JP2001235310A - パンタグラフ変位並びに接触力及びトロリ線偏位の測定装置 - Google Patents
パンタグラフ変位並びに接触力及びトロリ線偏位の測定装置Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
- B60M1/00—Power supply lines for contact with collector on vehicle
- B60M1/12—Trolley lines; Accessories therefor
- B60M1/28—Manufacturing or repairing trolley lines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
- B61L15/0081—On-board diagnosis or maintenance
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で、パンタグラフ変位並びに接触
力及びトロリ線偏位を同時に測定できる測定装置を提供
すること。 【解決手段】 パンタグラフ変位並びに接触力及びトロ
リ線偏位の測定装置は、左右一対の復元ばね５Ｌと５Ｒ
の両端に夫々設置された赤外光を発光するＬＥＤの如き
光源１１〜１４と、基準位置に設置されて光源１１〜１
４を撮像するＣＣＤカメラ４０と、ＣＣＤカメラ４０の
ビデオ信号を画像処理してパンタグラフ変位を求める画
像処理装置５０と、画像処理装置５０の出力信号に所定
の演算を施してパンタグラフの接触力及びトロリ線偏位
を求める演算装置６０とで構成されている。ＣＣＤカメ
ラ４０は、可視光カットフィルタ４２が取付けられた異
方倍率レンズ４１を備え、車両の屋根７に設置されてい
る。
力及びトロリ線偏位を同時に測定できる測定装置を提供
すること。 【解決手段】 パンタグラフ変位並びに接触力及びトロ
リ線偏位の測定装置は、左右一対の復元ばね５Ｌと５Ｒ
の両端に夫々設置された赤外光を発光するＬＥＤの如き
光源１１〜１４と、基準位置に設置されて光源１１〜１
４を撮像するＣＣＤカメラ４０と、ＣＣＤカメラ４０の
ビデオ信号を画像処理してパンタグラフ変位を求める画
像処理装置５０と、画像処理装置５０の出力信号に所定
の演算を施してパンタグラフの接触力及びトロリ線偏位
を求める演算装置６０とで構成されている。ＣＣＤカメ
ラ４０は、可視光カットフィルタ４２が取付けられた異
方倍率レンズ４１を備え、車両の屋根７に設置されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気鉄道における
電車線とパンタグラフとの接触力、パンタグラフ変位、
及び電車線偏位を連続的に測定する装置に関するもので
ある。
電車線とパンタグラフとの接触力、パンタグラフ変位、
及び電車線偏位を連続的に測定する装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】特開平８−１７８６２４号公報に開示さ
れた電車線変位即ちトロリ線偏位の測定装置は、図５及
び図６に示す如く、トロリ線１に対して直角方向の線光
束を鉛直上方に投射する線光源３１と、撮影方向が斜め
上向きに設定されてトロリ線の高さＨと偏位の最大変動
幅Ｄ内のトロリ線を撮像するＩＴＶカメラ３２と、ＩＴ
Ｖカメラ３２の画像信号を処理してトロリ線の高さと偏
位を測定するパーソナルコンピュータ３３とからなるト
ロリ線の高さ・偏位測定装置である。この従来の測定装
置は、トロリ線の高さと偏位とを良好な精度で連続的に
測定できるという特長を有するものである。しかしなが
ら、この測定装置は架線保守車に搭載して夜間走行中に
使用することを条件とするものであるので、営業列車に
搭載して使用することが出来ないし、また架線とパンタ
グラフとの接触力を同時に測定することは出来ないとい
う問題がある。
