CN211626392U - 一种接触网检测设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种接触网检测设备。该接触网检测设备包括：车体、支架、线结构光传感器、轨距测量模块以及控制模块，所述控制模块设置在所述车体上，所述控制模块分别与所述线结构光传感器以及所述轨距测量模块电连接，所述控制模块用于接收所述线结构光传感器发送的扫描数据以及接收所述轨距测量模块发送的所述距离，并基于所述扫描数据以及所述距离得到所述接触线的拉出值和导高值。与现有技术相比，测量速度快，由工作人员手动测量改为自动测量，且工作人员劳动强度减小，无需在每一个测量位置进行调节，计算。此外，工作人员通过使用该设备可以实现全线路普查。

Description

一种接触网检测设备

技术领域

本申请涉及接触网检测技术领域，具体而言，涉及一种接触网检测设备。

背景技术

接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。

目前对接触网的检测，主要是采用红光半导体激光器和相位脉冲计数，检测接触线的导高值、拉出值等。检测过程包括：1.在测量点，比如吊弦位置、定位器位置，选择测量项目，如接触线的拉出、导高。2.调整激光器，瞄准到接触线上。3.记录检测结果。该方式，测量速度慢，测量一个位置的一个参数，时间大概在1-2分钟，其次，劳动强度大，激光器对准测量位置过程中，需要调节激光点的位置，操作员需要下蹲操作，测量点多时，劳动强度较大。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种接触网检测设备，以改善“目前对于接触网的检测，测量速度慢、工作人员劳动强度大”的问题。

本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种接触网检测设备，包括：车体；支架，所述支架设置在所述车体的顶部，且位于所述车体的顶部的中心；线结构光传感器，所述线结构光传感器设置在所述支架的顶端，所述线结构光传感器用于扫描接触网的接触线；轨距测量模块，所述轨距测量模块设置在所述车体的底部，所述轨距测量模块用于采集两个轨道之间的距离；以及控制模块，所述控制模块设置在所述车体上，所述控制模块分别与所述线结构光传感器以及所述轨距测量模块电连接，所述控制模块用于接收所述线结构光传感器发送的扫描数据以及接收所述轨距测量模块发送的所述距离，并基于所述扫描数据以及所述距离得到所述接触线的拉出值和导高值。

在本申请实施例中，通过将线结构光传感器、轨距测量模块集成于一个包含支架的车体上，使得工作人员仅需通过推动车体便可实现对接触网的检测。与现有技术相比，测量速度快，由工作人员手动测量改为自动测量，且工作人员劳动强度减小，无需在每一个测量位置进行调节，计算。此外，工作人员通过使用该设备可以实现全线路普查。

结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述接触网检测设备还包括限界测量模块，所述限界测量模块设置在所述支架上，所述限界测量模块与所述控制模块电连接，所述限界测量模块用于测量自身与所述接触网的支柱之间的距离。

在本申请实施例中，通过在支架上设置限界测量模块，可以使得该设备还可以测量自身与支柱之间的距离，进而得到支柱侧面限界。通过上述方式增加了设备的功能性。

结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述车体包括设置在所述车体的底部的活动轮以及固定轮，所述活动轮可沿所述车体的底部滑动，所述活动轮以及所述固定轮相对设置在所述车体的底部的两侧。

由于轨道之间的间距会不同，因此，在本申请实施例中，通过在车体的底部的一侧设置可滑动的活动轮，在另一侧设置固定轮，可以使得车体能够适用于不同的轨道上。

结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述轨距测量模块包括活动块以及测距仪；所述活动块设置在所述活动轮一侧，且所述活动块与所述活动轮刚性连接；所述测距仪设置在所述固定轮一侧，所述测距仪用于测量自身与所述活动块之间的距离。

在本申请实施例中，轨距测量模块包括设置在活动轮一侧的活动块以及设置在固定轮一侧的测距仪。其中，活动块与活动轮刚性连接，通过测距离测量自身与活动块之间的距离便于测量两个轨道之间的距离。

结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述接触网检测设备还包括编码器，所述编码器设置在所述车体的其中一个车轮上；所述编码器分别与所述控制模块以及所述线结构光传感器电连接；所述编码器用于里程计数以及向所述线结构光传感器发送触发指令。

