立元件130的高度使得相应的上部连接板131与基部结构110的上表面相间隔的量等于支撑板120的竖向延伸量。

参照图4，主体100的平行六面体轮廓件的上表面包括框架150，框架150由焊接在一起的梁构成以形成平坦的结构，该平坦结构的轮廓件为矩形、近似于正方形并与相对的基部结构110的轮廓件一致。框架150也被适当地成形为允许在不受构成传动链的部件的干扰下的运动。在轮廓件的四个顶点处，框架150配备有凸缘151，从而允许该框架借助于螺栓连接的方式安装至立柱130的上部连接板131。

以这种方式，框架150作用为主体100的盖；该框架还螺栓连接至销122的上部水平表面，该销122焊接至支撑板120。

参照图6，连接结构件200的优选实施方式包括接合部201和两个梁形元件202和205。接合部201采用可以被认为是L形型材的挤压件的几何形状。上述挤压件的深度大约等于上述L形的较大翼部的长度。在本文描述的过程中，我们将用正平面表示对称的平面，在这个平面内，接合部201的轮廓呈现L形的形式。L形型材的挤压件产生两对表面，一对表面位于相对于型材本身的内部，另一对表面位于相对型材本身的外部。在本文描述的过程中，我们将指出：i)基部表面，该基部表面指相对于L形型材的内部表面，定位成正交于最长的翼部；ii)较大表面区域，该较大表面区域指L形型材的与最长的翼部成直角的外表面；iii)侧表面区域，该侧表面区域指相对于L形型材与最短边成直角的外表面。第一梁形元件202与接合部201之间的连接应是通过第一梁形元件202的一端与接合部201的上表面之间的焊接来实现的。

梁形元件202和205以直的轴线延伸，并且各自具有矩形横截面。第一梁形元件202成形为使得：大约在第一梁形元件202的焊接至接合部201的端部处、并且在第一梁形元件202的平行于最大惯性平面且面向接合部201的L形的下翼部的侧表面上焊接有第二接合部203。第二接合部203又由与第一梁形元件202焊接在一起的板和中空筒形本体构成，该中空筒形本体的轴线位于与接合部201的基部表面平行的平面与接合部201的正平面的交叉部。第二接合部203具有圆形且就通孔而言同轴的附加的腔。该腔的直径大于通孔，并且轴向延伸等于约第二接合部203外径的一半的长度。另外，第一梁形元件202具有通孔，该通孔与第二接合部203的中空筒形本体的通孔同轴且该通孔的直径至少与第二接合部203的中空筒形本体的通孔的直径相等。

特别地，两个梁形件202和205被焊接在一起并相互定向成使得最大惯性平面一致。在共同的最大惯性平面内，各自的轴线大致偏离共同的原点并具有大约14度的相对倾角。另外，两个梁形元件202和205沿着平行于共同的最大惯性平面的侧表面具有一定数量的减重凹口。

两个梁形元件202和205中的每一者的端部部段未焊接至彼此，该端部部段成形为用于为焊接至接合板做准备，该接合板用于通过连接结构件200的螺栓而与主体100连接。特别地，第一板204焊接至第一梁形元件202，以使得第一板204被布置成平行于接合部201的上表面；第二板206焊接至第二梁形元件205，并且第二板206成形为使得第二板206正交于接合部201的上表面且正交于梁形元件202和205共同的最大惯性平面。连接结构件200与主体100之间的连接是借助于以下方法实现的：首先是在第一板204与基部结构110的下表面之间进行螺栓连接，然后在第二竖向板206与支杆元件130的侧表面之间进行螺栓连接，其中，该第二竖向板206平行于支杆元件130的侧表面。由于这种连接，每个第一板204在水平面上的投影与直立元件130的横截面的相应投影一致，并且每个接合部201平行于水平面。另外，每个连接结构件200相对于主体100定向为使得连接结构件200的最大区域惯性矩平面与包含支撑板120的对角线、穿过第一板204连接至基部结构110的顶点的竖向平面一致；特别地，观察通过将机械结构件2与上述竖向平面相交得到的截面，第一梁形元件202的轴线与水平面的迹线之间形成的角度大约为55度。

另外，接合部201相对于主体100的轮廓件定向为使得接合部201的侧表面面向主体100的侧表面并且与支撑板120平行。另外，第二接合部203的中空筒形本体从第一梁形元件202的表面延伸、指向主体100的侧表面，从而呈现出正交于支撑板120的轴。