れた電車線変位即ちトロリ線偏位の測定装置は、図５及
び図６に示す如く、トロリ線１に対して直角方向の線光
束を鉛直上方に投射する線光源３１と、撮影方向が斜め
上向きに設定されてトロリ線の高さＨと偏位の最大変動
幅Ｄ内のトロリ線を撮像するＩＴＶカメラ３２と、ＩＴ
Ｖカメラ３２の画像信号を処理してトロリ線の高さと偏
位を測定するパーソナルコンピュータ３３とからなるト
ロリ線の高さ・偏位測定装置である。この従来の測定装
置は、トロリ線の高さと偏位とを良好な精度で連続的に
測定できるという特長を有するものである。しかしなが
ら、この測定装置は架線保守車に搭載して夜間走行中に
使用することを条件とするものであるので、営業列車に
搭載して使用することが出来ないし、また架線とパンタ
グラフとの接触力を同時に測定することは出来ないとい
う問題がある。
【０００３】特開平７−２９１００１号公報に開示され
たパンタグラフの接触力の測定方法は、図７に示す如
く、舟体支持パイプ４に取り付けた非接触距離センサ３
４、３５、３６を用いて、すり板２をトロリ線１に押し
当てる前の舟体３と舟体支持パイプ４との間の距離と、
すり板２をトロリ線１に押し当てた後の舟体３と舟体支
持パイプ４との間の距離とを夫々計測し、これらの距離
から舟体支持ばねの伸縮量を求め、この伸縮量から架線
とパンタグラフとの接触力を測定するものである。この
従来の測定方法は、既設のパンタグラフを用いて、しか
も舟体に特別な加工や配線を施すことなく、架線とパン
タグラフとの接触力を非接触で連続的に測定できるとい
う特長を有するものである。しかしながら、この測定方
法ではパンタグラフ変位やトロリ線偏位を同時に測定す
ることが出来ないという問題がある。
たパンタグラフの接触力の測定方法は、図７に示す如
く、舟体支持パイプ４に取り付けた非接触距離センサ３
４、３５、３６を用いて、すり板２をトロリ線１に押し
当てる前の舟体３と舟体支持パイプ４との間の距離と、
すり板２をトロリ線１に押し当てた後の舟体３と舟体支
持パイプ４との間の距離とを夫々計測し、これらの距離
から舟体支持ばねの伸縮量を求め、この伸縮量から架線
とパンタグラフとの接触力を測定するものである。この
従来の測定方法は、既設のパンタグラフを用いて、しか
も舟体に特別な加工や配線を施すことなく、架線とパン
タグラフとの接触力を非接触で連続的に測定できるとい
う特長を有するものである。しかしながら、この測定方
法ではパンタグラフ変位やトロリ線偏位を同時に測定す
ることが出来ないという問題がある。
【０００４】更に、特開平１１−１９４０５９号公報に
開示された接触力測定装置は、図８に示す如く、周波数
応答関数算出部２５により周波数応答関数１／Ｈ（ｉ
ω）を求めた後、インパルス応答関数計算処理部２６に
よりインパルス応答関数ｈ（ｔ）を計算する一方、この
インパルス応答関数ｈ（ｔ）とパンタグラフの振動測定
手段であるセンサ２０により測定されたパンタフラフの
振動ｙ（ｔ）とに基づき、重畳積分回路２８によりトロ
リ線とパンタグラフとの接触力ｆ（ｔ）を求めるもので
ある。センサ２０は、舟体の下面に貼り付けて舟体の弾
性変形による振動を測定する歪みゲージ、車体の屋根に
配置されて舟体の高さを撮影するビデオカメラ、舟体支
持パイプ上に配置されて舟体の高さを測定するレーザ変
位計、車体の屋根に配置されてパンタグラフの枠組の高
さを測定するレーザ変位計、舟体の側面に配置されてそ
の加速度信号を測定する加速度計、舟体支持パイプの下
面に配置されてその加速度信号を測定する加速度計の中
の１個又は複数個が用いられる。この従来の測定装置
は、既設のパンタグラフを用いて、しかも舟体に特別な
加工や配線を施すことなく、架線とパンタグラフとの接
触力を非接触で連続的に且つ精度よく測定でき、しかも
パンタグラフ変位も同時に測定できるという特長を有す
るものである。しかしながら、この測定装置ではトロリ
線とパンタグラフとの接触力の変動分しか求めることが