在本申请实施例中，通过在车体的其中一个车轮上设置编码器，便于实现对车体行走里程的测量，同时，编码器还可以对线结构光传感器进行触发，以使线结构光传感器每隔预设距离进行一次扫描。

结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述接触网检测设备还包括显示器，所述显示器设置在所述支架上，所述显示器与所述控制模块电连接。

在本申请实施例中，通过在支架上设置显示器，便于工作人员查看测量过程以及测量结果。

结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述支架为可伸缩支架。

由于接触线的位置较高，因此，在本申请实施例中，支架为可伸缩支架，当设备检查完成后，可将支架进行伸缩，避免设备占用过大的空间，同时由于不同的接触线的位置不同，因此通过对可伸缩支架的调节，可以便于位于可伸缩支架上的线结构光传感器对接触线进行扫描。

结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述线结构光传感器还用于扫描所述接触网的定位器，并获取所述定位器的坡度。

在本申请实施例中，通过线结构光传感器还用于扫描接触网的定位器，进而获取定位器的坡度，增加了设备的功能性。

结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述接触网检测设备还包括电源模块，所述电源模块设置在所述车体上，所述电源模块分别与所述线结构光传感器、所述轨距测量模块以及所述控制模块电连接，所述电源模块用于为所述线结构光传感器、所述轨距测量模块以及所述控制模块供电。

在本申请实施例中，电源模块设置在所述车体上，通过电源模块实现了为线结构光传感器、轨距测量模块以及控制模块供电。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为接触网的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的一种在第一视角下的接触网检测设备的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的一种在第二视角下的接触网检测设备的结构示意图。

图4为本申请实施例提供的一种在第三视角下的接触网检测设备的结构示意图。

图5为本申请实施例提供的一种接触网检测方法的步骤流程图。

图标：100-接触网检测设备；10-车体；11-支架；12-线结构光传感器；13-轨距测量模块；131-活动块；132-测距仪；14-控制模块；15-限界测量模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1，首先，对接触网的结构进行说明，接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。

接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件和绝缘子。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。

支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。

定位装置包括定位管和定位器，其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱。

支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。目前接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，基础是对钢支柱而言的，即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上，由基础承受支柱传给的全部负荷，并保证支柱的稳定性。预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体，下端直接埋入地下。

目前对接触网的检测，主要是采用红光半导体激光器和相位脉冲计数，检测接触线的导高值、拉出值等。其中，接触网的导高值是指接触线到轨道顶面的垂直距离。接触线的拉出值是指接触线在定位点对受电弓中心线的偏移量。

检测过程包括：1.在测量点，比如吊弦位置、定位器位置，选择测量项目，如接触线的拉出、导高。2.调整激光器，瞄准到接触线上。3.记录检测结果。该方式，测量速度慢，测量一个位置的一个参数，时间大概在1-2分钟，其次，劳动强度大，仪器激光器对准测量位置过程中，需要调节激光点的位置，操作员需要下蹲操作，测量点多时，劳动强度较大。

鉴于上述问题，本申请发明人经过研究探索，提出以下实施例以解决上述问题。

请参阅图2-图4，本申请实施例提供一种接触网检测设备100，包括：车体10、支架11、线结构光传感器12、轨距测量模块13以及控制模块14。(其中，图3为接触网检测设备100的俯视图，图4为接触网检测设备100的底部视图)。

其中，支架11设置在车体10的顶部，且位于车体10的顶部的中心。车体10的底部设置有多个车轮，比如可以是四个、六个。线结构光传感器12设置在支架的顶端。轨距测量模块13设置在车体10的底部。控制模块14设置在车体上，控制模块14分别与线结构光传感器12以及轨距测量模块13电连接。

其中，线结构光传感器12用于扫描接触网的接触线，以及将扫描数据发送给控制模块14。

其中，轨距测量模块13用于采集两个轨道之间的距离，以及将采集的距离发送给控制模块14。

上述的轨距测量模块13可以是测距仪，比如激光测距仪、光电测距仪。

于本申请实施例中，控制模块14包括控制器以及笔记本电脑(笔记本电脑包括中央处理器，笔记本电脑图中未示出)；控制器用于接收线结构光传感器12发送的扫描数据以及接收轨距测量模块13发送的距离，并将接收到的数据发送至笔记本电脑。笔记本电脑上配套有控制软件，可以根据接收的数据解算出接触线的拉出值和导高值。当然，笔记本电脑也可以直接接收线结构光传感器12发送的扫描数据以及接收轨距测量模块13发送的距离，然后基于笔记本电脑上配套的控制软件解算出接触线的拉出值和导高值。

