CN211013534U - 基于加速度检测和无线传输的列车接触网硬点检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于加速度检测和无线传输的列车接触网硬点检测装置，其包括固定安装于弓头的加速度传感器，列车的车顶设置接收装置，接收装置包括：ADC采集处理转化器：与加速度传感器耦接，用于将加速度传感器的模拟量信号转化为数字量信号；微处理器：与ADC采集处理转化器耦接，进行预设硬点加速度阈值运算，判断是否输出硬点触发信号；所述接收装置还包括与微处理器无线连接的无线传输单元，无线传输单元通过无线连接有加速度阈值设置器，加速度阈值设置器通过无线传输模块发送预设硬点加速度阈值进行增减设置，微处理器连接有用于对其供电的太阳能电源管理模块，微处理器的输出端耦接有工控机，本实用新型具有提高装置供电的持久性的效果。

Description

基于加速度检测和无线传输的列车接触网硬点检测装置

技术领域

本实用新型涉及检测装置的技术领域，尤其是涉及基于加速度检测和无线传输的列车接触网硬点检测装置。

背景技术

随着我国列车时速的不断提高，列车受电弓的安全性显得越发重要。而接触网硬点则是一直以来影响列车牵引力受电弓网受流质量的顽疾。接触网硬点是列车在高速运行通过时，受电弓与接触网的接触力因外力突然发生变化的点，是一种有威胁的物理现象，它会破坏受电弓和电力网的正常接触和受流，加快导线和受电弓滑板的异常磨耗和撞击性损害，常在这些部位造成火花或拉弧，甚至损伤接触网和受电弓。

现有的受电弓结构如图1所示，包括固定安装于列车顶端的底架1，与底架1连接且倾斜设置的下管11，下管11背离底架1的一端铰接有倾斜的上臂12，上臂12与下管11的倾斜方向相反，上臂12背离下管11的端部固定连接有弓头13。

目前阶段，列车弓网硬点检测装置获取接触网硬点的方式多是通过装置内根据室内测试加速度硬点阈值而预留间隙的弹簧片在遇到大于或者等于与之相应设定的阈值的硬点时，由外力使其闭合与接触点形成回路触发硬点信号，或利用单轴加速度计进行单分向加速度阈值检测判断硬点。

然而以上两种弓网硬点检测方式都存在供电不持久的情况。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供基于加速度检测和无线传输的列车接触网硬点检测装置，其具有提高装置供电的持久性的效果。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

基于加速度检测和无线传输的列车接触网硬点检测装置，包括固定安装于弓头的加速度传感器，列车的车顶固定设置有接收装置，接收装置包括：

ADC采集处理转化器：与加速度传感器耦接，用于将加速度传感器的模拟量信号转化为数字量信号；

微处理器：与ADC采集处理转化器耦接，进行预设硬点加速度阈值运算，判断是否输出硬点触发信号；

所述接收装置还包括与微处理器通过无线连接的无线传输单元，无线传输单元通过无线连接有加速度阈值设置器，加速度阈值设置器通过无线传输模块发送预设硬点加速度阈值进行增减设置，微处理器连接有用于对其供电的太阳能电源管理模块，微处理器的输出端耦接有工控机。

通过采用上述技术方案，加速度传感器对受电弓进行加速度数据采集，并将加速度的模拟量信号传递给ADC采集处理转化器，ADC采集处理转化器将模拟量信号转化为数字量信号并传递给微处理器，微处理器进行预设硬点加速度阈值运算，判断是否输出硬点触发信号，并且可以通过无线传输模块发送预设硬点加速度阈值进行增减设置。系统运行过程中所有达到阈值触发要求的加速度数据和运行状态参数发送到工控机端进行存储。并且太阳能电源管理模块能够为整个装置供电，从而大幅度提高硬点检测装置供电的持久性。并且通过无线传输单元来设置加速度阈值，适应性较强，不受地理位置限制，并且传输速度高、稳定性和保密性好，抗干扰能力强，硬点检测准确性高，设备检测性能一致性较强。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述太阳能电源管理模块包括与列车顶部固定连接的供电安装壳，供电安装壳的上表面固定设置太阳能电池板，供电安装壳的一侧开设有安装槽，安装槽内卡设安装有与太阳能电池板耦接的蓄电池，且蓄电池为微处理器供电。

通过采用上述技术方案，安装壳能够为太阳能电池板提供稳定可靠的安装环境，并且将蓄电池卡入安装槽内，使得整个太阳能电源管理模块的整体性更强，占用空间小，安装稳定性高。太阳能电池板将太阳能转化为电能后为蓄电池充电，确保蓄电池能够有充足的电量，蓄电池为微处理器供电，从而提高硬点检测过程的供电持久性以及供电稳定性。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述安装槽的槽口盖设有密封板，密封板与供电安装壳通过螺栓可拆卸固定连接。

