TWI836363B - 集電器、其操作方法以及監測系統 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用於操作集電器之方法以及一種用於將能量自導電軌(12)傳送至軌道交通工具之集電器(10)，該集電器包含接觸按壓裝置(14)，該接觸按壓裝置具有形成滑動接觸表面(16)之滑動件(15)，藉助於具有可樞轉搖桿(19)之搖桿單元(18)及藉助於該接觸按壓裝置之彈簧裝置(20)產生作用在安置於該搖桿上的該滑動件上之接觸按壓力，該滑動件係藉助於該搖桿單元相對於導電軌移動，且為了形成滑動接觸，該滑動件使用該接觸按壓力在滑動接觸位置中壓抵在該導電軌上，該集電器包含具有量測裝置之量測單元，該量測裝置之感測裝置的至少一個感測器(24)安置於該接觸按壓裝置上及/或鄰近於該接觸按壓裝置，該接觸按壓裝置之量測值係藉助於該感測裝置而記錄，該量測值係藉助於該量測裝置之處理單元而處理，且判定描述該集電器及/或該導電軌之操作狀態的參數。

Description

集電器、其操作方法以及監測系統
本發明係關於一種集電器及一種用於操作集電器以將能量自導電軌傳送至軌道交通工具之方法，該集電器包含接觸按壓裝置，該接觸按壓裝置具有形成滑動接觸表面之滑動件，藉助於具有可樞轉搖桿之搖桿單元及藉助於接觸按壓裝置之彈簧裝置產生作用在安置於搖桿上的滑動件上之接觸按壓力，該滑動件係藉助於搖桿單元相對於導電軌移動，且為了形成滑動接觸，該滑動件使用接觸按壓力在滑動接觸位置中壓抵在導電軌上。
此類集電器及方法自目前先進技術為吾人所熟知，且通常在軌道交通工具上使用以將電能自導電軌傳輸至軌道交通工具。導電軌通常安置於導軌之區域中且通常被稱作所謂的第三軌。在已知的集電器中，滑動件安置於搖臂上或導引件上，該導引件藉由鉸接形成且用以相對於導電軌安裝並移動滑動件。藉助於滑動件之此機械懸置，可使用所定義之接觸按壓力將滑動件壓抵在導電軌之滑動接觸表面上。導電軌或集電器之間存在區別，其中滑動件壓抵在導電軌之頂側、導電軌之下側或導電軌之側表面上。藉由將滑動件驅動或移動至導電軌上，滑動件經由起動斜坡與導電軌接觸，接著經由滑動件將搖臂或搖桿或鉸接導引件壓回，且因此藉由彈簧裝置產生必要的接觸按壓力。彈簧裝置可形成為機械 扭轉彈簧、螺旋彈簧或橡膠彈簧。
彈簧裝置亦抵消軌道交通工具之移動及導電軌之路線變化。取決於軌道交通工具上之安裝位置，集電器與導電軌之間的相對距離可根據軌道交通工具之負載情形而改變。舉例而言，在開關或連接器之區域中，設置滑動件之起動斜坡，或可能存在具有若干公分之高度差的凸台。軌道交通工具以相對較高的速度規則地在此等路線路段上行駛，由此各別滑動件尤其由於導電軌中之凸台而經受強烈衝擊。在此情況下，由於導電軌上之振動，滑動件可能甚至會脫離導電軌且在導電軌上跳動，由此滑動件之材料受到很大的應力。亦可藉助於彈簧裝置使滑動件自身或搖桿振動。當滑動件脫離導電軌時，可能會產生電弧，因此，軌道交通工具需要更多能量。此外，滑動件之機械懸置受到更大的應力。滑動件亦會因電磨損而磨損。總體而言，此導致對集電器進行維護及替換滑動件之工作量增加。舉例而言，此類集電器自DE 10 2009 054 484 B4及US 2013/0081915 A1已知。
因此，本發明之目標係提出一種用於操作集電器之方法且提出一種集電器及一種具有允許改善操作之集電器的監測系統。
此目標係藉由一種具有如申請專利範圍的請求項1之技術特徵的方法、一種具有如申請專利範圍的請求項17之技術特徵的集電器及一種具有如申請專利範圍的請求項18之技術特徵的監測系統來達成。