所呈现的结构元件的取向使得机械结构件2可以被认为是包括两个平坦的框架，所述两个平坦的框架由穿过基部结构110的矩形轮廓的对角线的竖向平面形成。特别地，考虑每个对角线平面，该框架包括成对的连接结构件200和布置在相对顶点处的直立元件130以及位于所考虑平面的焊接梁111和框架150；另外，所述结构元件定向成使得在所考虑的对角线平面内呈现出最大的区域惯性。该三维结构是由上述平坦的梁之间的连接产生的，这种连接是借助于一维结构元件140实现的。以这种方式产生的机械结构件2倾向于具有最佳的刚度与重量比的特征。

参照图7和以下对实施方式的描述，为了简单起见，就铁路受电弓P的取向而言的纵向、横向位置，相对于各铁路机车的前进方向进行了参考。参照正交于机车I的车顶表面的方向作为竖向方向。可以看出，受电弓P相对于相互正交的纵向主平面和穿过竖向轴的横向主平面而言具有对称性，受电弓机构Q的自由度沿着该竖向轴延伸，因此该竖向轴是几何对称轴。

在以下对设计形式的描述中，并参考图7、图8和图9，参考受电弓P，该受电弓P包括受电弓的固定框架T，该固定框架T与设备1的接合部201的接触点相对应，该固定框架T具有梁形形状，该固定框架T的轴线垂直于受电弓P的横向平面，该受电弓P具有定向在所述横向平面上的中空矩形截面，使得矩形的较小侧部平行于竖向方向。在本文描述的过程中，术语上部水平表面和下部水平表面将表示所述梁的正交于固定框架T的矩形截面的较长侧部的侧表面，而该侧表面将表示与框架T的矩形截面的短边正交的表面。在接合部201的侧表面上存在螺纹通孔；该螺纹通孔的轴线位于接合部201的正平面内，并且定位成大致靠近L形型材的下翼部的端部。在该孔中接合有固定螺钉301，该固定螺钉被旋入直到螺钉的梢部到达固定框架T的侧表面。

参照图8和图9，致动装置300设计成操作各自的快速联接机构400，该快速联接机构设计成将连接结构件200永久地连结至固定框架T。每个致动装置300配备有致动杆302，该致动杆302具有由偏心凸轮型材的挤压所确定的区域和由形成致动杆302本身的手柄的平弧挤压所确定的区域。致动杆302还配备有正交于挤压平面的凹槽，该凹槽确定了两个支撑座，所述两个支撑座的轴线正交于包含偏心凸轮型材的平面，并且在所述两个支撑座内安装有销钉303。销钉303的侧向筒形表面具有螺纹通孔，使得包括致动杆302和销钉303的组件可以借助于与螺纹拉杆305的螺纹连接而被限制在该螺纹通孔中。操作杆302的偏心表面保持在推动本体304上。该推动本体304包含两个筒形的同轴本体，其中，具有较小直径的本体作为中心元件，该中心元件的直径与第二接合部203中存在的圆形腔的直径一致。通过将拉杆305插入具有相同直径并且分别在第二接合部203的筒形本体和第一梁形元件202中制成的同轴孔中，包括致动杆302、销钉303、推动本体304和拉杆305的组件被安装在连接结构件200上。当推动本体304被筒形本体203腔的前表面止挡时，停止插入。每个快速联接机构400配备有以下基本元件：叉形件401、两个杆404、接合元件405、J形杆406。

叉形件401可以被认为是源于L形型材的挤压件。在本文描述的过程中，我们将用正平面来表示叉形件401呈现L形形状的平面。该挤压件的深度大约等于上述L形的较大翼部的长度，并且与接合部201的相应L形型材挤压件的深度一致。L形型材的挤压件产生了两对表面：一对表面位于相对于型材本身的内部，并且另一对表面位于相对于型材本身的外部。在本文描述的过程中，我们将指出：

i)静置表面，该静置表面是指定位成正交于最长的翼部的相对于L形型材的内表面；

ii)侧向内表面，该侧向内表面是指设置成与最短的侧部成直角的相对于L形型材的内表面区域；

iii)侧向外表面，该侧向外表面是指设置成与最短长度的翼部成直角的相对于L形型材的外表面。叉形件401的侧表面还成形为T形。在叉形件401的外部侧表面上存在两个坐置部402，在所述两个坐置部402的整个长度内安装有两个销钉403。坐置部402定位成使得销钉403的轴线平行于叉形件401的外部侧表面，并且包含该轴线的平面平行于叉形件401的外部侧表面。