出来ないという問題がある。
開示された接触力測定装置は、図８に示す如く、周波数
応答関数算出部２５により周波数応答関数１／Ｈ（ｉ
ω）を求めた後、インパルス応答関数計算処理部２６に
よりインパルス応答関数ｈ（ｔ）を計算する一方、この
インパルス応答関数ｈ（ｔ）とパンタグラフの振動測定
手段であるセンサ２０により測定されたパンタフラフの
振動ｙ（ｔ）とに基づき、重畳積分回路２８によりトロ
リ線とパンタグラフとの接触力ｆ（ｔ）を求めるもので
ある。センサ２０は、舟体の下面に貼り付けて舟体の弾
性変形による振動を測定する歪みゲージ、車体の屋根に
配置されて舟体の高さを撮影するビデオカメラ、舟体支
持パイプ上に配置されて舟体の高さを測定するレーザ変
位計、車体の屋根に配置されてパンタグラフの枠組の高
さを測定するレーザ変位計、舟体の側面に配置されてそ
の加速度信号を測定する加速度計、舟体支持パイプの下
面に配置されてその加速度信号を測定する加速度計の中
の１個又は複数個が用いられる。この従来の測定装置
は、既設のパンタグラフを用いて、しかも舟体に特別な
加工や配線を施すことなく、架線とパンタグラフとの接
触力を非接触で連続的に且つ精度よく測定でき、しかも
パンタグラフ変位も同時に測定できるという特長を有す
るものである。しかしながら、この測定装置ではトロリ
線とパンタグラフとの接触力の変動分しか求めることが
出来ないという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、パンタグラフ変位並びに接触力及びトロリ
線偏位の３つの項目を同時に測定できる構成簡単且つ取
り扱い容易な測定装置を提供することである。
する課題は、パンタグラフ変位並びに接触力及びトロリ
線偏位の３つの項目を同時に測定できる構成簡単且つ取
り扱い容易な測定装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、すり板が取り付けられた舟体と、舟体支持パイプを
含む舟体支持装置と、舟体を舟体支持装置に取り付ける
左右一対の復元ばねとからなるパンタグラフ変位並びに
接触力及びトロリ線偏位の測定装置を、前記左右一対の
復元ばねの両端に夫々設置された赤外光を発光するＬＥ
Ｄの如き可視光以外の光源と、基準位置に設置されて前
記光源を撮像するＣＣＤカメラと、このＣＣＤカメラの
ビデオ信号を処理してパンタグラフ変位を求める画像処
理装置と、前記画像処理装置の出力に所定の演算を施し
てパンタグラフの接触力及びトロリ線偏位を求める演算
装置とで構成した。そして、分解能を上げるために前記
ＣＣＤカメラには縦方向を拡大する異方倍率レンズを備
えさせた。更に、昼間の測定を可能とするために前記Ｃ
ＣＤカメラには可視光カットフィルタを取り付けた。
に、すり板が取り付けられた舟体と、舟体支持パイプを
含む舟体支持装置と、舟体を舟体支持装置に取り付ける
左右一対の復元ばねとからなるパンタグラフ変位並びに
接触力及びトロリ線偏位の測定装置を、前記左右一対の
復元ばねの両端に夫々設置された赤外光を発光するＬＥ
Ｄの如き可視光以外の光源と、基準位置に設置されて前
記光源を撮像するＣＣＤカメラと、このＣＣＤカメラの
ビデオ信号を処理してパンタグラフ変位を求める画像処
理装置と、前記画像処理装置の出力に所定の演算を施し
てパンタグラフの接触力及びトロリ線偏位を求める演算
装置とで構成した。そして、分解能を上げるために前記
ＣＣＤカメラには縦方向を拡大する異方倍率レンズを備
えさせた。更に、昼間の測定を可能とするために前記Ｃ
ＣＤカメラには可視光カットフィルタを取り付けた。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は撮像部が取り付けられたパ
ンタグラフ及び電車の屋根の側面図、図２は光源が取付
けられたパンタグラフの要部正面図、図４は本発明の構
成を示すブロック図である。パンタグラフは、すり板体
