CN218631082U - 一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于工业机电教学训练装置技术领域，其目的在于提供一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置。本实用新型在实施过程中，学员可将检测组件放置在碳滑板的指定检测点处，信号变送器的负输入端依次通过所述探测组件、所述检测组件、所述碳滑板和所述基板与所述信号变送器的正输入端电连接，并将由所述探测组件、所述检测组件、所述碳滑板和所述基板构成的电气回路得到的电阻数据发送至主控制器，主控制器根据电阻数据即可换算得到检测组件所在检测点处碳滑板与端部的水平距离，并通过检测组件获取检测点处碳滑板的厚度信息，由此可实现对车辆受电弓碳滑板的厚度及水平距离的自动测量，适用于碳滑板检测培训使用。

Description

一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置

技术领域

本实用新型属于工业机电教学训练装置技术领域，具体涉及一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置。

背景技术

轨道交通车辆包括火车以及地铁，其牵引动力一般采用电力驱动，轨道交通车辆线路的上方通常架设有电力线，车辆上设计有受电弓，它用于将线路上的电力传送到车辆中，供车辆驱动所用。电力线向车辆输入电力时，车辆上的受电弓缓慢抬起，由下向上接触到电力线路上，将线路的电力输送到车辆中。车辆在行进过程中，受电弓始终保持与电力线路的电缆摩擦状态，进而使电力源源不断地传送到车辆中。受电弓中，与电力线路直接摩擦取电的零件是碳滑板，它具有高耐磨性、高导电性等特性。

在实际使用过程中，即使碳滑板的耐磨性好，也会随着车辆长期运行过程中与电力线路之间的不断摩擦作用，使碳滑板的上表面磨损严重，造成取电能力的下降，以及车辆行进中与线路间打火等现象。当摩擦导致碳滑板的厚度下降到一定的极限厚度时，该碳滑板就需要更换。所以对电力车辆的受电弓上碳滑板的厚度测量是车辆的日常维护工作之一。

碳滑板一般长度有一米多长，厚度和宽度为几十毫米左右。经长期磨损后其厚度变化较大，且磨损在水平方向上，其磨损的上表面通常也不均匀。所以，在对碳滑板进行维修检测时，通常需要对水平方向上的五点或更多的点处，进行厚度测量。或者需要对受电弓进行完整检查，以寻找并测量出碳滑板上最薄的点以及位置。以便于用户根据测量的碳滑板厚读数据，综合判断该碳滑板是否需要更换。

实训装置是对新员工上岗前进行业务培训的设备，也可以作为老员工考试晋级的设备。其功能是：在不使用实际车辆的情况下，利用与实际受电弓装置类似的专用的教学设备，完成实际操作的培训及考试。

目前，车辆的受电弓实训通常采用人工教学方式，通过老师向学员面对面教学，由老师监督学员是否在指定的碳滑板的水平位置上进行了测量，在该点上是否正确使用了卡尺，是否能对游标卡尺的刻线进行正确的识读，以及是否能按标准正确的评估碳滑板质量的综合数据及结论。该方式优点是简单，实训设备只需采用一台退役下来的受电弓或一台全新的供电弓。

但是，在使用现有技术过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有的人工教学过程中，在学员经过多次训练后，通常会对该实训设备上碳滑板的厚度参数了然于心，影响后续的实训质量。同时，现有技术中，通常采用在碳滑板的水平方向上画固定式的刻线，再由学员在刻线点上进行测量，该方式较为死板，不具备考试时的灵活性。此外，现有技术中，学员在对碳滑板厚度进行测量后，卡尺刻度的读写培训也需要交由老师目视确定。导致采用现有的实训装置进行实训时，存在灵活性差，需要老师等辅助人员辅助训练，以及主观性依赖性大等缺点。

实用新型内容

为了至少在一定程度上解决上述技术问题，本实用新型提供了一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置，包括碳滑板、探测组件、基板、检测组件、信号变送器和主控制器，所述碳滑板和所述探测组件均铺设在所述基板的顶部，所述碳滑板和所述探测组件平行设置；所述探测组件与所述碳滑板和所述基板均绝缘设置，且所述探测组件通过检测组件依次与所述碳滑板和所述基板电连接，所述信号变送器的负输入端依次通过所述探测组件、所述检测组件、所述碳滑板和所述基板与所述信号变送器的正输入端电连接，所述信号变送器的输出端与所述主控制器电连接，所述主控制器用于根据由所述探测组件、所述检测组件、所述碳滑板和所述基板构成的电气回路获取所述检测组件所在所述碳滑板检测点处的水平位置信息；所述检测组件与所述主控制器通信连接，所述检测组件用于获取所在所述碳滑板检测点处的厚度信息，并将所述厚度信息发送至所述主控制器。