坐置部402中的每个坐置部具有垂直于叉形件401的外部侧表面的凹槽，当杆404被放置在垂直于叉形件401的外部侧表面的凹槽内部时，该凹槽允许销钉403插入到所述杆404的坐置部中的一个坐置部。

在包含静置表面的平面中，叉形件401具有矩形凹槽，该矩形凹槽的深度小于L形型材的长翼部的长度，从而使叉形件401的静置表面具有U形形状。

接合元件405包括平坦的矩形板，在该矩形的中心处具有支撑座，该支撑座的轴线平行于包含该板的平面，并且正交于矩形轮廓的长侧部。

J形杆406是一维元件，该一维元件的轴线位于被称为正平面的平面中，其中，该轴线采取J形的形式，并且该一维元件的横截面采取I形的形式。正交于I形截面的翼部的侧表面具有两个通槽，一个通槽延伸J形杆406的几乎整个竖向部分，并且第二通槽延伸靠近J形杆406的水平截面的端部。在相对于I形截面的肋部的侧向且正交于I形截面的肋部的表面中的每个表面上都存在两个支撑座407。所述两个支撑座407相对于J形杆406的正平面是对称的，使得两个附加的销钉408中的每一者都可以被安装在支撑座407中，从而产生两倍的支撑效果。

沿着J形杆406的轴线来评估的成对的支撑座407的轴线之间的距离与坐置部402之间的距离一致。

杆404的未与销钉403接合的端部被指定为用于附加销钉408的槽，使得杆404被容纳于在J形杆406上所形成的通槽内。

以这种方式，J形杆406通过杆404被连结至叉形件401，使得J形杆406相对于叉形件401的相对运动是沿着平行于叉形件401的L形的下侧部的方向进行的平移运动。

在J形杆406的I形截面的肋部的侧向且正交于J形杆406的I形截面的肋部的表面中的每个表面上存在两个附加的支撑座409，所述两个附加的支撑座409定位成靠近J形杆406的水平部段的端部。所述两个附加的支撑座409相对于J形杆406的正平面是对称的，使得可以在附加的支撑座409中安装第三销钉410，从而产生两倍的支撑效果。

因此，当接合元件405的坐置部被放置在J形杆406的凹槽内时，可以将第三销钉410安装在该坐置部内。

参照图9，快速联接机构400的组装包括：i)相对于接合部201设置快速联接机构400，使得叉形件401的支撑表面与接合部201的上表面一致；ii)通过将拉杆305插入到J形杆406的凹槽中来定向快速联接机构400；iii)将调节螺母306旋拧至拉杆，无需拧紧，使得该拉杆可以作为用于安装机构的限位开关来使用；iv)借助于使快速联接机构400在包含叉形件401的支撑表面的平面中的滑动运动来使快速联接机构400接近于固定框架T，直到叉形件401的内部侧表面被固定框架T的侧表面止挡；v)使仅J形杆406沿着竖向方向移动，直到接合元件405的板被固定框架T的下部水平表面止挡；vi)将调节螺母306紧固。

从该构型开始，通过使手柄的端部向连接结构件200移动来实现对操作杆302的紧固。手动施加的紧固力引起拉杆305中的张力，该拉杆305变形并被拉伸。拉杆305中的张力借助于J形杆406上的调节螺母306而被释放。为了使J形杆406保持静态平衡，杆404和接合元件405必须对J形杆406施加平衡力。这些平衡力对应于相等且相反的反作用力，该反作用力被释放到受电弓T的固定框架上并因此产生紧固力。在快速联接机构400的表面与固定框架T的表面之间没有摩擦的情况下，叉形件401的内部侧表面对固定框架T的侧表面施加：i)平行于杆404的方向并指向固定框架T的所述表面的力；ii)在J形杆406的正平面上作用而产生的逆时针定向的力矩。另外，在摩擦可忽略的相同假设中，接合元件405对固定框架T的下部水平表面施加竖向力，该竖向力朝向固定框架T的所述表面定向。所述紧固力的强度由快速联接机构400的几何形状来确定。在存在摩擦的情况下，上述紧固力将不再符合上述平衡关系，而机械结构件2与固定框架T之间的相对运动也将由于存在作用于接合表面上的附加切向力而被阻止。

