CN209783519U - 一种混合式接触网接触轨几何参数检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种混合式接触网接触轨几何参数检测装置，用于实现对地铁的接触网和接触轨的检测，该装置包括在两条轨道上运行的轨道小车，所述的轨道小车包括车体以及分别设置在车体上的工业电脑以及通过光缆与工业电脑通信的接触网检测系统测量单元和接触轨检测系统测量单元。与现有技术相比，本实用新型具有精度高、工作效率高、功能全面、节约成本等优点。

Description

一种混合式接触网接触轨几何参数检测装置

技术领域

本实用新型涉及轨道检测技术领域，尤其是涉及一种混合式接触网接触轨几何参数检测装置。

背景技术

城市轨道交通普遍采用两种供电方式，一种是采用接触网供电，另一种是采用接触轨供电。为了保障列车的安全运行，对接触网以及接触轨的准确高效检测显得尤为重要。

接触网的测量一直是比较复杂的工作，特别是在接触网带电的情况下，安全成为主要问题。传统的测量方法都是接触式无电情况下的测量，如挂杆线坠式测量法是将一具有高绝缘性能的挂杆挂在高压线上，在杆的下端绑一坠垂至铁轨平面，再用直尺测量有关参数，计算后可得导线高度及拉出值(“之”字值)。该方法具有接触测量(在空气湿度较大时不允许测量)、环境条件影响大、测量速度慢、人为因素多、使用不便(每次使用前需对绝缘杆的绝缘性能进行测量)等缺点。为了克服以上不足，我们使用超声波测量法。

接触轨的测量普遍采用人工手持接触轨道尺进行检测，效率低、工作量大，并且只能在有限的断电时间内进行检测，检测点少、密度低，又脱离列车运行时的动态状况，这些都不利于接触轨的科学评价管理和计划维修，而且现有的检测设备仅仅只能检测接触轨或者接触网，功能较单一，并且经济性不高。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种混合式接触网接触轨几何参数检测装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种混合式接触网接触轨几何参数检测装置，用于实现对地铁的接触网和接触轨的检测，该装置包括在两条轨道上运行的轨道小车，所述的轨道小车包括车体以及分别设置在车体上的工业电脑以及通过光缆与工业电脑通信的接触网检测系统测量单元和接触轨检测系统测量单元。

所述的车体呈T字形，包括一体成型的横梁和左侧部，所述的左侧部设有两个车轮，横梁右侧设有一个车轮。

所述的车体上还设有轨道小车扶手、轨道小车提手和电池，所述的工业电脑设置在轨道小车扶手上。

所述的接触网检测系统测量单元包括超声换能器和超声波接收器，并且能在车体上横向滑动。

所述的接触轨检测系统测量单元通过一可旋转的直角框架与横梁右侧固定连接，包括固定在直角框架水平边内端的摄像机、设置在水平边外端的激光器以及圆柱形透镜，所述的激光器与接触轨断面下方正对，所述的摄像机与激光器处于同一水平高度上。

所述的圆柱形透镜由扩散镜片和过滤器镜片构成，所述的扩散镜片用以使激光器发出的激光扩散形成光幕投射到接触轨上，所述的过滤器镜片用以通过调节激光发射频率来过滤外部光源，避免被日光或其它光源干扰。

所述的超声换能器的型号为LCH-S1。

所述的激光器的型号为LP60X。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的接触网接触轨检测设备能够改善精度不高、工作效率低等问题，并且解决了轨检小车功能单一的缺点，节约了经济成本，确保优质工程建设，为列车安全可靠经济运营提供保障。