と舟体支持部とからなるものである。すり板体はトロリ
線１を押し上げるすり板２と、すり板２が取り付けられ
た舟体３とから構成されている。舟体支持部は、舟体支
持パイプ４と、舟体支持パイプ４に下端が舟体３に上端
が夫々固着された左右一対の復元ばね５Ｌ、５Ｒと、リ
ンク機構とばね作用を有する枠組み６とから構成されて
いる。枠組み６は、電車の車両の屋根７にその下端を碍
子を介して固定されている。
ンタグラフ及び電車の屋根の側面図、図２は光源が取付
けられたパンタグラフの要部正面図、図４は本発明の構
成を示すブロック図である。パンタグラフは、すり板体
と舟体支持部とからなるものである。すり板体はトロリ
線１を押し上げるすり板２と、すり板２が取り付けられ
た舟体３とから構成されている。舟体支持部は、舟体支
持パイプ４と、舟体支持パイプ４に下端が舟体３に上端
が夫々固着された左右一対の復元ばね５Ｌ、５Ｒと、リ
ンク機構とばね作用を有する枠組み６とから構成されて
いる。枠組み６は、電車の車両の屋根７にその下端を碍
子を介して固定されている。
【０００８】本発明に係る測定装置は、撮像部と信号処
理部とからなり、前記撮像部は左右一対の復元ばね５Ｌ
と５Ｒの両端に夫々設置された光源１１、１２、１３、
１４と、基準位置に設置されて光源１１、１２、１３、
１４を撮像するＣＣＤカメラ４０とから構成されてい
る。また、前記信号処理部は、ＣＣＤカメラ４０のビデ
オ信号を処理してパンタグラフ変位を求める画像処理装
置５０と、画像処理装置５０の出力信号に所定の演算を
施してパンタグラフの接触力ｆ及びトロリ線偏位Ｘを求
める演算装置６０とで構成されている。
理部とからなり、前記撮像部は左右一対の復元ばね５Ｌ
と５Ｒの両端に夫々設置された光源１１、１２、１３、
１４と、基準位置に設置されて光源１１、１２、１３、
１４を撮像するＣＣＤカメラ４０とから構成されてい
る。また、前記信号処理部は、ＣＣＤカメラ４０のビデ
オ信号を処理してパンタグラフ変位を求める画像処理装
置５０と、画像処理装置５０の出力信号に所定の演算を
施してパンタグラフの接触力ｆ及びトロリ線偏位Ｘを求
める演算装置６０とで構成されている。
【０００９】より具体的に説明すれば、光源１１、１
２、１３、１４は赤外光を発光するＬＥＤである。そし
て、光源１１は左側の復元ばね５Ｌの上端又はこの上端
近傍の舟体３に、且つ光源１２は左側の復元ばね５Ｌの
下端又はこの下端近傍の舟体支持パイプ４に夫々取り付
けられている。同様に、光源１３は右側の復元ばね５Ｒ
の上端又はこの上端近傍の舟体３に、且つ光源１４は右
側の復元ばね５Ｒの下端又はこの下端近傍の舟体支持パ
イプ４に夫々取り付けられている。なお、これらの光源
１１、１２、１３、１４の電源である電池は、パンタグ
ラフの適当な場所に設置されている。
２、１３、１４は赤外光を発光するＬＥＤである。そし
て、光源１１は左側の復元ばね５Ｌの上端又はこの上端
近傍の舟体３に、且つ光源１２は左側の復元ばね５Ｌの
下端又はこの下端近傍の舟体支持パイプ４に夫々取り付
けられている。同様に、光源１３は右側の復元ばね５Ｒ
の上端又はこの上端近傍の舟体３に、且つ光源１４は右
側の復元ばね５Ｒの下端又はこの下端近傍の舟体支持パ
イプ４に夫々取り付けられている。なお、これらの光源
１１、１２、１３、１４の電源である電池は、パンタグ
ラフの適当な場所に設置されている。
【００１０】上記基準位置は電車の車両の屋根７であっ
て、ＣＣＤカメラ４０は光源１１、１２、１３、１４を
撮像するのに適した場所に設置されている。ＣＣＤカメ
ラ４０には、分解能を上げるために縦方向の倍率が横方
向の倍率よりも数倍大きい異方倍率レンズ４１が備えら
れている。また、ＣＣＤカメラ４０のレンズ４１には可
視光をカットするフィルタ４２が取り付けられている。
これは、昼間でも光源の撮像を可能にするためである。
て、ＣＣＤカメラ４０は光源１１、１２、１３、１４を
撮像するのに適した場所に設置されている。ＣＣＤカメ