参照图7和图10，根据本发明的设备包括载荷单元507，该载荷单元借助于第二快速联接机构500以可移动的模式连接至受电弓P的扭杆B上。载荷单元507借助于螺纹接合孔而安装至扭杆B，该螺纹接合孔允许扭杆B刚性地连接至第二快速联接机构500。上述第二快速联接机构500包括以下元件：套筒501；偏心杆502；销钉503；推动本体504；拉杆505；调节螺母506。套筒501可以被认为是由平坦的型材挤压而成。上述套筒501的型材包括薄环部分，该薄环部分的圆形轮廓被大约335度的开口中断。环的两端被焊接至翼部，该翼部相对于穿过环的圆形轮廓件的中心并将上述开口二等分的轴线平行且对称。在翼部的侧表面上的大约位于翼部本身的端部处存在直径相同的同轴孔，该同轴孔穿过每个翼部的整个厚度。在套筒501的侧表面上、与环的开口相距成90度角的距离处焊接有螺纹柄脚。

操作者将套筒501设置在扭杆B的中心线上，该套筒501定向成使得螺纹柄脚的轴线与受电弓机构Q的轴线一致。该第二快速联接机构500的部件与上述快速联接机构300的部件相似；具体而言：偏心杆502非常类似于致动杆302；销钉503非常类似于销钉303；

推动本体504与推动本体304完全相同；拉杆505非常类似于拉杆305。以这种方式，包括有偏心杆502和销钉503的组件可以借助于螺纹连接的方式连接至螺纹拉杆505。将推动本体504插入到套筒501的上翼部中所钻的孔内，直到推动本体504被止挡。然后，将包括有偏心杆502、销钉503和拉杆505的组件插入到同轴孔中，直到偏心杆502的侧表面被推动本体504的支撑表面止挡。

第二快速联接机构500对受电弓的扭杆B的紧固是通过使偏心杆502手柄的端部朝向扭杆B移动来实现的。手动施加紧固力引起拉杆505中的张力，该张力使拉杆变形并拉伸。拉杆505中的张力经由推动本体504和调节螺母506而被释放在套筒501的两个翼部上。为了使套筒501保持静态平衡，必须沿着与扭杆B接触的环的内表面产生法向力和切向力，所述法向力和切向力使由调节螺母506和推动本体504施加的力、相当于拉杆505中产生的张力平衡。套筒501在扭杆B表面上施加的相等且相反的作用力是由第二快速联接机构500产生的紧固力。

图11示出了通过将图7中所示的视图与受电弓P的横向平面相交而得到的截面图。参照图12中所示的放大细节A，载荷单元507具有在载荷单元中形成的螺纹孔，该螺纹孔用于刚性连接至第一联接元件508。上述第一联接元件508具有轴向对称的几何形状，第一联接元件508包括沿轴线连续布置、且直径增大的3个筒形本体，所述3个筒形本体包括：i)用于连接至载荷单元507中的相应孔的螺纹柄脚；ii)具有中间直径的筒形本体；iii)具有最大直径的筒形本体，该筒形本体具有筒形腔，该筒形腔的深度大约等于具有最大直径的所述筒形本体的轴向延伸。筒形腔的直径应使得具有最大直径的筒形本体在腔延伸的区域内呈现出薄环的形式。在正交于对称轴的表面上且在腔的内部存在与第二联接元件509的刚性连接，线缆607的自由端部通过相对于线缆的终端609而附接至第二联接元件509。该终端609的形状呈现出包括具有不同直径的两个筒形本体的形状，在所述两个筒形本体之间存在凹部(chamfer)。该凹部的形状对应于第二联接件509的设计成连结终端609的坐置部。终端609还具有通孔，该通孔的标称直径与线缆607的直径相等。

参照图11中所示的上述截面、图15中所示的放大细节B以及图13中的相关截面图，第一致动器单元600与主体100相关联，第一致动器单元600设计成确定线缆部段607在主体100与载荷单元507之间的缩短和加长。第一致动器单元600包括借助于凸缘602而连结至基部结构110的旋转伺服马达601。上述凸缘602包括用于螺栓连接至基部结构110的板和正交于前述板的用于螺栓连接至旋转伺服马达601的正平面的板。

伺服马达601的输出轴连接至鼓状件604。鼓状件604通过鼓状件坐置部606而连结至基部结构110的底部表面，该鼓状件坐置部606允许鼓状件604围绕鼓状件604的轴线自由旋转。特别地，鼓状件604可以围绕其自身的轴线并相对于坐置部606旋转，这是由于该鼓状件由滚动轴承支撑。坐置部606可以被认为是由U形平坦型材挤压而成。在对应于U形型材翼部的水平部分处存在有用于将坐置部606螺栓连接至基部结构110的孔。