上述的控制器可以是单片机。控制器也可以是通用处理器，例如，可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。此外，通用处理器可以是微处理器或者任何常规处理器等。

可选地，控制模块14还可以是工控机。当控制模块14为工控机时，作为一种实施方式，该接触网检测设备100还包括显示器。工控机和显示器电连接。工控机用于接收线结构光传感器12发送的扫描数据以及接收轨距测量模块13发送的距离，并根据接收的数据解算出接触线的拉出值和导高值。工控机还用于将解算出接触线的拉出值和导高值发送至显示器，以使显示器将数据进行显示。在该方式下，可以选配控制器。也即，可以是控制器接收数据、工控机进行解算，对此，本申请不作限定。上述的显示器，可以是液晶显示器，也可以是LED显示器。

可选地，控制模块14还可以包括工控机、笔记本电脑以及通信模块。通信模块可以与笔记本电脑电连接。通信模块用于传输接触线的拉出值和导高值。比如，接触网检测设备100的通信模块可以用于与工作人员的终端设备进行通信连接。工作人员可以通过终端设备查看检测数据。在该方式下，也可以选配控制器。对此，本申请不作限定。

综上所述，在本申请实施例中，通过将线结构光传感器12、轨距测量模块13集成于一个包含支架11的车体10上，使得工作人员仅需通过推动车体便可实现对接触网的检测。与现有技术相比，测量速度快，由工作人员手动测量改为自动测量，且工作人员劳动强度减小，无需在每一个测量位置进行调节，计算。此外，工作人员通过使用该设备可以实现全线路普查。

需要说明的是，由于接触线的位置一般较高，因此，支架的高度为5米。当然为了适用不同高度的接触线，在其他实施例中，支架的高度还可以是6米、4米等等。

考虑到接触线高度的不同，于本申请实施例中，支架11为可伸缩支架。请继续参考图2，支架11包括有第一子支架、第二子支架和第三子支架。第二子支架设置在第一子支架以及第三子支架之间。第一子支架与车体10连接、第三子支架与线结构光传感器12连接。第一子支架的横截面积大于第二子支架的横截面积，第二子支架的横截面积大于第三子支架的横截面积。相邻两个子支架之间可以通过卡扣连接也可以通过螺丝连接。

当设备未进行使用时，第二子支架套设在第三子支架上，第一子支架套设在第二子支架上。当设备投入到使用中时，可以根据接触线的高度，调节第二子支架和第三子支架伸出的高度，然后将相邻两个子支架之间卡合或者通过螺丝连接。

对于可伸缩支架中包括的子支架的数量，本申请不作限定，比如可伸缩支架可以仅包括两个子支架或者包括四个、八个子支架。

在本申请实施例中，支架11为可伸缩支架，当设备检查完成后，可将支架11进行伸缩，避免设备占用过大的空间，同时由于不同的接触线的位置不同，因此通过对可伸缩支架的调节，可以便于位于可伸缩支架上的线结构光传感器12对接触线进行扫描。

可选地，该接触网检测设备100还包括限界测量模块15。限界测量模块15设置在支架上，限界测量模块15与控制模块14电连接。限界测量模块15用于测量自身与接触网的支柱之间的距离。

其中，限界测量模块15可以是激光限界测量仪。

其中，限界测量模块15设置在支架11上距离车体0.5米～1米的范围内。

在本申请实施例中，通过在支架11上设置限界测量模块15，可以使得该设备还可以测量自身与支柱之间的距离，进而得到支柱侧面限界。其中，支柱侧面限界定义是：支柱内缘与临近铁路轨顶连线的线路中心线的水平距离。通过上述方式增加了设备的功能性。

可选地，车体10底部的车轮包括活动轮以及固定轮。活动轮以及固定轮相对设置在车体的底部的两侧。其中，活动轮可沿车体的底部滑动，也即活动轮可沿活动轮所在车体的一侧向固定轮的一侧滑动。其中，活动轮与固定轮的数量可以相同，比如均为2个、4个。当然，活动轮与固定轮的数量也可以不同，比如，滑动轮的数量为2个，固定轮的数量为4个。对此，本申请不作限定。