通过采用上述技术方案，将蓄电池装入安装槽后，在安装槽的槽口盖上密封板并利用螺栓将密封板与供电安装壳固定，从而使得蓄电池安装后稳定性较高，不会轻易从安装槽内脱离，同时，当蓄电池损坏时，可以将密封板拆卸下来，以便于更换蓄电池，提高蓄电池的更换便利性。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述供电安装壳内开设有呈L形设置的导线槽，安装槽的槽底开设有与导线槽连通的出线孔，太阳能电池板的底面正对导线槽。

通过采用上述技术方案，太阳能电池板与蓄电池之间通过导线连接，导线可以在导线槽内收纳，并穿过出线孔与蓄电池连接，从而使得导线的容纳效果更好，并且太阳能电池板安装后能够将导线进行遮盖保护，避免导线外露导致的易损坏，同时导线从出线孔穿过后，能够得到有效的定位支持，使得导线不会过于混乱，进一步提高导线接线后的牢固性和可靠性。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述供电安装壳的顶部四周开设有供太阳能电池板卡接的内卡肩，太阳能电池板搭设于内卡肩并与内卡肩粘接固定。

通过采用上述技术方案，太阳能电池板搭在内卡肩上，使得太阳能电池板安装后不易晃动，且得到有效支撑，同时太阳能电池板与内卡肩粘接固定，使得太阳能电池板的安装稳定性进一步提高。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述蓄电池为磷酸铁锂电池。

通过采用上述技术方案，磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好等优点，因此使得该硬点检测装置的使用安全性以及稳定性大大提高。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述微处理器与工控机之间采用RS485通信方式连接。

通过采用上述技术方案，RS485通信具有较高的灵敏度，系统运行稳定且通信效率高，能大幅度提高检测数据的准确性，提升日常硬点排查、抢修准确性和维护效率，进而有效降低人员工作量。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.通过利用无线传输模块发送预设硬点加速度阈值进行增减设置，可以提高加速度阈值增减设置的便利性以及准确性，进而提高检测数据的准确性；

2.利用太阳能电源管理模块为硬点检测装置供电，使得供电的持久性大大提高；

3.通过将太阳能电池板以及蓄电池整合在同一供电安装壳内，并且在壳体内设置用于容纳供电导线的L形导线槽，使得太阳能电源管理模块的整体性更强，同时使得供电导线得到有效收纳，供电导线不至于过于混乱，供电稳定性和可靠性大大提高。

附图说明

图1是背景技术中现有的受电弓的结构示意图；

图2是实施例2中列车接触网硬点检测装置的结构示意图；

图3是控制流程示意图；

图4是太阳能电源管理模块的爆炸示意图；

图5是太阳能电源管理模块的剖视图。

图中，1、底架；11、下管；12、上臂；13、弓头；2、加速度传感器；3、接收装置；31、ADC采集处理转化器；32、微处理器；33、无线传输单元；4、加速度阈值设置器；5、太阳能电源管理模块；51、供电安装壳；511、安装槽；512、密封板；513、出线孔；514、导线槽；515、内卡肩；52、太阳能电池板；53、蓄电池；6、工控机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

为了更好地理解列车接触网硬点检测装置的具体安装结构以及安装位置，本实施例对受电弓的结构进行简单介绍。

现有的受电弓如图1所示，包括固定安装于列车顶端的底架1，与底架1连接且倾斜设置的下管11，下管11背离底架1的一端铰接有倾斜的上臂12，上臂12与下管11的倾斜方向相反，上臂12背离下管11的端部固定连接有弓头13。

实施例2

参照图2，为本实用新型公开的基于加速度检测和无线传输的列车接触网硬点检测装置，包括固定设置于弓头13上的加速度传感器2，列车顶端固定设置有接收装置3以及太阳能电源管理模块5，太阳能电源管理模块5为接收装置3供电，接收装置3电连接有工控机6。接收装置3用以接收加速度传感器2传递的加速度信号并对加速度信号进行运算以判断是否输出硬点触发信号，工控机6接收由接收装置3传递的硬点触发信号并进行存储。

结合图2和图3，具体地，加速度传感器2型号为ADXL1001，加速度传感器2对受电弓进行加速度数据采集。接收装置3包括ADC采集处理转化器31、微处理器32以及无线传输单元33，ADC采集处理转化器31与加速度传感器2耦接，用以接收加速度传感器2传递的加速度信号，且加速度信号为模拟量信号，ADC采集处理转化器31将模拟量信号转化为数字量信号并传递给微处理器32，ADC采集处理转化器31与微处理器32耦接，微处理器32进行预设硬点加速度阈值运算，判断是否输出硬点触发信号；无线传输单元33的输出端与微处理器32耦接，且无线传输单元33的输入端与加速度阈值设置器4耦接，因此可以通过无线传输单元33发送预设硬点加速度阈值进行增减设置。硬点信号输出为加速度数值（ASCII码）。微处理器32通过RS485通信方式与工控机6连接，系统运行过程中所有达到阈值触发要求的加速度数据和运行状态参数发送带工控机6端进行存储。