伺服马达601的输出轴与伺服马达鼓状件604之间的连接是通过弹性联轴节603实现的。该弹性联轴节603被适当地布置成对伺服马达601的轴与鼓状件604的轴之间的未对准进行补偿，该未对准是由于螺栓安装至基部结构110而导致各自支撑部的不同取向造成的。

鼓状件604的侧表面具有凹槽，该凹槽遵循相对于鼓状件604的轴线同轴的螺旋线的轨迹；这些凹槽被适当地成形为允许线缆607进行缠绕。鼓状件604在一个端部具有正交于鼓状件604轴线的平坦表面，该鼓状件604具有直径大于线缆607的直径的至少一个通孔，使得线缆607的自由端部可以插入到所述孔中，然后将线缆607的自由端部系在完全类似于终端609的终端608，所述终端608的最小直径大于在鼓状件604中钻的所述孔的直径。

凸缘602相对于基部结构110的取向使得鼓状件604的轴线被包含在平行于受电弓P的横向平面的平面中，并且鼓状件604的轴线与基部结构110相距线缆607的平均卷绕直径的一半，使得所述线缆607在相对于鼓状件604的卷绕和退绕期间始终处于受电弓P的横向平面内。

图14至图19示出了配置为在第二测试模式下运行的设备1，第二测试模式即准备借助于混合传动件3使受电弓机构Q通电。

混合传动件3是通过将第一致动器组600与第二致动器单元610串联连接来获得的，该第二致动器单元永久地关联至主体100并连接至受电弓P的扭杆B，以将振动运动传递至扭杆B。

再次参考图14和图15中所示的放大的细节A，支撑板120是用于安装第二致动器组件610的参考元件。

在该实施方式中，第二致动单元610包括设计成产生恒定磁场的、被称为磁路611的部件和被称为线圈612的元件。磁路611采取平行六面体的形式，磁路611的高度相对于基部尺寸而言占主导地位；具体地，所述平行六面体的厚度约为其宽度的十分之一。在本文中，我们将指出：i)磁路611的正平面，该正平面是指平行六面体轮廓件的限定有两个较大尺寸、即高度和宽度的对称平面；ii)磁路611的侧平面，该侧平面是指平行六面体轮廓件的正交于正平面的对称平面。

在该实施方式中，平行于正平面的侧表面准备用于连接至支撑板120的表面。同样在本实施方式中，平行于侧平面的两个侧表面中的一个侧表面具有矩形轮廓开口，该开口在磁路611的整个高度上延伸，从而形成厚度约为其平行六面体轮廓件厚度的一半的腔。磁路611具有两个永磁轨道，该永磁体轨道布置在腔的平行于正平面的表面上和平行于平行六面体的最长边缘的表面上。由于螺栓连接，这些永磁轨道正交于基部结构110的水平面。

线圈612配备有设计成由控制电流驱动的多个电绕组。在本实施方式中，线圈612采取由定位成靠近平行六面体的板所产生的形状。特别地，该板的厚度小于磁路611中存在的腔的厚度，使得所述板可以被容纳在所述腔中。上述平行六面体的侧表面准备用于与连接组613连接。

支撑板120配备有线性引导件614，该线性引导件螺栓连接至支撑板120并且布置成使得其滑动件的有效滑动方向正交于基部结构110的水平面。

连接组613包括4个部分。可以设想第一部分通过挤压L形型材而产生；由上述L形标识的侧表面设置有孔，以借助于咬合螺钉而连接至线圈612，使得在连接后，正交于较短长度的翼部的侧表面——被称为正平面——平行于线圈612的板。我们将由L形标识的第二表面称为侧面。连接组613的第二部分包括连接至连接组613的侧表面且正交于连接组613的侧表面的板，该板平行于其正平面并借助于咬合螺钉而连接至线性引导件614的滑动件，使得在连接后，线圈612的板相对于磁路611中的间隙是居中的。连接组613的第三部分包括正交于第二部分并在相对于第一部分相反的一侧连接至第二部分的板；该第三板也平行于连接组613的侧表面。连接组613的第四部分包括板，该板连接至连接组613的前三个部分且平行于连接组613的第一部分呈现出L形轮廓所在的平面。

连接组613的第三部分具有用于螺栓连接至编码器615的孔，该编码器设计成允许控制第二致动单元610。在该实施方式中，编码器615根据霍尔效应进行工作。电流穿过编码器615，从而产生磁场，该磁场与编码器的轨道616所产生的恒定磁场相互作用，该轨道连结至支撑板120。