根據本發明之用於操作集電器以將能量自導電軌傳送至軌道交通工具之方法由集電器進行，該集電器包含接觸按壓裝置，該接觸按壓裝置具有形成滑動接觸表面之滑動件，藉助於具有可樞轉搖桿之搖桿單元及藉助於接觸按壓裝置之彈簧裝置產生作用在安置於搖桿上的滑動件上之接觸按壓，該滑動 件係藉助於搖桿單元相對於導電軌移動，且為了形成滑動接觸，該滑動件使用接觸按壓力在滑動接觸位置中壓抵在導電軌上，該集電器包含具有量測裝置之量測單元，該量測裝置之感測裝置的至少一個感測器安置於接觸按壓裝置上及/或鄰近於接觸按壓裝置，該接觸按壓裝置之量測值係藉助於感測裝置而記錄，該量測值係藉助於量測裝置之處理單元而處理，且判定描述集電器及/或導電軌之操作狀態的參數。
接觸按壓裝置之搖桿單元形成為可旋轉的，使得附接有滑動件之未負載搖桿可在產生接觸按壓力的同時自導電軌上之末端位置移動至滑動接觸位置。在此情況下，彈簧裝置施加接觸按壓力。因此，搖桿單元僅允許滑動件或搖桿在滑動接觸位置與末端位置之間移動。搖桿可安裝於簡單的轉環上以便可旋轉，或由各自安裝於一個樞轉點上之複數個轉環形成。彈簧裝置可具有機械、氣動或液壓彈簧元件，其適合於施加接觸按壓力。
根據本發明之方法期望集電器包含具有量測裝置之量測單元，該量測裝置具有感測裝置，該感測裝置具有至少一個感測器。感測器安置於接觸按壓裝置或搖桿或滑動件上及/或鄰近於接觸按壓裝置，或經配置為儘可能地接近於搖桿或滑動件。藉助於感測裝置或感測器記錄接觸按壓裝置或搖桿或滑動件之量測值。此量測值為實體量測變數，其直接可操作地連結至接觸按壓裝置且在集電器操作期間可變。接著，藉助於處理單元處理由感測器量測的量測值或量測變數，且判定適合於描述集電器及/或導電軌之操作狀態的參數。該參數可為參數值、特性變數、關鍵指數或資料集。該參數亦可包括於資料集中。特定而言，期望藉助於處理單元而以數位方式處理量測值，以便獲得適合於供進一步數位處理之參數。因此，處理單元由可處理感測器之類比及/或數位信號之至少一個數位電子電路形成。舉例而言，處理單元亦可為可程式化邏輯控制器(programmable logic controller；PLC)、積體電路(an integrated circuit；IC)或 電腦。
由於處理單元判定適合於描述集電器之操作狀態的參數，因此可判定集電器之操作狀態，以監測集電器及/或影響集電器之操作狀態。由於集電器之操作狀態亦主要取決於導電軌之狀態或操作狀態，因此參數亦可描述導電軌之操作狀態。舉例而言，操作狀態可為磨損狀態，使得可基於參數而關於磨損狀態進行陳述。總體而言，可以更有針對性之方式進行對集電器及導電軌之維護，而不必依循規則維護間隔。此外，亦可例如藉由調整接觸按壓力來實施操作狀態改變。總體而言，因此可總體上更成本有效地操作集電器或導電軌，且因此操作軌道交通工具。
因此，可連續地或不連續地記錄及處理搖桿單元之角度位置、加速度、頻率、溫度、照度、力、電流、電壓、電阻、距離、質量、氣壓及/或區位作為量測值。基於搖桿單元之角度位置，可在搖桿之樞轉點處量測搖桿相對於軌道交通工具之偏轉。舉例而言，樞轉點上之旋轉電位計或另一適合感測器可用於此量測。可使用溫度感測器在接觸按壓裝置上或直接在搖桿或滑動件上量測溫度，使得可判定例如導電軌是否有被凍結之風險。可使用光學感測器或甚至接著形成感測器之攝影機進行照度之量測。因此，可判定導電軌或電弧之表面上的不規則性。可藉助於應變計、力感測器、壓力感測器或其類似者來判定力。舉例而言，可因此量測接觸按壓力。可使用電流計或電壓錶作為感測器來量測電流或電壓。電阻可根據電流及電壓進行判定，且電阻為接觸品質之量度，且亦關於滑動件之磨損狀態進行陳述。舉例而言，可接著判定滑動件與導電軌之間的能量傳送之品質。質量亦可藉助於力感測器來判定。可在波紋管或壓力缸上量測氣壓以用於產生接觸按壓力。可使用諸如GPS之衛星導航系統來容易地判定集電器之區位。可連續或持續地判定或處理一個或多個量測值。亦可不連續地記錄及處理一個或多個量測值，例如在設定時間點或某些場合。