本实施例中，优选地，微处理器32采用STM32F103C8T6-LQFP48型号的微处理器32，无线传输单元33采用NRF24L01-2.4G型号的无线传输单元33，加速度阈值设置器4采用STM32F103C8T6-LQFP48型号的加速度阈值设置器4。

结合图4和图5，太阳能电源管理模块5包括供电安装壳51，供电安装壳51固定安装于列车的顶端，供电安装壳51的内壁四周设置有内卡肩515，内卡肩515上搭设有太阳能电池板52，且太阳能电池板52与内卡肩515粘接固定，供电安装壳51内部开设有呈L形设置的导线槽514，具体地，导线槽514设置于供电安装壳51内部的一侧位置处，且为倒L形，供电安装壳51的一侧外壁开设有密封槽，密封槽的槽底开设有两个与导线槽514连通的出线孔513，密封槽内卡设有蓄电池53，本实施例中，蓄电池53采用安全性能高、循环利用时间长的磷酸铁锂电池。蓄电池53的充电端导线通过出线孔513后与太阳能电池板52电连接，且蓄电池53为微处理器32供电。因此太阳能电池板52将太阳能转化为电能为蓄电池53充电，并且太阳能电池板52与蓄电池53之间连接的供电导线收纳于导线槽514内部，使得供电导线不会过于混乱，并且太阳能电池板52能够将供电导线进行遮盖保护，提高供电导线的安装稳定性。蓄电池53安装于安装槽511内部，使得整个太阳能电源管理模块5的整体性更强、占用空间小，稳定性更高。

如图5所示，为了进一步提高蓄电池53安装后的稳定性，在安装槽511的槽口盖设有密封板512，且密封板512与供电安装壳51之间通过螺栓可拆卸连接，使得蓄电池53不会从安装槽511内脱离，并且当蓄电池53损坏时，也能够便于更换。

本实施例的实施原理为：系统运行时加速度传感器2对弓网支架进行加速度数据采集，微处理器32进行预设硬点加速度阀值运算，判断是否输出硬点触发信号，可通过无线传输模块发送预设硬点加速度阀值进行增减设置。硬点信号输出为加速度数值（ASCII码）。系统运行过程中所有达到阀值触发要求的加速度数据和运行状态参数发送到工控机6端进行存储。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于加速度检测和无线传输的列车接触网硬点检测装置，包括固定安装于弓头(13)的加速度传感器(2)，列车的车顶固定设置有接收装置(3)，接收装置(3)包括：

ADC采集处理转化器(31)：与加速度传感器(2)耦接，用于将加速度传感器(2)的模拟量信号转化为数字量信号；

微处理器(32)：与ADC采集处理转化器(31)耦接，进行预设硬点加速度阈值运算，判断是否输出硬点触发信号；

其特征在于：所述接收装置(3)还包括与微处理器(32)通过无线连接的无线传输单元(33)，无线传输单元(33)通过无线连接有加速度阈值设置器(4)，加速度阈值设置器(4)通过无线传输模块发送预设硬点加速度阈值进行增减设置，微处理器(32)连接有用于对其供电的太阳能电源管理模块(5)，微处理器(32)的输出端耦接有工控机(6)。

2.根据权利要求1所述的基于加速度检测和无线传输的列车接触网硬点检测装置，其特征在于：所述太阳能电源管理模块(5)包括与列车顶部固定连接的供电安装壳(51)，供电安装壳(51)的上表面固定设置太阳能电池板(52)，供电安装壳(51)的一侧开设有安装槽(511)，安装槽(511)内卡设安装有与太阳能电池板(52)耦接的蓄电池(53)，且蓄电池(53)为微处理器(32)供电。

3.根据权利要求2所述的基于加速度检测和无线传输的列车接触网硬点检测装置，其特征在于：所述安装槽(511)的槽口盖设有密封板(512)，密封板(512)与供电安装壳(51)通过螺栓可拆卸固定连接。

4.根据权利要求2所述的基于加速度检测和无线传输的列车接触网硬点检测装置，其特征在于：所述供电安装壳(51)内开设有呈L形设置的导线槽(514)，安装槽(511)的槽底开设有与导线槽(514)连通的出线孔(513)，太阳能电池板(52)的底面正对导线槽(514)。

5.根据权利要求2所述的基于加速度检测和无线传输的列车接触网硬点检测装置，其特征在于：所述供电安装壳(51)的顶部四周开设有供太阳能电池板(52)卡接的内卡肩(515)，太阳能电池板(52)搭设于内卡肩(515)并与内卡肩(515)粘接固定。

6.根据权利要求2所述的基于加速度检测和无线传输的列车接触网硬点检测装置，其特征在于：所述蓄电池(53)为磷酸铁锂电池。

7.根据权利要求1所述的基于加速度检测和无线传输的列车接触网硬点检测装置，其特征在于：所述微处理器(32)与工控机(6)之间采用RS485通信方式连接。

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