在一个可能的设计中，所述探测组件包括探测板、电阻和导电连接件；所述探测板与所述碳滑板平行设置，所述电阻沿所述探测板的长度方向设置有多个，多个电阻依次串联连接；所述导电连接件设置为T型，所述导电连接件包括垂直设置的导电板和连接线，所述导电连接件配合所述电阻也设置有多个，任一所述导电连接件的导电板水平铺设在所述探测板的顶部，且该导电连接件的连接线与任意两个串联的电阻的结合点连接，所述电阻的一端与所述信号变送器的负输入端电连接，所述电阻的另一端依次通过导电连接件、所述检测组件、所述碳滑板和所述基板与所述信号变送器的正输入端电连接。

在一个可能的设计中，所述检测组件采用电子数显卡尺。

在一个可能的设计中，所述检测组件包括卡尺尺体、卡尺探尺和卡尺读数发射器，所述卡尺探尺设置在卡尺尺体的下部，所述卡尺读数发射器用于获取所述卡尺探尺与所述卡尺尺体检测到的所述碳滑板检测点处的厚度信息，并将所述厚度信息发送至所述主控制器。

在一个可能的设计中，所述轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置还包括弓角，所述弓角设置有两个，两个弓角均设置在所述基板的顶部，且两个弓角分别与所述碳滑板的两端部接触。

在一个可能的设计中，所述弓角与所述基板通过螺栓连接件连接。

在一个可能的设计中，所述轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置还包括支架，所述支架设置在所述基板的底部。

在一个可能的设计中，所述支架与所述基板通过螺栓连接件连接。

在一个可能的设计中，所述信号变送器采用ADC0802型数模转换器。

在一个可能的设计中，所述主控制器采用IPC-610L型控制器。

本实用新型的有益效果集中体现在，可实现对车辆受电弓碳滑板的厚度及水平距离的自动测量，适用于碳滑板检测培训使用。具体地，本实用新型在实施过程中，学员可将检测组件放置在碳滑板的指定检测点处，信号变送器的负输入端依次通过所述探测组件、所述检测组件、所述碳滑板和所述基板与所述信号变送器的正输入端电连接，并将由所述探测组件、所述检测组件、所述碳滑板和所述基板构成的电气回路得到的电阻数据发送至主控制器，主控制器根据电阻数据即可换算得到检测组件所在检测点处碳滑板与端部的水平距离，并通过检测组件获取检测点处碳滑板的厚度信息，在学员手动测得碳滑板检测处的距离及厚度后，可通过与主控制器获取的数据进行对比，由此可便于实现对碳滑板测量的考核，同时适用于不同场景使用，避免学员之间相互作弊的问题；此外，本实用新型中，碳滑板可快速更换，由此无需预先测量并存储相关数据，便可实现自动出题、自动检测及自动评分等功能，具备可靠及自动化程度高等特性。

附图说明

图1为是实施例1中轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置的结构示意图；

图2是图1所示结构中A部的放大示意图；

图3是图1所示结构的主视图；

图4是图3所示结构中B部的放大示意图；

图5是实施例1中轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置的电路原理图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1至图5所示，本实施例提供了一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置，包括碳滑板1、探测组件、基板2、检测组件、信号变送器U1和主控制器U2，所述碳滑板1和所述探测组件均铺设在所述基板2的顶部，所述碳滑板1和所述探测组件平行设置，本实施例中，所述探测组件与所述碳滑板1的侧壁接触；所述探测组件与所述碳滑板1和所述基板2均绝缘设置，且所述探测组件通过检测组件依次与所述碳滑板1和所述基板2电连接，所述信号变送器U1的负输入端依次通过所述探测组件、所述检测组件、所述碳滑板1和所述基板2与所述信号变送器U1的正输入端电连接，所述信号变送器U1的输出端与所述主控制器U2电连接，所述主控制器U2用于根据由所述探测组件、所述检测组件、所述碳滑板1和所述基板2构成的电气回路获取所述检测组件所在所述碳滑板1检测点处的水平位置信息；所述检测组件与所述主控制器U2通信连接，所述检测组件用于获取所在所述碳滑板1检测点处的厚度信息，并将所述厚度信息发送至所述主控制器U2。