將可安置於滑動件及/或搖桿單元上之至少一個加速度感測器用作感測器係尤其有利的。加速度感測器或振動感測器可用於量測搖桿單元或整個集電器之固有頻率及/或諧振頻率。舉例而言，藉助於加速度感測器，可偵測滑動件在導電軌上之移動，在此情況下可自該移動得出關於導電軌之設計之結論。因此，可容易地判定在導電軌之路線中的可使滑動件脫離導電軌之凸台。因此，不再需要對導電軌進行特殊量測驅動或現場檢測以用於判定此類缺陷。此外，由於導電軌上之磨損或磨耗而導致之滑動件改變會導致滑動件之固有頻率及/或諧振頻率改變。新滑動件與磨損滑動件之間的差異可由此產生。由於在軌道交通工具之行駛期間，滑動件規則地與導電軌接觸，因此處理單元可自滑動件之固有頻率及/或諧振頻率改變而導出滑動件之改變。舉例而言，新滑動件及磨損滑動件之固有頻率及/或諧振頻率可儲存於處理單元中，在此情況下處理單元可作出比較且判定滑動件之磨損狀態或使用狀態，而無需進一步計算。此磨損可接著以參數形式輸出。此外，可容易地判定滑動件是否破損或變形。
處理單元可以規則時間間隔、在發生改變時或連續地記錄及儲存感測器之量測值及/或參數。因此，可設想，僅在值改變時記錄及儲存量測值及/或參數，以使資料量最小化。替代地，可期望連續的，換言之，持續的記錄及儲存。藉由儲存量測值及/或參數，即使在記錄之後亦可進行處理。舉例而言，可在軌道交通工具行駛期間記錄量測值，在此情況下，一旦在機務段中檢測軌道交通工具，則可進行一個或多個參數之判定。以此方式，例如，可在行駛之後判定沿著軌道交通工具之路線的導電軌之條件。
用於致動搖桿單元之致動器可藉助於量測裝置之控制裝置來控制，搖桿單元之致動係藉助於控制裝置之控制機構根據量測值及/或參數來控制。接觸按壓裝置可包含致動器，該致動器可連接至搖桿單元或搖桿，其方式為使得藉助於致動器之線性移動，搖桿單元可在滑動接觸位置與儲存位置之間樞轉。致 動器可藉由線性驅動機或藉由氣動或液壓缸形成。亦可設想，藉助於致動器改變接觸按壓力，或致動器產生接觸按壓力。在此情況下，致動器形成彈簧裝置。量測裝置接著可將信號或量測值及/或參數傳輸至控制裝置，且該控制裝置可使用這些信號或量測值及/或參數藉助於控制機構來控制搖桿單元。舉例而言，若處理單元偵測到滑動件破損，則搖桿可經樞轉至軌道交通工具上之儲存位置。此外，可經由致動器控制接觸按壓力。原則上，此類控制裝置亦可提供為與量測裝置無關之軌道交通工具的模組。
接觸按壓力可由控制機構根據量測值及/或參數來控制。舉例而言，接觸按壓力可產生為基本上恆定的，而無關於搖桿之角度位置及搖桿之移動。因此，由於導電軌上之不規則性，可在很大程度上防止滑動件自導電軌脫離或在導電軌上跳動。舉例而言，處理單元可在滑動件已被加速遠離導電軌之後將參數輸出至控制裝置，該控制裝置接著能夠藉助於控制機構或致動器將反作用力施加至搖桿上，該反作用力防止脫離。接觸按壓力亦可受控制，使得由於增加之接觸按壓力，滑動件不會過度磨損。因此，若可形成與導電軌之改善電接觸，則接觸按壓力亦可相對減少。
量測裝置可將量測值及/或參數傳輸至評估單元，這些量測值及/或參數可儲存於評估單元之資料庫中及/或可藉助於評估單元之評估裝置進行處理。評估單元可因此包含資料庫及評估裝置。因此，評估單元可用以收集及處理量測值及/或參數且可為電腦。舉例而言，評估裝置可將評估結果顯示或輸出給操作者。評估單元可具有比處理單元更大的功能範圍。然而，原則上，亦可將處理單元整合於評估單元中，且反之亦然。原則上，此類評估單元亦可提供為與集電器無關之軌道交通工具的模組。