由于轨道之间的间距会不同，因此，在本申请实施例中，通过在车体的底部的一侧设置可滑动的活动轮，在另一侧设置固定轮，可以使得车体能够适用于不同间距的轨道上。

请继续参阅图4，可选地，当车体底部的车轮包括活动轮以及固定轮时，轨距测量模块13包括活动块131以及测距仪132。

其中，活动块131设置在活动轮一侧，且活动块131与活动轮刚性连接。而测距仪132设置在固定轮一侧，测距仪132用于测量自身与活动块131之间的距离。由于测距仪132设置在固定轮一侧，活动块131设置在活动轮一侧，因此，通过测距仪132测量自身与活动块131之间的距离便可测量活动轮与固定轮之间的距离，进而测量两个轨道之间的间距。

当然，在其他实施例中，也可以是测距仪132设置在活动轮一侧，且测距仪132与活动轮刚性连接，在固定轮一侧设置一块挡板，测距仪132用于测量自身与挡板之间的距离，进而测量活动轮与固定轮之间的距离，进而测量两个轨道之间的间距。

可选地，接触网检测设备100还包括编码器，编码器设置在车体10的其中一个车轮上。

编码器分别与控制模块14以及线结构光传感器12电连接。编码器用于里程计数。编码器的计数原理为：编码器转动会产生脉冲信号，由于编码器是设置在车轮上的，因此，通过车轮的转动，会使得编码器产生对应的脉冲信号，通过产生的脉冲信号便可测量车体行走的里程。于本申请实施例中，编码器还用于向线结构光传感器12发送触发指令。编码器每产生一定数量的脉冲信号，便会向线结构光传感器12发送一次触发指令，以使线结构光传感器12进行一次扫描。比如，可以设置为编码器每产生1个脉冲信号或者多个脉冲信号，便会向线结构光传感器12发送一次触发指令，以使线结构光传感器12进行一次扫描。通过该方式，使得线结构光传感器12可以每隔预设的距离进行一次扫描。

在本申请实施例中，通过在车体10的其中一个车轮上设置编码器，便于实现对车体行走里程的测量，同时，编码器还可以对线结构光传感器12进行触发，以使线结构光传感器12每隔预设距离进行一次扫描。

于本申请实施例中，接触网检测设备100还包括电源模块。电源模块设置在车体上，电源模块分别与线结构光传感器12、轨距测量模块13以及控制模块14电连接，电源模块用于为线结构光传感器12、所述轨距测量模块13以及所述控制模块14供电。当接触网检测设备还包括其他用电器件时，电源模块也可同时为该用电器件供电，比如电源模块还用于为编码器、限界测量模块15供电。

可选地，接触网检测设备100还包括电机。电机与车体10的车轮机械连接，电机与控制模块14电连接。

其中，电机用于接收控制模块14的控制指令以对车轮进行驱动控制。

在本申请实施例中，通过电机对车轮进行驱动控制，可以使得整个设备实现自动化测量，无需人为推动，节省了人力。

可选地，线结构光传感器还用于扫描接触网的定位器，并获取定位器的坡度。也即线结构光传感器可以自动识别定位器。

在本申请实施例中，通过线结构光传感器12还用于扫描接触网的定位器，进而获取定位器的坡度，增加了设备的功能性。

可选地，线结构光传感器12还可以自动识别接触网的吊弦。

可选地，控制模块14还用于对定位器、吊弦进行自动编号。控制模块14还用于对锚段进行自动编号。

综上所述，本申请实施例所提供的接触网检测设备100的功能可以包括：检测接触线拉出值、接触线导高值、定位器坡度、支柱侧面限界、轨距测量、自动识别定位器、自动识别吊弦、里程计数、定位器自动编号、吊弦自动编号以及锚段自动编号。

请参阅图5，基于同一构思，本申请实施例还提供一种接触网检测方法，应用于如上述实施例中的接触网检测设备100中的控制模块14。该方法包括：步骤S101-步骤S104。

步骤S101：基于线结构光传感器发送的扫描数据，获取位于线结构光传感器坐标系下的接触线的位置数据。

通过线结构光传感器发送的扫描数据便可获取接触线的位置数据(PX，PY)。需要说明的是，此时获取的接触线的位置数据(PX，PY)是基于线结构光传感器坐标系下的坐标数据。