ラ４０には、分解能を上げるために縦方向の倍率が横方
向の倍率よりも数倍大きい異方倍率レンズ４１が備えら
れている。また、ＣＣＤカメラ４０のレンズ４１には可
視光をカットするフィルタ４２が取り付けられている。
これは、昼間でも光源の撮像を可能にするためである。
【００１１】ＣＣＤカメラ４０が撮像したビデオ信号
は、画像処理装置５０に入力される。画像処理装置５０
は前記ビデオ信号を画像処理して、左端の上側の光源１
１と下側の光源１２の変位ｙＬ１とｙＬ２、及び右端の
上側の光源１３と下側の光源１４の変位ｙＲ１とｙＲ２
を求め、これらの変位からパンタグラフ変位を求める。
パンタグラフ変位は、パンタグラフの左右の長さの中心
点で見る場合には、左右の上側の光源１１と１３の変位
ｙＬ１とｙＲ１との平均値で与えられる。これらの変位
の基準位置は、ＣＣＤカメラ４０の設置面である車両の
屋根７の面、或いはレールの面である。また演算装置６
０は、画像処理装置５０からの出力信号に所定の演算を
施して、パンタグラフの接触力とトロリ線偏位を算出す
る。なお、演算装置６０は、例えば図４に示す如く、プ
ログラムに従って他の構成要素の制御及び演算を行うＣ
ＰＵ６１、制御と演算のプログラムを記憶しているＲＯ
Ｍ６２、画像処理装置５０からの出力信号等のデータを
記憶するＲＡＭ６３、各種パラメータ等を設定する設定
器６４、ＣＲＴ６５及びプリンタ６６とから構成されて
いる。
は、画像処理装置５０に入力される。画像処理装置５０
は前記ビデオ信号を画像処理して、左端の上側の光源１
１と下側の光源１２の変位ｙＬ１とｙＬ２、及び右端の
上側の光源１３と下側の光源１４の変位ｙＲ１とｙＲ２
を求め、これらの変位からパンタグラフ変位を求める。
パンタグラフ変位は、パンタグラフの左右の長さの中心
点で見る場合には、左右の上側の光源１１と１３の変位
ｙＬ１とｙＲ１との平均値で与えられる。これらの変位
の基準位置は、ＣＣＤカメラ４０の設置面である車両の
屋根７の面、或いはレールの面である。また演算装置６
０は、画像処理装置５０からの出力信号に所定の演算を
施して、パンタグラフの接触力とトロリ線偏位を算出す
る。なお、演算装置６０は、例えば図４に示す如く、プ
ログラムに従って他の構成要素の制御及び演算を行うＣ
ＰＵ６１、制御と演算のプログラムを記憶しているＲＯ
Ｍ６２、画像処理装置５０からの出力信号等のデータを
記憶するＲＡＭ６３、各種パラメータ等を設定する設定
器６４、ＣＲＴ６５及びプリンタ６６とから構成されて
いる。
【００１２】以上の如く構成された本発明に係る測定装
置によって、パンタグラフの接触力及びトロリ線偏位が
どのようにして測定されるかを図３を参照して説明す
る。図３は、両端を復元ばね５Ｌと５Ｒで支持されてい
る長さ２Ｌのパンタグラフにトロリ線から加えられた接
触力ｆが左右の復元ばねによる復元力ｆＬとｆＲと釣り
合っている状態を、トロリ線がパンタグラフの左右の中
心点で接触している場合（Ａ）と、トロリ線がパンタグ
ラフの左右の中心点からＸだけ右に偏位した点で接触し
ている場合（Ｂ）に分けて夫々示したものである。ここ
では、左端の光源１１と１２の変位ｙＬ１とｙＬ２は復
元ばね５Ｌの下端と上端の基準位置からの垂直方向の夫
々の変位を表し、且つ右端の光源１３と１４の変位ｙ
Ｒ１とｙＲ２は復元ばね５Ｒの下端と上端の基準位置か
らの垂直方向の夫々の変位を表す。
置によって、パンタグラフの接触力及びトロリ線偏位が
どのようにして測定されるかを図３を参照して説明す
る。図３は、両端を復元ばね５Ｌと５Ｒで支持されてい
る長さ２Ｌのパンタグラフにトロリ線から加えられた接
触力ｆが左右の復元ばねによる復元力ｆＬとｆＲと釣り
合っている状態を、トロリ線がパンタグラフの左右の中
心点で接触している場合（Ａ）と、トロリ線がパンタグ
ラフの左右の中心点からＸだけ右に偏位した点で接触し
ている場合（Ｂ）に分けて夫々示したものである。ここ
では、左端の光源１１と１２の変位ｙＬ１とｙＬ２は復