附图说明

图1为本实用新型的工作状态结构示意图。

图2为图1的正视图。

图3为图1的俯视图。

图4为图1的侧视图。

图5为本实用新型的结构示意图。

图6为工业电脑的局部放大图。

图7为接触网检测系统测量单元的局部放大图。

图8为接触轨检测系统测量单元的局部放大图。

图9为测量接触网导高的说明图。

图10为接触网在钢轨平面内的投影示意图。

图11为测量接触网拉出值的说明图。

图12为测量接触轨导高值的说明图

其中：1、地面，2、轨道，3、车轮，4、车体，5、轨道小车提手，6、轨道小车扶手，7、工业电脑，8、接触网检测系统测量单元，9、超声换能器，10、超声波接收器，11、电池，12、紧固螺钉，13、接触轨检测系统测量单元，14、摄像机，15、激光器，16、接触轨连接组件，17、接触轨，18、轨道小车，19、传感器，20、被测面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例：

为使本实用新型实施例的技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。应当指出的是，下面通过附图描述的实施例是参考性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-4所示，本实用新型提供一种混合式接触网接触轨几何参数检测装置，用于对地铁的接触网接触轨进行检测，轨道2包括两条平行的钢轨，包括轨道小车18、工业电脑7、接触轨检测系统测量单元8、接触网检测系统测量单元13。轨道小车18能够用于沿钢轨滑动；工业电脑7安装于轨道小车18上，用来处理传输回来的各种数据，并把所需测量的各种几何参数显示在工业电脑7屏幕上；接触网检测系统测量单元13通过光缆与工业电脑7相连，用来测量接触网的导高与拉出值；接触轨检测系统测量单元8通过光缆与工业电脑7相连，用来测量接触轨的导高与拉出值。

轨道小车18包括T字形的车体4、车轮3、电池11、轨道小车提手5和轨道小车扶手6，其中，电池11放置于车体4内，轨道小车扶手6与车体4连接。

工业电脑7放置于轨道小车扶手6上，并且通过光缆与接触轨检测系统测量单元13和接触网检测系统测量单元8电连接。

接触网检测系统测量单元8包括超声换能器9和超声波接收器10，并且可以在车体4上通过导轨进行横向滑动，调节位置。

接触网导高的测量是导线距钢轨平面距离的测量。通常情况下，导高：6300-6500mm。接触网检测系统测量单元13(高100mm)安装于轨道小车18(高300mm)上，这样接触网检测系统测量单元13距高压导线的距离为5900-6100mm，需要测量的也正是此距离。对于超声换能器9，本实施例采用的频率为40kHz，测量系统采用微处理器对回波信号进行分析、处理，自动控制增益，并按40kHz信号的半周期进行误差补偿。为了减小空气介质温度、湿度等因素对声速的影响，本实施例采用了标准距离校正法，即在一标准高度设定一目标，通过此标准高度来确定测量环境的实际声速。经过一系列的信号处理补偿,可确保在7000mm范围内的测量相对误差不大于0.15％。如图9所示，使接触网检测系统测量单元13沿X轴方向进行扫描，在扫描过程中，分别在X0,X1……Xn点进行测量，比较各点的测量结果，记最小值即为H’。导高值H＝H’+400mm。

接触网拉出值的测量实际上是空中某点在投影平面内的定位问题。如图10所示，高压导线在空中是以“之”字型延伸的，将其投影到钢轨平面上，则称转折点距铁轨平面中心点的距离L为拉出值。如图九，图十一所示，已知钢轨间距W＝1440mm，因而在沿X轴扫描的过程中，钢轨平面的中心点O点的位置是可知的，W/2＝720mm。在Y1位置沿X方向扫描时，利用导高的测量可确定其投影点M1距铁轨中心线的距离L1，同样在Y2,Y3……Yn点X方向扫描可分别确定M2，M3，……，Mn点距铁轨中心线的距离L2，L3，……，Ln，比较各L值的大小，其最大值即为拉出值。