量測裝置之量測值及/或參數可藉助於量測裝置之傳輸單元經由資料鏈路傳輸至評估單元及/或控制裝置，評估單元及/或控制裝置經組態以安置 於距量測單元一距離處或整合於量測單元中。若控制裝置或評估單元整合於量測單元中，則資料鏈路可藉由線路連接容易地形成。接著亦可將量測裝置之部分，諸如處理單元及控制裝置以及評估單元，裝設於軌道交通工具上之別處，例如操作者之支架上。舉例而言，當傳輸量測值及/或參數時，可基於傳輸協定交換資料。資料鏈路可連續地、以規則時間間隔建立，或由事件觸發。總體而言，此允許收集及評估由量測裝置收集之資料。對某些條件及事件之分析接著提供各種評估機會，藉助於此等機會，可最佳化集電器及導電軌或軌道交通工具之操作。
資料鏈路可經由外部資料網路形成。在此情況下，資料鏈路可經由行動網路、無線網路、衛星連接、網際網路或任何其他無線電標準單獨或組合地形成。若評估單元及/或控制裝置安置於距量測單元一距離處，則其亦可安置於軌道交通工具外部、遠離軌道交通工具且靜止，例如在建築物中。詳言之，因此可監測及/或控制軌道交通工具上之集電器的功能，而無需人員在軌道交通工具自身上執行此任務。
可藉助於使用者單元而形成至評估單元及/或至量測單元之資料鏈路，量測值及/或參數可傳輸且經組態以輸出至使用者單元。使用者單元可為獨立於評估單元及/或量測單元之電腦。此電腦可為固定式電腦、行動裝置或其類似者，藉助於其可建立用於與評估單元及/或量測單元交換資料之另一資料鏈路。舉例而言，資料可經由諸如網際網路之外部資料網路進行交換。以此方式，可將由評估單元處理之資料或使用評估裝置處理之量測值及/或參數提供至更廣泛範圍之使用者。舉例而言，評估單元可為具有軟體之伺服器，該軟體將儲存於評估單元之資料庫中之資訊傳輸至使用者單元。由於提供了具有選定資訊(諸如，滑動件之當前磨損狀態)之網站，因此可進行此傳輸。
處理單元或評估單元可評估量測值及/或參數之時間曲線且判定 集電器及/或導電軌之磨損狀態，從而考量時間相依分量及/或取決於與磨損相關之量測變數之分量。因此，不僅可提供關於當前磨損狀態之資訊，甚至可判定滑動件例如將在哪個時間點大致已磨損。因此，可精確地排程集電器之維護間隔，且可最佳化時序。此外，可藉助於時間曲線來判定某些事件發生之時間點。在此基礎上，若事件重複發生，則可導出一個方案。舉例而言，當在路線之某一路段上行駛時，可觀測到電接觸較差或磨損增加。
可藉助於感測裝置記錄滑動件之振動，處理單元經組態以判定滑動件及/或搖桿單元之固有頻率及/或諧振頻率，處理單元或評估單元經組態以判定滑動件之磨損狀態。當滑動件磨損時，可改變滑動件之形狀，尤其係高度，在此情況下，形狀改變可改變滑動件之固有頻率及/或諧振頻率。可藉助於處理單元自固有頻率及/或諧振頻率判定滑動件及/或搖桿單元之磨損狀態。若固有頻率及/或諧振頻率隨著材料自滑動件或自搖桿單元之組件愈來愈多地磨耗而改變，則可自此改變得出關於滑動件及/或搖桿單元之磨損狀態之結論。因此，不僅可判定滑動件為新的抑或完全磨損的，而且可判定滑動件之使用程度。
處理單元或評估單元可對在一段時間內儲存之量測值及/或參數進行型樣分析且自型樣分析導出關鍵指數。亦可期望使用人工智慧進行型樣分析。處理單元或評估單元可使不同感測器之量測值及/或參數相關且導出量測值及/或參數之功能相依性。因此，可檢驗感測器之間的功能相依性。舉例而言，可將經傳輸電流與溫度進行比較，且因此可判定導電軌被凍結。以此方式，由於功能相依性，可偵測及解譯數個其他操作條件及事件，例如沿著導電軌之斜坡以及其相對位置、其傾斜度及數量，滑動件自導電軌之脫離，及可能的火花形成或電弧，由於導電軌上之機械摩擦而導致之滑動件磨損或由於接觸壓力或接觸按壓力而導致之電磨耗，尤其係路線上之平均磨損，磨損特別高或特別低之路線路段，取決於行駛行為之磨損率，諸如加速度或靜止電流負載，導電軌之損壞及/ 或位置偏差，電流負載(諸如，臨時過電流、短路電流)，在發生錯誤之情況下觸發保護熔斷器或短路，集電器之磨損組件(諸如，軸承、接頭及結構元件)之條件、滑動件之損失(例如，由於與障礙物碰撞而造成的損失)，軌道交通工具之位置、速度、加速度及移動方向。因此，可藉由維護措施、藉由調整軌道交通工具之行駛行為或藉由實施其他適合之措施來解決此等例示性條件及事件。