元ばね５Ｌの下端と上端の基準位置からの垂直方向の夫
々の変位を表し、且つ右端の光源１３と１４の変位ｙ
Ｒ１とｙＲ２は復元ばね５Ｒの下端と上端の基準位置か
らの垂直方向の夫々の変位を表す。
【００１３】図３（Ａ）において、トロリ線からパンタ
グラフに加えられた接触力ｆと、左右の復元ばねによる
復元力ｆＬとｆＲとの間には、（１）式が成立する。そ
して、左側の復元力ｆＬは（２）式の如く左側の復元ば
ね５Ｌの伸縮量(ｙＬ１−ｙ Ｌ２）とばね定数ｋとの積
で与えられ、且つ右側の復元力ｆＲは（３）式の如く右
側の復元ばね５Ｒの伸縮量(ｙＲ１−ｙＲ２）とばね定
数ｋとの積で与えられる。演算装置６０において、ＣＰ
Ｕ６１はプログラムに従ってＲＡＭ６３に記憶されてい
る左右の復元ばね５Ｌと５Ｒの伸縮量とばね定数ｋを読
み出して（２）式と（３）式の演算を行い、左側の復元
力ｆＬと右側の復元力ｆＲを算出し、これらをＲＡＭ６
３に記憶する。次いで、ＣＰＵ６１はプログラムに従っ
てＲＡＭ６３に記憶されている左側の復元力ｆＬと右側
の復元力ｆＲを読み出して（１）式の演算を行い、トロ
リ線からパンタグラフに加えられた接触力ｆを算出し、
これをＲＡＭ６３に記憶する。 ｆ＝ｆＲ＋ｆＬ （１） ｆＬ＝−ｋ(ｙＬ１−ｙＬ２） （２） ｆＲ＝−ｋ(ｙＲ１−ｙＲ２） （３）
グラフに加えられた接触力ｆと、左右の復元ばねによる
復元力ｆＬとｆＲとの間には、（１）式が成立する。そ
して、左側の復元力ｆＬは（２）式の如く左側の復元ば
ね５Ｌの伸縮量(ｙＬ１−ｙ Ｌ２）とばね定数ｋとの積
で与えられ、且つ右側の復元力ｆＲは（３）式の如く右
側の復元ばね５Ｒの伸縮量(ｙＲ１−ｙＲ２）とばね定
数ｋとの積で与えられる。演算装置６０において、ＣＰ
Ｕ６１はプログラムに従ってＲＡＭ６３に記憶されてい
る左右の復元ばね５Ｌと５Ｒの伸縮量とばね定数ｋを読
み出して（２）式と（３）式の演算を行い、左側の復元
力ｆＬと右側の復元力ｆＲを算出し、これらをＲＡＭ６
３に記憶する。次いで、ＣＰＵ６１はプログラムに従っ
てＲＡＭ６３に記憶されている左側の復元力ｆＬと右側
の復元力ｆＲを読み出して（１）式の演算を行い、トロ
リ線からパンタグラフに加えられた接触力ｆを算出し、
これをＲＡＭ６３に記憶する。 ｆ＝ｆＲ＋ｆＬ （１） ｆＬ＝−ｋ(ｙＬ１−ｙＬ２） （２） ｆＲ＝−ｋ(ｙＲ１−ｙＲ２） （３）
【００１４】また、図３（Ｂ）においては（４）式が成
立する。但し、Ｌはパンタグラフの中心点から左右の復
元ばね５Ｌと５Ｒまでの夫々の長さ、Ｘはトロリ線偏位
である。（４）式から、トロリ線偏位Ｘは（５）式で与
えられる。演算装置６０において、ＣＰＵ６１はプログ
ラムに従ってＲＡＭ６３に記憶されている左側の復元力
ｆＬ並びに右側の復元力ｆＲ及び長さＬを読み出して
（５）式の演算を行い、トロリ線偏位Ｘを算出し、これ
をＲＡＭ６３に記憶する。 （Ｌ−Ｘ）ｆＲ =（Ｌ＋Ｘ）ｆＬ （４） Ｘ＝Ｌ（ｆＲ−ｆＬ）／（ｆＲ＋ｆＬ） （５）
立する。但し、Ｌはパンタグラフの中心点から左右の復
元ばね５Ｌと５Ｒまでの夫々の長さ、Ｘはトロリ線偏位
である。（４）式から、トロリ線偏位Ｘは（５）式で与
えられる。演算装置６０において、ＣＰＵ６１はプログ
ラムに従ってＲＡＭ６３に記憶されている左側の復元力
ｆＬ並びに右側の復元力ｆＲ及び長さＬを読み出して
（５）式の演算を行い、トロリ線偏位Ｘを算出し、これ
をＲＡＭ６３に記憶する。 （Ｌ−Ｘ）ｆＲ =（Ｌ＋Ｘ）ｆＬ （４） Ｘ＝Ｌ（ｆＲ−ｆＬ）／（ｆＲ＋ｆＬ） （５）
【００１５】演算装置６０の演算結果であるパンタグラ
フ変位並びに接触力ｆ及びトロリ線偏位Ｘは、ＣＲＴ６
５に表示され、又はプリンタ６６によってプリントされ
る。なお、プリント結果の一例を図９に示す。
フ変位並びに接触力ｆ及びトロリ線偏位Ｘは、ＣＲＴ６
５に表示され、又はプリンタ６６によってプリントされ
る。なお、プリント結果の一例を図９に示す。
【００１６】