接触轨检测系统测量单元13包括激光器15、摄像机14和两个镜片，与车体4通过紧固螺钉12转动连接，其中，激光器15放置于接触轨17断面的正下方，摄像机14的接收点与激光器15的发射点在同一水平线上，并且接触轨检测系统能够测量得到接触轨17相对于摄像机14的几何位置，而摄像机14固定安装在车体上，因此，通过计算可得到接触轨17与车体4上参照点之间的横向及垂向相对位置，接触轨检测系统与轨道几何检测系统(可测量轨道中心线)通过车体4上参照点之间的相对位置建立起同一检测断面的相互关系，两个镜片一个为圆柱形透镜，可使激光器发出的激光通过它扩散形成一光幕投射到接触轨，另一个为高选择性特殊光干扰过滤器镜片，通过微调激光发射频率可过滤外部光源，避免系统被日光或其它光源干扰。通过专用的光学后续处理软件可确定激光照射在接触轨轨头断面的确切的点，在接触轨轨头断面上的激光线像素可通过几何计算进行修正，以生成图像点，从而准确地描述接触轨轨头的位置和形状。

接触轨导高即为同一断面上接触轨轨面距离轨道顶面的垂直距离。如图十二所示，激光器15发出的激光垂直照射在被测面20上，激光源P1与检测点P2之间距离D1是一固定值，激光束倾角A1由机械定位为90°，摄像机对称轴在P2点处的传感器19采集角为A2，这样激光源与测量点Pa之间的距离Da可以通过三角计算得到，即：Da＝D1tgA2。接触轨检测系统测量单元13可以分别测量轨道顶面及接触轨轨头中心相对于车体上同一参考点的垂直距离，将这2个值相减即可得到接触轨的导高。

接触轨拉出值即为同一断面上接触轨轨头中心线距离轨道中心线的横向距离。接触轨检测系统测量单元13通过对轨道中心线位置及接触轨与车体上参照点的相对位置的测量，可分别得到同一断面上轨道中心线及接触轨中心线相对于车体上同一参照点的横向距离，将这2个值相加即可计算出接触轨的拉出值。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域内的技术人员来说，本实用新型可以有多种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种混合式接触网接触轨几何参数检测装置，用于实现对地铁的接触网和接触轨的检测，其特征在于，该装置包括在两条轨道(2)上运行的轨道小车(18)，所述的轨道小车(18)包括车体(4)以及分别设置在车体(4)上的工业电脑(7)以及通过光缆与工业电脑(7)通信的接触网检测系统测量单元(8)和接触轨检测系统测量单元(13)。

2.根据权利要求1所述的一种混合式接触网接触轨几何参数检测装置，其特征在于，所述的车体(4)呈T字形，包括一体成型的横梁和左侧部，所述的左侧部设有两个车轮，横梁右侧设有一个车轮。

3.根据权利要求2所述的一种混合式接触网接触轨几何参数检测装置，其特征在于，所述的车体(4)上还设有轨道小车扶手(6)、轨道小车提手(5)和电池(11)，所述的工业电脑(7)设置在轨道小车扶手(6)上。

4.根据权利要求1所述的一种混合式接触网接触轨几何参数检测装置，其特征在于，所述的接触网检测系统测量单元(8)包括超声换能器(9)和超声波接收器(10)，并且能在车体(4)上横向滑动。

5.根据权利要求1所述的一种混合式接触网接触轨几何参数检测装置，其特征在于，所述的接触轨检测系统测量单元(13)通过一可旋转的直角框架与横梁右侧固定连接，包括固定在直角框架水平边内端的摄像机(14)、设置在水平边外端的激光器(15)以及圆柱形透镜，所述的激光器(15)与接触轨(17)断面下方正对，所述的摄像机(14)与激光器(15)处于同一水平高度上。

6.根据权利要求5所述的一种混合式接触网接触轨几何参数检测装置，其特征在于，所述的圆柱形透镜由扩散镜片和过滤器镜片构成，所述的扩散镜片用以使激光器(15)发出的激光扩散形成光幕投射到接触轨(17)上，所述的过滤器镜片用以通过调节激光发射频率来过滤外部光源，避免被日光或其它光源干扰。

7.根据权利要求4所述的一种混合式接触网接触轨几何参数检测装置，其特征在于，所述的超声换能器(9)的型号为LCH-S1。

8.根据权利要求5所述的一种混合式接触网接触轨几何参数检测装置，其特征在于，所述的激光器(15)的型号为LP60X。