就已经描述的内容而言，可以看出，通过向线圈612供给控制电流，由此而产生的感应磁场与由磁路611产生的永久磁场之间的相互作用使连接组613产生了运动效果，该运动效果完全是沿线性引导件方向的平移运动。

该平移运动有两个限位开关617的存在界定，所述两个限位开关连结至支撑板120。

如图18中可以看出的，连接组613的第四部分被布置成借助于螺栓而与筒形引导环618连接，使得在连接之后，上述引导环618定位成使得引导环的轴线与受电弓P的受电弓机构Q的运动轴线一致。

参照图14和图17，伸缩管700设置成将第二致动器单元610与载荷单元507连接。伸缩管700配备有两个相反的端部706和703，从而允许伸缩管安装在传动链中，该传动链设计成将连接单元613上产生的线性力传递至受电弓P机构。参照图15和图18，伸缩管700可以通过端部703连接至连接组613。上述端部703具有筒形形状，该筒形形状的标称直径等于引导环618的标称内径。伸缩管700的连接提供了由操作者施加的初始取向，然后操作者将端部703附接在引导环618内，使得端部703沿引导环618的轴线方向延伸。当端部703的平坦的水平表面被引导环618的上表面止挡时，插入运动停止。

端部703与引导环618之间的刚性连接是借助于与第二快速联接机构500类似的第三快速联接机构705来实现的。具体而言，由偏心杆发出的指令使相应引导环的外部侧表面上的套筒产生了紧固，该紧固导致在引导环的内表面与端部703的外表面之间的接合部产生了法向力分布。在存在摩擦的情况下，这些法向力也对应于切向反作用力。由此而产生的力系统可以防止这两个部分之间的相对运动。

端部703配装有联接元件704，联接元件704与第二联接元件509相同，并因此适合用于连接至线缆的端部609。因此，在混合传动件3的实施方式中，由线缆607所施加的确保受电弓机构Q静态平衡的力直接施加至伸缩管700，并且通过伸缩管的端部706的连接，该力被施加至受电弓的扭杆B。联接元件704的直径小于伸缩管的端部703的直径，使得端部703相对于引导环618的联接操作可以无干扰地进行。此后，线缆607的终端608可以连接至联接元件704。

参照图16和图19，伸缩管700配备有引导环706。上述引导环706允许连接至载荷单元507的第一联接元件508。引导环706具有由两个中空的筒形表面所确定的形状。具有最大直径的筒形表面具有腔，该腔的标称直径与第一联接元件508的最大标称外径一致。伸缩管700的连接需要由操作者进行第一取向，操作者将引导环706插入到第一联接元件508内，使得引导环706相对于第一联接元件508沿着第一联接元件508的轴向方向滑动。当引导环706的平坦水平表面到达第一联接元件508的底部表面时，插入运动停止。

引导环706的第二筒形腔轴向深入，以使得在相对于第一联接元件508插入引导环706时不存在第二联接元件509的干扰。第一联接元件508与引导环706之间的刚性连接是借助于第四快速释放联接机构707来实现的，该第四快速释放联接机构707类似于第三快速释放联接机构705。

在本实施方式中并且参照图16，伸缩管700包括两个管状元件701和702，所述两个管状元件701和702中的一个管状元件被称为外管701并具有中空筒形形状，该中空筒形形状允许被称为内管702的元件能够在外管701中滑动。伸缩管700的长度由所述两个管状元件701和702沿同一几何轴的往复位置来确定。该长度是借助于将两个管刚性地连结起来的与第四快速联接机构707类似的第五快速联接机构708来确定的。在该实施方式中，第一联接元件508的轴线与由线性伺服马达610致动的筒形引导环618的轴线之间不可避免地存在未对准。由于外管701的端部703安装至筒形引导环618并且引导环706安装至内管702的端部、第一联接元件508，这种未对准体现在两个管状元件701及702之间的未对准上。为了补偿这种未对准以允许安装管700并使第二致动器单元610正确地运行，由于存在球状接头709，将外管701的轴线与端部703的轴线断开连接并将内管702的轴线与引导环706的轴线断开连接。通过这种方式，管701和702可以以同一轴线滑动。