亦可期望處理單元或評估單元使以下兩者相關：不與集電器相關聯之感測器之信號或量測值及/或參數；及與集電器相關聯之感測器之信號或量測值及/或參數。舉例而言，藉由另外考量接地接點、集電弓、輪緣潤滑、軸接地等之感測器的信號或量測值及/或參數。
集電器之區位可藉助於感測裝置之位置感測器而判定，該區位與參數相關聯，該評估單元經組態以判定導電軌之磨損狀態。舉例而言，位置感測器可判定集電器之位置且因此經由衛星導航判定交通工具之位置。因此，除其他以外，可判定在路線之哪一點記錄了感測裝置之另一感測器之某一量測值。因此，對應區位可與事件或量測值相關聯。此外，可藉助於評估單元而判定導電軌之磨損狀態，例如經由評估沿著導電軌之集電器或搖桿單元之振動。因此，當導電軌嚴重磨損時，搖桿單元之振動型樣可改變。此外，可判定沿著導電軌之凹槽、中斷及斜坡，且使其與路線上之位置相關聯。此可能會影響軌道交通工具在以此方式定位之路線之路段中的速度。
評估單元可處理複數個集電器之量測單元之參數。因此，評估單元可處理安置於個別軌道交通工具上之複數個集電器之參數。可藉由比較集電器之參數而進一步提高量測或監測之準確度。此外，可藉助於評估單元處理安置於不同軌道交通工具上之集電器之參數。此亦可顯著改善量測及監測軌道交通工具或各別導電軌之準確度。除此之外，此提供關於路線網路及在其中操作之交通工具的當前且不斷改變之狀態報告。由此產生之操作狀態最佳化可顯著降低 操作成本。對基礎架構及軌道交通工具的規則及頻繁監測亦不再需要達至此充分程度且操作安全性顯著提高。此外，不再需要特定量測驅動。
根據本發明之用於將能量自導電軌傳送至軌道交通工具之集電器包含接觸按壓裝置，該接觸按壓裝置具有形成滑動接觸表面之滑動件，該接觸按壓裝置包含搖桿單元，以用於使用可樞轉搖桿及彈簧裝置產生接觸按壓力，該滑動件安置於搖桿上，該接觸按壓裝置經形成以使得滑動件可藉助於搖桿單元相對於導電軌移動，且為了形成滑動接觸，該滑動件使用接觸按壓力在滑動接觸位置中壓抵在導電軌上，該集電器包含具有量測裝置之量測單元，該量測裝置之感測裝置的至少一個感測器安置於接觸按壓裝置上及/或鄰近於接觸按壓裝置，該接觸按壓裝置之量測值可藉助於感測裝置而記錄，該量測值可藉助於量測裝置之處理單元而處理，且可判定描述集電器及/或導電軌之操作狀態的參數。對於關於根據本發明之集電器之優點的其他細節，參考本發明之方法之優點的描述。集電器之其他有利的具體實例自參考方法技術方案1之附屬技術方案之特徵的描述顯而易見。
根據本發明之監測系統包含具有根據本發明之至少一個集電器之至少一個軌道交通工具。
該監測系統可具有複數個量測單元及一評估單元，該評估單元用於處理複數個集電器之量測單元之量測值及/或參數。如上文所描述，因此可監測一軌道交通工具之複數個集電器或具有集電器之複數個軌道交通工具，或使用僅一個評估單元來控制各別集電器。
因此，該監測系統可包含複數個軌道交通工具，該複數個軌道交通工具各自具有至少一個集電器。亦可期望軌道交通工具各自具有複數個集電器。
監測系統之其他有利的具體實例自參考方法技術方案1之附屬技 術方案之特徵的描述顯而易見。
10:集電器
11:車輪
12:導電軌
13:承載裝置
14:接觸按壓裝置
15:滑動件
16:滑動接觸表面
17:上側
18:搖桿單元
19:可樞轉搖桿
20:彈簧裝置
21:致動器