步骤S102：根据车体的中心的位置数据，将位于线结构光传感器坐标系下的接触线的位置数据转换为位于车体中心坐标系下的接触线的位置数据。

其中，车体的中心的位置数据是根据车体状态预先标定的参数。即车体的中心的位置数据等于支架的顶部的位置数据与车体的底部的向量差。比如车体的中心的位置数据为(MX，MY)，则将位于线结构光传感器坐标系下的接触线的位置数据转换为位于车体中心坐标系下的接触线的位置数据即为将车体的中心的位置数据为(MX，MY)与基于线结构光传感器坐标系下的接触线的位置数据(PX，PY)相加。

(MX，MY)+(PX，PY)＝(PX1，PY2)

其中，(PX1，PY2)即为位于车体中心坐标系下的接触线的位置数据。

步骤S103：基于轨距测量模块发送的距离，将位于车体中心坐标系下的接触线的位置数据转换为位于轨面中心坐标系下的接触线的位置数据。

控制模块获取到轨距测量模块发送的距离D后，将位于车体中心坐标系下的接触线的位置数据转换为位于轨面中心坐标系下的接触线的位置数据。

(PX1，PY2)+(-D/2，0)＝(L，H)

其中，D为轨道之间的间距，(L，H)即为位于轨面中心坐标系下的接触线的位置数据。

步骤S104：基于位于轨面中心坐标系下的接触线的位置数据获取接触线的拉出值和导高值。

通过步骤S103获取到位于轨面中心坐标系下的接触线的位置数据(L，H)，其中，L即为接触线的拉出值，H即为接触线的导高值。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种接触网检测设备，其特征在于，包括：

车体；

支架，所述支架设置在所述车体的顶部，且位于所述车体的顶部的中心；

线结构光传感器，所述线结构光传感器设置在所述支架的顶端，所述线结构光传感器用于扫描接触网的接触线；

轨距测量模块，所述轨距测量模块设置在所述车体的底部，所述轨距测量模块用于采集两个轨道之间的距离；以及

控制模块，所述控制模块设置在所述车体上，所述控制模块分别与所述线结构光传感器以及所述轨距测量模块电连接，所述控制模块用于接收所述线结构光传感器发送的扫描数据以及接收所述轨距测量模块发送的所述距离，并基于所述扫描数据以及所述距离得到所述接触线的拉出值和导高值。

2.根据权利要求1所述的接触网检测设备，其特征在于，所述接触网检测设备还包括限界测量模块，所述限界测量模块设置在所述支架上，所述限界测量模块与所述控制模块电连接，所述限界测量模块用于测量自身与所述接触网的支柱之间的距离。

3.根据权利要求1所述的接触网检测设备，其特征在于，所述车体包括设置在所述车体的底部的活动轮以及固定轮，所述活动轮可沿所述车体的底部滑动，所述活动轮以及所述固定轮相对设置在所述车体的底部的两侧。

4.根据权利要求3所述的接触网检测设备，其特征在于，所述轨距测量模块包括活动块以及测距仪；所述活动块设置在所述活动轮一侧，且所述活动块与所述活动轮刚性连接；所述测距仪设置在所述固定轮一侧，所述测距仪用于测量自身与所述活动块之间的距离。

5.根据权利要求1所述的接触网检测设备，其特征在于，所述接触网检测设备还包括编码器，所述编码器设置在所述车体的其中一个车轮上；所述编码器分别与所述控制模块以及所述线结构光传感器电连接；所述编码器用于里程计数以及向所述线结构光传感器发送触发指令。

6.根据权利要求1所述的接触网检测设备，其特征在于，所述接触网检测设备还包括显示器，所述显示器设置在所述支架上，所述显示器与所述控制模块电连接。

7.根据权利要求1所述的接触网检测设备，其特征在于，所述支架为可伸缩支架。

8.根据权利要求1所述的接触网检测设备，其特征在于，所述线结构光传感器还用于扫描所述接触网的定位器，并获取所述定位器的坡度。

9.根据权利要求1所述的接触网检测设备，其特征在于，所述接触网检测设备还包括电源模块，所述电源模块设置在所述车体上，所述电源模块分别与所述线结构光传感器、所述轨距测量模块以及所述控制模块电连接，所述电源模块用于为所述线结构光传感器、所述轨距测量模块以及所述控制模块供电。

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