本实施例可实现对车辆受电弓碳滑板1的厚度及水平距离的测量，适用于碳滑板1检测培训使用。具体地，本实施例在实施过程中，学员可将检测组件放置在碳滑板1的指定检测点处，信号变送器U1的负输入端依次通过所述探测组件、所述检测组件、所述碳滑板1和所述基板2与所述信号变送器U1的正输入端电连接，并将由所述探测组件、所述检测组件、所述碳滑板1和所述基板2构成的电气回路得到的电阻4数据发送至主控制器U2，主控制器U2根据电阻4数据即可换算得到检测组件所在检测点处碳滑板1与端部的水平距离，并通过检测组件获取检测点处碳滑板1的厚度信息，在学员手动测得碳滑板1检测处的距离及厚度后，可通过与主控制器U2获取的数据进行对比，由此可便于实现对碳滑板1测量的考核，同时适用于不同场景使用，避免学员之间相互作弊的问题；此外，本实施例中，碳滑板1可快速更换，由此无需预先测量并存储相关数据，便可实现自动出题、自动检测及自动评分等功能，具备可靠及自动化程度高等特性。

具体地，本实施例中，碳滑板1的水平测量位置零点为碳滑板1右端，测量点的水平坐标计算公式如下：

R1＝R2＝R3＝……＝Rn＝RO；

L＝LO*(R1+R2+R3+……Ri)/(R1+R2+R3+……Rn)＝LO*R/(n*RO)；

其中，L0是碳滑板1的总长度，R是测量传感回路获得的总电阻4，R0为探测板3上焊接的单个电阻4的电阻值。基于此，主控制器U2可根据电阻4数据即可换算得到检测组件所在检测点处碳滑板1与端部的水平距离，由此实现对碳滑板1检测点所在位置的测量。

本实施例中，所述探测组件包括探测板3、电阻4和导电连接件；所述探测板3与所述碳滑板1平行设置，所述电阻4沿所述探测板3的长度方向设置有多个，多个电阻4依次串联连接；所述导电连接件设置为T型，所述导电连接件包括垂直设置的导电板5和连接线6，所述导电连接件配合所述电阻4也设置有多个，任一所述导电连接件的导电板5水平铺设在所述探测板3的顶部，且该导电连接件的连接线6与任意两个串联的电阻4的结合点连接，所述电阻4的一端与所述信号变送器U1的负输入端电连接，所述电阻的另一端依次通过导电连接件、所述检测组件、所述碳滑板1和所述基板2与所述信号变送器U1的正输入端电连接。需要说明的是，本实施例中，所述检测组件与所述碳滑板1之间，以及所述碳滑板1与所述基板2之间的连接电阻均接近于0，可忽略不计，基于此，当检测组件位于碳滑板1的不同检测点时，电气回路中的电阻大小主要来源于探测组件内接入电气回路中的电阻，因而，当检测组件位于碳滑板1的不同检测点时，主控制器U2可基于接收的电阻值换算得到接入的电阻数量，进而得到检测组件所在检测点处碳滑板1与端部的水平距离，由此实现对碳滑板1检测点处的位置测量。

如图5所示，图中的电阻R1为探测组件中多个电阻4的等效电阻，显然可知，当检测组件在碳滑板1的不同检测点时，接入电气回路中的电阻大小也不同。

本实施例中，所述检测组件采用电子数显卡尺。需要说明的是，电子数显尺卡可便于实现主控制器U2的自动读数，便于快速获取检碳滑板1测点处的厚度信息。应当理解的是，学员还可基于电子数显尺卡手动读数，并与主控制器U2接收的厚读数据进行对照，进而确定读数是否有误，由此实现对碳滑板1厚度测量的培训。

本实施例中，所述检测组件包括卡尺尺体7、卡尺探尺8和卡尺读数发射器9，所述卡尺探尺8设置在卡尺尺体7的下部，所述卡尺读数发射器9用于获取所述卡尺探尺8与所述卡尺尺体7检测到的所述碳滑板1检测点处的厚度信息，并将所述厚度信息发送至所述主控制器U2。需要说明的是，在基于检测组件进行检测的过程中，用户可将深度尺，即卡尺探尺8放到碳滑板1检测点处，并在确保卡尺探尺8已经伸至碳滑板检测点处的最深处后，保持卡尺尺体7的尺身与碳滑板1的外壁平行，并锁紧螺丝，此时卡尺读书发射器即可自动读取碳滑板1检测点处的厚度信息，并将其发送至主控制器U2(并不向学员显示)，学员可基于卡尺尺体7和卡尺探尺8上的刻度表进行手动读数，并将其填写在纸质的作业卡上，作为学员的答题答案，以便于老师等用户对学员答题正确性的考核依据。

本实施例中，所述轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置还包括弓角10，所述弓角10设置有两个，两个弓角10均设置在所述基板2的顶部，且两个弓角10分别与所述碳滑板1的两端部接触。本实施例中，两个弓角10用于形成对碳滑板1的两端面的夹持作用，可使得碳滑板1与基板2的连接更为稳固，避免在对碳滑板1进行测量过程中碳滑板1滑动的问题。