22:轉環
23:遠端
24:感測器
25:加速度感測器
26:集電器
27:導電軌
28:滑動件
29:可樞轉搖桿
30:彈簧裝置
31:接觸按壓裝置
33:垂直安裝平面
34:量測單元
35:量測裝置
36:評估單元
37:感測裝置
38:感測器
39:處理單元
40:供應單元
41:資料庫
42:評估裝置
43:量測單元
44:控制裝置
45:控制機構
46:搖桿單元
47:監測系統
48:量測單元
49:量測裝置
50:傳輸單元
51:外部資料網路
52:資料鏈路
53:資料鏈路
54:評估單元
55:資料庫
56:評估裝置
58:使用者單元
59:資料鏈路
60:直接資料鏈路
在下文中，將參看隨附圖式更詳細地描述本發明。
[圖1]為軌道交通工具上之集電器的第一具體實例之側視圖；[圖2]為軌道交通工具上之集電器的第二具體實例之側視圖；[圖3]為量測單元之第一具體實例之示意圖；[圖4]為量測單元之第二具體實例之示意圖；[圖5]為監測系統之示意圖。
圖1展示在導電軌12上之軌道交通工具(未進一步示出)的車輪11之間的集電器10。集電器10包含承載裝置13及具有滑動件15之接觸按壓裝置14。承載裝置13用以將集電器10安裝於交通工具(未進一步示出)上。滑動件15連接至接觸按壓裝置14且在滑動接觸位置中與導電軌12接觸，如所示出。滑動件15之滑動接觸表面16接著擱置於導電軌12之上側17上，以使得在集電器10與導電軌12之間建立電接觸。
接觸按壓裝置14使用接觸按壓力將滑動件15壓抵在導電軌12上，接觸按壓裝置14包含具有可樞轉搖桿19之搖桿單元18以及彈簧裝置20。彈簧裝置20連接至承載裝置13。彈簧裝置20係由產生接觸按壓力之彈簧(未進一步示出)形成。此外，彈簧裝置20包含致動器21，搖桿19可藉助於該致動器來致動或樞轉。搖桿19安裝於轉環22上以便可樞轉。滑動件15安裝於搖桿19之遠端23上。藉由致動器21之致動，現可樞轉搖桿19以使得自導電軌12移除滑動件15且使滑動件處於基本上垂直位置或儲存位置。此外，在此狀況下示意性地示出之感測器 24安置於搖桿19上。感測器24由加速度感測器25形成。感測器24為量測單元之感測裝置(未進一步示出)之部分。搖桿19及滑動件15之振動或對應量測值可藉助於加速度感測器25進行記錄。
圖2展示具有導電軌27之集電器26，而與圖1之集電器及導電軌形成對比，滑動件28安置於搖桿29上，其方式為使得導電軌27由滑動件28自下方接觸。因此，接觸按壓裝置31之彈簧裝置30在相反方向上起作用。此外，此處期望感測器38，藉助於該感測器相對於集電器26之垂直安裝平面33量測搖桿29之角度α的角度位置。因此，關於導電軌27與軌道交通工具之相對位置的資訊可藉助於量測值或量測角度而判定。感測器38為量測單元之感測裝置(未進一步示出)之部分。
圖3為量測單元34之第一具體實例之示意圖。量測單元34由量測裝置35形成且進一步包含評估單元36。量測裝置35包含具有複數個感測器38之感測裝置37以及處理單元39。此外，期望供應單元40，藉助於該供應單元向量測裝置35供應電能。供應單元40可為能量儲存器、產生器或外部能量供應器，例如經由軌道交通工具或導電軌。評估單元36具有資料庫41及評估裝置42且自處理單元39接收資料或量測值及/或參數。處理單元39自感測裝置37之感測器38接收量測值且處理這些量測值。量測值以集電器(未示出)之方式與集電器之接觸按壓裝置的操作參數或實體量測值相關，這些集電器係以例示性方式示出於圖1及圖2中。處理單元39處理量測值，其方式為使得判定描述各別集電器及/或導電軌之操作狀態的參數。將分別判定之參數自處理單元39持續或接連傳輸至評估單元36，且儲存於資料庫41中或使用評估裝置42進行處理。