下面将说明如何使用如上所述的根据本发明的设备。

在图7中，半自动设备1在准静态测试构型中进行工作。上述测试是按照以下步骤进行的：

·操作者操作受电弓驱动器Q的气动进给，从而获得提升，直到达到所需的位置，以避免与接触网接触(使用任何必要的设备)；

·操作者考虑以下组装顺序相对于受电弓T的固定框架来安装设备1：

a.从上方沿着竖向方向使设备1移动，直到接合部201的支撑表面定位在受电弓的固定框架T上，观察到设备1相对于受电弓P定向成使得支撑板120平行于受电弓P的横向对称平面；

b.在安装第一快速联接机构400并通过致动装置300将第一快速联接机构400紧固之后，设备1被联接至受电弓的固定框架T；

·操作者(使用任何必要的设备来接近安装点)通过第二快速联接机构500将载荷单元507连结在受电弓的扭杆B的中心线处；

·操作者(使用任何必要的设备来接近安装点)将线缆607的终端609钩合至第二联接元件509(使用任何必要的设备来接近安装点)；

·操作者为设备供给电力，经由用户界面来启动设备的操作，并控制在检查的测试模式下的操作倾向；

·记录伺服马达的角度位置并假定该位置为参考位置；

·测试执行；

·对特征周期进行评估并处理关于由处理单元进行检查的受电弓整体功能的结果；

·经由用户界面将上述结果传达至操作者。

在以上述方式执行的准静态测试结束后，通过根据以下步骤执行的动态测试来继续进行测试；

·操作者移除线缆607，得到对受电弓的机构Q的提升，使用任何辅助设备来停止该提升，并准备连接第二致动单元610；

·操作者使用任何必要的设备来调节受电弓P的高度，直到达到动态测试所需的构型，在存在推力的情况下通过任何辅助设备暂时保持该构型；

·操作者将伸缩管700连接至第一联接元件508并连接至连接组613；更具体地说，操作者：i)通过第三快速联接机构705将外管701的端部703连接至筒形引导环618；通过第四快速联接机构707将内管702的引导环706连接至第一联接元件508；ii)调节伸缩管700的长度，使得联接组613处于大约其行程的一半处，伸缩管700的长度由限位开关617限制；iii)通过对第五快速联接机构708进行紧固而在两个管状元件701和702之间提供刚性连接；

·操作者将线缆607钩合至伸缩管700的联接元件704；

·操作者将振动传感器(在图中未示出，因为该振动传感器是已知的技术)附接至受电弓机构Q，将振动传感器施加在预定的点处并使其适当地定向；

·操作者准备和/或验证在振动传感器与中央处理单元之间的连接和通信；

·操作者通过用户界面启动设备的操作，并控制在检查中的测试模式下的操作倾向；记录第一致动单元600的位置，并将该位置作为参考位置，以评估受电弓的扭杆B的高度位置；

·在设备的设置阶段，操作者将用于保持测试构型的设备移除；

·执行动态测试；

·在测试结束时，处理单元根据传感器采集的数据来评估受电弓在选定构型中的动态特征。随后，处理单元制定关于受电弓整体状态的报告，并可以提供对所发现异常的描述，从而指出可能的来源和实体(entity)。

·通过用户界面将该报告传达给操作者；

·操作者将受电弓机构与伸缩管断开连接；

·操作者应确保在不同高度处对受电弓扭杆B的不同高度位置重复进行步骤9至19；

·操作者卸下设备1，并气动地断开受电弓P的连接并将设备1关闭。

上面所表达的关于本发明设备的各个部件的结构特征以及关于相对的操作模式的内容完全是说明性的，而不是穷尽性的，而且上面所强调的本发明设备的优点在存在实际应用性质的变化或修改的情况下无疑仍受到保障，同时始终保持在由以下权利要求所限定的保护范围内。

Claims (14)

1.一种用于检查铁路受电弓(P)的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)包括：

-机械结构件(2)，所述机械结构件(2)包括主体(100)和连接结构件(200)，所述连接结构件(200)适于将所述主体(100)以可拆卸的方式与铁路受电弓(P)的固定框架(T)连接；

-混合传动件(3)，所述混合传动件(3)包括：

-至少一个柔性且基本不可伸长的连接元件(607)，所述连接元件(607)在一个端部处与所述主体(100)相关联，并且所述连接元件(607)在所述设备的第一操作构型中在第二端部处以可拆卸的方式与所述受电弓(P)的受电弓机构(Q)相关联，

-刚性传动元件(700)，所述刚性传动元件(700)适于在所述设备的第二操作构型中在一个端部上连接至所述主体(100)并连接至所述柔性连接元件的所述第二端部，并且在所述设备的第二操作构型中在另一端部(607)上连接至所述受电弓机构(Q)；