【発明の効果】本発明により、パンタグラフ変位並びに
接触力及びトロリ線偏位を同時に且つ非接触で測定でき
る測定装置が提供された。しかも、本発明に係る測定装
置は、既存のパンタグラフに特別な細工を施すことな
く、その構成要素である可視光以外の光源、例えば赤外
光を発光するＬＥＤをパンタグラフの所定の個所に簡単
に取り付けることが出来るので取り扱いが容易である。
接触力及びトロリ線偏位を同時に且つ非接触で測定でき
る測定装置が提供された。しかも、本発明に係る測定装
置は、既存のパンタグラフに特別な細工を施すことな
く、その構成要素である可視光以外の光源、例えば赤外
光を発光するＬＥＤをパンタグラフの所定の個所に簡単
に取り付けることが出来るので取り扱いが容易である。
【００１７】また、光源は市販されているＬＥＤが利用
でき、ＣＣＤカメラ、画像処理装置、演算装置も市販の
ものが基本的には使用できるので、本発明に係る測定装
置は低価格で実現できる。更に、本発明に係る測定装置
は、光源を用い、且つＣＣＤカメラには可視光カットフ
ィルタを取り付けたレンズを使用することによって、夜
間は勿論のこと昼間での測定が可能となった。更にま
た、本発明においてＣＣＤカメラが撮像するものは舟体
を支持する左右一対の復元ばねの両端に夫々設置された
光源であって、且つその縦方向の変位のみであるから、
画像処理装置における処理は従来の特開平８−１７８６
２４号公報に開示されたトロリ線偏位の測定装置におけ
るものよりも遥かに簡単且つ正確に行うことができる。
従って、本発明により、パンタグラフ変位並びに接触力
及びトロリ線偏位を精度良く測定することができるよう
になった。
でき、ＣＣＤカメラ、画像処理装置、演算装置も市販の
ものが基本的には使用できるので、本発明に係る測定装
置は低価格で実現できる。更に、本発明に係る測定装置
は、光源を用い、且つＣＣＤカメラには可視光カットフ
ィルタを取り付けたレンズを使用することによって、夜
間は勿論のこと昼間での測定が可能となった。更にま
た、本発明においてＣＣＤカメラが撮像するものは舟体
を支持する左右一対の復元ばねの両端に夫々設置された
光源であって、且つその縦方向の変位のみであるから、
画像処理装置における処理は従来の特開平８−１７８６
２４号公報に開示されたトロリ線偏位の測定装置におけ
るものよりも遥かに簡単且つ正確に行うことができる。
従って、本発明により、パンタグラフ変位並びに接触力
及びトロリ線偏位を精度良く測定することができるよう
になった。
【図１】撮像部が取り付けられたパンタグラフの側面図
である。
である。
【図２】光源が取付けられたパンタグラフの要部の正面
図である。
図である。
【図３】パンタグラフにおける接触力ｆと復元ばねの復
元力が釣り合っている状態であって、（Ａ）はトロリ線
がパンタグラフが左右の中心点で接触している状態、
（Ｂ）トロリ線が左右の中心点から偏位Ｘの点でパンタ
グラフと接触している状態を夫々示した図である。
元力が釣り合っている状態であって、（Ａ）はトロリ線
がパンタグラフが左右の中心点で接触している状態、
（Ｂ）トロリ線が左右の中心点から偏位Ｘの点でパンタ
グラフと接触している状態を夫々示した図である。
【図４】本発明の構成を示すブロック図である。
【図５】トロリ線の平面図（Ａ）と側面図（Ｂ）であ
る。
る。
【図６】トロリ線の偏位を測定する従来装置の一例を示
した図である。
した図である。
【図７】パンタグラフの接触力を測定する従来装置の一
例を示した図である。
例を示した図である。
【図８】パンタグラフの接触力を測定する従来装置の他
の一例を示した図である。
の一例を示した図である。
【図９】本発明に係る測定装置によって測定されたパン
タグラフ変位並びに接触力及びトロリ線偏位の一例を示
すグラフである。
タグラフ変位並びに接触力及びトロリ線偏位の一例を示
すグラフである。