本实施例中，所述弓角10与所述基板2通过螺栓连接件连接，由此可便于实现所述弓角10与所述基板2之间的快速拆装。

本实施例中，所述轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置还包括支架11，所述支架11设置在所述基板2的底部。需要说明的是，支架11起到支撑基板2的作用，其高度可根据碳滑板1检测场景的不同进行设置，避免学员弯腰检测的问题，便于提高培训过程中的用户体验。

本实施例中，支架11也可构成电气回路中的一个模块，即电气回路由依次与信号变送器U1电连接的所述探测组件、所述检测组件、所述碳滑板1、所述基板2和所述支架11，所述信号变送器U1与所述探测组件中的端部电阻4之间，以及所述信号变送器U1与所述支架之间均可通过电线连接，对应地，可在支架11上设置相应的引线孔，此处不予限制。

本实施例中，所述支架11与所述基板2通过螺栓连接件连接，由此可便于实现所述支架11与所述基板2之间的快速拆装。

本实施例中，所述信号变送器U1采用ADC0802型数模转换器。具体地，本实施例中，信号变送器U1的输出端通过RS232信号接口与主控制器U2电连接。

本实施例中，所述主控制器U2采用IPC-610L型控制器。需要说明的是，PC610L是传统上架式工控机，其采用传统全长卡主板，扩展灵活，具备便于维护的特性。

最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置，其特征在于：包括碳滑板(1)、探测组件、基板(2)、检测组件、信号变送器(U1)和主控制器(U2)，所述碳滑板(1)和所述探测组件均铺设在所述基板(2)的顶部，所述碳滑板(1)和所述探测组件平行设置；所述探测组件与所述碳滑板(1)和所述基板(2)均绝缘设置，且所述探测组件通过检测组件依次与所述碳滑板(1)和所述基板(2)电连接，所述信号变送器(U1)的负输入端依次通过所述探测组件、所述检测组件、所述碳滑板(1)和所述基板(2)与所述信号变送器(U1)的正输入端电连接，所述信号变送器(U1)的输出端与所述主控制器(U2)电连接，所述主控制器(U2)用于根据由所述探测组件、所述检测组件、所述碳滑板(1)和所述基板(2)构成的电气回路获取所述检测组件所在所述碳滑板(1)检测点处的水平位置信息；所述检测组件与所述主控制器(U2)通信连接，所述检测组件用于获取所在所述碳滑板(1)检测点处的厚度信息，并将所述厚度信息发送至所述主控制器(U2)。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置，其特征在于：所述探测组件包括探测板(3)、电阻(4)和导电连接件；所述探测板(3)与所述碳滑板(1)平行设置，所述电阻(4)沿所述探测板(3)的长度方向设置有多个，多个电阻(4)依次串联连接；所述导电连接件设置为T型，所述导电连接件包括垂直设置的导电板(5)和连接线(6)，所述导电连接件配合所述电阻(4)也设置有多个，任一所述导电连接件的导电板(5)水平铺设在所述探测板(3)的顶部，且该导电连接件的连接线(6)与任意两个串联的电阻(4)的结合点连接，所述电阻(4)的一端与所述信号变送器(U1)的负输入端电连接，所述电阻的另一端依次通过所述导电连接件、所述检测组件、所述碳滑板(1)和所述基板(2)与所述信号变送器(U1)的正输入端电连接。

3.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置，其特征在于：所述检测组件采用电子数显卡尺。

4.根据权利要求3所述的一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置，其特征在于：所述检测组件包括卡尺尺体(7)、卡尺探尺(8)和卡尺读数发射器(9)，所述卡尺探尺(8)设置在卡尺尺体(7)的下部，所述卡尺读数发射器(9)用于获取所述卡尺探尺(8)与所述卡尺尺体(7)检测到的所述碳滑板(1)检测点处的厚度信息，并将所述厚度信息发送至所述主控制器(U2)。

5.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置，其特征在于：所述轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置还包括弓角(10)，所述弓角(10)设置有两个，两个弓角(10)均设置在所述基板(2)的顶部，且两个弓角(10)分别与所述碳滑板(1)的两端部接触。

6.根据权利要求5所述的一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置，其特征在于：所述弓角(10)与所述基板(2)通过螺栓连接件连接。

7.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置，其特征在于：所述轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置还包括支架(11)，所述支架(11)设置在所述基板(2)的底部。

8.根据权利要求7所述的一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置，其特征在于：所述支架(11)与所述基板(2)通过螺栓连接件连接。

9.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置，其特征在于：所述信号变送器(U1)采用ADC0802型数模转换器。

10.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆受电弓碳滑板厚度测量实训装置，其特征在于：所述主控制器(U2)采用IPC-610L型控制器。

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