-第一致动单元(600)，所述第一致动单元(600)布置成在所述受电弓机构(Q)的仅自由度的方向上且是在与对所述机构自身进行提升相反的方向上对所述柔性且基本不可伸长的连接元件(607)施加直接牵引力，从而确定所述机构的高度位置；

-第二致动单元(610)，所述第二致动单元(610)布置成在所述受电弓机构的仅自由度的方向上对所述刚性传动元件(700)施加交替的振动运动；

使得在所述第一操作构型中，所述受电弓机构(Q)经受所述柔性连接元件(607)的牵引作用，从而确定受电弓机构(Q)的高度位置，而在所述第二操作构型中，所述受电弓机构(Q)同时经受：所述柔性连接元件(607)的牵引作用，从而确定所述受电弓机构(Q)的高度位置；以及所述刚性连接元件(700)的作用，从而将所述第二致动单元(610)的交替振动运动传递至所述受电弓机构(Q)。

2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)包括力传感器、和/或位置传感器、和/或振动传感器。

3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)包括电子外围件，所述电子外围件用于数据采集、数据处理以及装置之间的通信。

4.根据权利要求2或3所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)包括处理单元，所述处理单元配置成处理所述传感器的数据，以执行对受电弓(P)的诊断。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括人机接口，所述人机接口用于对维护程序进行控制和管理以及用于读取结果并将所述结果历史化。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，所述柔性连接元件(607)或线缆在一个端部处借助于第二快速联接机构(500)而连接至所述受电弓机构(Q)，并且所述柔性连接元件(607)或线缆由鼓状件(604)引导，所述柔性连接元件(607)或线缆在另一端部处连结至所述鼓状件(604)，所述鼓状件(604)结合至所述第一致动元件(600)的旋转伺服马达(601)的输出轴。

7.根据权利要求4和6所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)包括至少单个轴的一个载荷单元(507)和至少一个角度位置传感器，所述载荷单元(507)被连结成对所述线缆(607)中的张力进行测量，所述角度位置传感器附接至所述伺服马达(601)的所述输出轴，通过所述角度位置传感器能够获得对所述受电弓机构(Q)的高度位置的间接评估。

8.根据前述权利要求所述的设备(1)，其特征在于，所述处理单元被配置成自动执行经计划的控制策略，所述控制策略通过驱动所述旋转伺服马达(601)而将一致的运动条件施加于所述受电弓机构(Q)，以调节施加至所述鼓状件(604)的扭矩强度，并且因此调节所述线缆(607)的端部处的张力。

9.根据权利要求4所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)包括载荷单元(507)，所述载荷单元(507)安装成对由所述混合传动件(3)施加至所述受电弓机构(Q)的力进行测量，所述载荷单元(507)的输出信号由所述处理单元适时采集，并且被处理成对施加至所述受电弓机构(Q)的动态力的频谱形状进行控制。

10.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)配置成同时使用两个致动单元(600、610)，所述致动单元(600、610)借助于所述混合传动件(3)连接至所述受电弓(P)，并且所述致动单元(600、610)包括：

-刚性传动元件(700)，所述刚性传动元件(700)由所述第二致动单元(610)控制，所述刚性传动元件设计成对所述受电弓机构(Q)的轴线与所述第二致动单元(610)的致动轴线之间的未对准进行补偿，

-柔性传动件，所述柔性传动件包括旋转伺服马达(601)、鼓状件(604)和柔性元件(607)，所述旋转马达(601)设计成产生静态驱动扭矩，所述鼓状件(604)被连结成结合至所述旋转伺服马达(601)的输出轴，并且其中，所述柔性元件(607)的一个端部连结至所述鼓状件(604)。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，所述第二致动单元(610)被定尺寸且被控制成产生频率范围在0Hz至20Hz的动态动力。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，所述刚性传动元件(700)具有可调节的长度，使得由所述第二致动单元(610)产生的动力能够在所述受电弓机构(Q)的不同高度位置处施加至所述受电弓机构。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，所述机械结构件(2)和用于连接至所述受电弓的固定框架(T)的第一快速联接机构(400)的尺寸设定成使得联接至所述受电弓的所述固定框架(T)的所述机械结构件(2)的第一振动频率比能够由所述混合传动件(3)激发的频率带高至少一个数量级。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，所述机械结构件(2)包括结构元件，所述结构元件连接至彼此以形成三维框架。

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