１ トロリ線 ２ すり板 ３ 舟体 ４ 舟体支持パイプ ５Ｌ、５Ｒ 復元ばね ６ 枠組 ７ 車両の屋根 １１、１２、１３、１４ 光源 ２０ センサ ２５ 周波数応答関数算出部 ２６ インパルス応答関数計算処理部 ２８ 重畳積分回路 ３１ 線光源 ３２ ＩＴＶカメラ ３３ パーソナルコンピュータ ３４、３５、３６ 非接触距離センサ ３７ 演算装置 ４０ ＣＣＤカメラ ４１ 異方倍率レンズ ４２ 可視光カットフィルタ ５０ 画像処理装置 ６０ 演算装置 ６１ ＣＰＵ ６２ ＲＯＭ ６３ ＲＡＭ ６４ 設定器 ６５ ＣＲＴ ６６ プリンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F051 AA01 AB03 BA07 2F065 AA00 AA01 AA09 AA20 AA65 BB12 BB29 CC00 CC34 DD00 FF23 GG07 GG13 GG21 JJ03 JJ08 JJ26 LL10 LL26 QQ23 QQ24 QQ26 SS03 SS06 SS13 5H105 AA11 CC02 CC12 DD04 EE02 EE07 EE13 GG06 GG18
Claims (4)
- 【請求項１】 すり板が取り付けられた舟体と、舟体支
持パイプを含む舟体支持装置と、舟体を舟体支持装置に
取り付ける左右一対の復元ばねとからなるパンタグラフ
変位並びに接触力及びトロリ線偏位の測定装置であっ
て、前記左右一対の復元ばねの両端に夫々設置された光
源と、基準位置に設置されて前記光源を撮像するＣＣＤ
カメラと、このＣＣＤカメラのビデオ信号を処理してパ
ンタグラフ変位を求める画像処理装置と、前記画像処理
装置の出力信号に所定の演算を施してパンタグラフの接
触力及びトロリ線偏位を求める演算装置とから構成され
たパンタグラフ変位並びに接触力及びトロリ線偏位の測
定装置。 - 【請求項２】前記ＣＣＤカメラは縦方向を拡大する異方
倍率レンズを備えたものであることを特徴とする請求項
１のパンタグラフ変位並びに接触力及びトロリ線偏位の
測定装置。 - 【請求項３】前記光源は赤外光を発光するＬＥＤである
ことを特徴とする請求項１又は２のパンタグラフ変位並
びに接触力及びトロリ線偏位の測定装置。 - 【請求項４】前記ＣＣＤカメラには可視光カットフィル
タが取り付けられていることを特徴とする請求項１、２
又は３のパンタグラフ変位並びに接触力及びトロリ線偏
位の測定装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000046250A JP3699320B2 (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | パンタグラフ変位並びに接触力及びトロリ線偏位の測定装置 |
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|---|---|---|---|
| JP2000046250A JP3699320B2 (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | パンタグラフ変位並びに接触力及びトロリ線偏位の測定装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2001235310A true JP2001235310A (ja) | 2001-08-31 |
| JP3699320B2 JP3699320B2 (ja) | 2005-09-28 |
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-
2000
- 2000-02-23 JP JP2000046250A patent/JP3699320B2/ja not_active Expired - Fee Related
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