圖4展示另一量測單元43，其中與圖3之量測單元相比，處理單元39將資料傳輸至控制裝置44。控制裝置44由控制機構45及搖桿單元46形成，控制機構45根據所傳輸資料控制搖桿單元46之致動器(未進一步示出)。因此，包含 搖桿單元46之集電器之滑動件的接觸按壓力係藉助於控制機構45來控制，使得可在很大程度上防止滑動件自導電軌脫離。
圖5展示具有量測單元48之監測系統47。監測系統47可具有複數個量測單元48。與圖4之量測單元相比，量測單元48具有包含傳輸單元50之量測裝置49。傳輸單元50自處理單元39接收資料或量測值及/或參數且將其傳輸至控制裝置44。此外，在傳輸單元50與外部資料網路51之間存在資料鏈路52，藉助於該資料鏈路使用無線電信號傳輸量測值及/或參數。將具有資料庫55及評估裝置56之評估單元54經由另一資料鏈路53連接至外部資料網路51且經由外部資料網路51與傳輸單元50交換資料或量測值及/或參數。原則上，此資料可在繞過外部資料網路51的同時經由資料鏈路52直接交換。此外，提供經由另一資料鏈路59連接至外部資料網路51之使用者單元58。因此，使用者單元58可與評估單元54交換資料，意味著由評估單元54處理之量測單元48之資料可經由使用者單元58輸出或示出且經提供以供進一步使用。使用者單元58可經由直接資料鏈路60直接連接至評估單元54。總體而言，因此可經由安裝於集電器(未示出)上之感測器38獲得量測值，且使用這些量測值以藉助於控制裝置44指導控制或調節各別集電器。此外，此資料可經由外部資料網路51(例如，網際網路)傳輸至評估單元54以供儲存及評估。因此，可使用、評估及解譯資料之功能相依性。可經由使用者單元58將此等評估之結果提供至終端使用者。
10:集電器
11:車輪
12:導電軌
13:承載裝置
14:接觸按壓裝置
15:滑動件
16:滑動接觸表面
17:上側
18:搖桿單元
19:可樞轉搖桿
20:彈簧裝置
21:致動器
22:轉環
23:遠端
24:感測器
25:加速度感測器

Claims (19)

  1. 一種用於操作集電器(10，26)以將能量自導電軌(12，27)傳送至軌道交通工具之方法，該集電器包含接觸按壓裝置(14，31)，該接觸按壓裝置具有形成滑動接觸表面(16)之滑動件(15，28)，藉助於具有可樞轉搖桿(19，29)之搖桿單元(18，46)及藉助於該接觸按壓裝置之彈簧裝置(20，30)產生作用在安置於該搖桿上的該滑動件之接觸按壓力，該滑動件係藉助於該搖桿單元相對於導電軌移動，且為了形成滑動接觸，該滑動件使用該接觸按壓力在滑動接觸位置中壓抵在該導電軌上，其中，該集電器包含具有量測裝置(35，49)之量測單元(34，43，48)，該量測裝置之感測裝置(37)的至少一個感測器(24，38)安置於該接觸按壓裝置上及/或鄰近於該接觸按壓裝置，該接觸按壓裝置之量測值係藉助於該感測裝置而記錄，該量測值係藉助於該量測裝置之處理單元(39)而處理，且判定描述該集電器及/或該導電軌之操作狀態的參數，以及使用至少一個加速度感測器(25)作為感測器(24，38)，其安置於該滑動件(15，28)及/或該搖桿單元(18，46)上。
  2. 如請求項1之方法，其中連續地或不連續地記錄及處理該搖桿單元(18，46)之角度位置、加速度、頻率、溫度、照度、力、電流、電壓、電阻、距離、質量、氣壓及/或區位作為量測值。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該處理單元(39)以規則時間間隔、在改變發生時或連續地記錄及儲存感測 器(24，38)之這些量測值及/或這些參數。
  4. 如請求項1或2之方法，其中用於致動該搖桿單元(18，46)之致動器(21)係藉助於該量測單元(43，48)之控制裝置(44)來控制，該搖桿單元之該致動係藉助於該控制裝置之控制機構(45)根據量測值及/或參數來控制。
  5. 如請求項4之方法，其中該接觸按壓力係藉由該控制機構(45)根據這些量測值及/或參數來控制。
  6. 如請求項1或2之方法，其中該量測裝置(35，49)將這些量測值及/或參數傳輸至評估單元(36，54)，這些量測值及/或參數儲存於該評估單元之資料庫(41，55)中及/或藉助於該評估單元之評估裝置(42，56)而處理。
  7. 如請求項6之方法，其中該量測裝置之這些量測值及/或參數係藉助於該量測裝置(35，49)之傳輸單元(50)經由資料鏈路(52)傳輸至該評估單元(36，54)及/或控制裝置(44)，該評估單元及/或該控制裝置安置於距該量測單元一距離處或整合於該量測單元中。
  8. 如請求項7之方法，其中該資料鏈路(52，53，59)係經由外部資料網路(51)而形成。
  9. 如請求項6之方法， 其中至該評估單元(36，54)及/或該量測單元(34，48)之資料鏈路(59)係藉助於使用者單元(58)而形成，這些量測值及/或參數經傳輸及輸出至該使用者單元。
  10. 如請求項6之方法，其中該處理單元(39)或該評估單元(36，54)評估這些量測值及/或參數之時間曲線且判定該集電器(10，26)及/或該導電軌(12，27)之磨損狀態，從而考量時間相依分量及/或取決於與該磨損相關之量測變數之分量。
  11. 如請求項6之方法，其中該滑動件(15，28)之振動係藉助於該感測裝置(37)而記錄，該處理單元(39)判定該滑動件及/或該搖桿單元(18，46)之固有頻率及/或諧振頻率，該處理單元或該評估單元(36，54)判定該滑動件之磨損狀態。
  12. 如請求項6之方法，其中該處理單元(39)或該評估單元(36，54)對在一段時間內儲存之這些量測值及/或參數進行一型樣分析且自該型樣分析導出一關鍵指數。
  13. 如請求項6之方法，其中該處理單元(39)或該評估單元(36，54)使不同感測器(24，38)之這些量測值及/或參數相關且導出這些量測值及/或參數之功能相依性。
  14. 如請求項6之方法，其中 該集電器(10，26)之區位係藉助於該感測裝置(37)之位置感測器判定，該區位與這些參數相關聯，該評估單元(36，54)判定該導電軌(12，27)之磨損狀態。
  15. 如請求項6之方法，其中該評估單元(36，54)處理複數個集電器(10，26)之量測單元(34，43，48)之參數。
  16. 一種用於將能量自導電軌(12，27)傳送至軌道交通工具之集電器(10，26)，該集電器包含接觸按壓裝置(14，31)，該接觸按壓裝置具有形成滑動接觸表面(16)之滑動件(15，28)，該接觸按壓裝置包含搖桿單元(18，46)以用於使用可樞轉搖桿(19，29)及彈簧裝置(20，30)而產生接觸按壓力，該滑動件安置於該搖桿上，該接觸按壓裝置經形成以使得該滑動件可藉助於該搖桿單元相對於導電軌移動，且為了形成滑動接觸，該滑動件經組態以使用該接觸按壓力在滑動接觸位置中壓抵在該導電軌上，其中該集電器包含具有量測裝置(35，49)之量測單元(34，43，48)，該量測裝置之感測裝置(37)之至少一個感測器(24，38)安置於該接觸按壓裝置上及/或鄰近於該接觸按壓裝置，該接觸按壓裝置之量測值可藉助於該感測裝置記錄，該量測值可藉助於該量測裝置之處理單元(39)處理，且可判定描述該集電器及/或該導電軌之操作狀態的參數，以及使用至少一個加速度感測器(25)作為感測器(24，38)，其安置於該滑動件(15，28)及/或該搖桿單元(18，46)上。
  17. 一種監測系統(47)，其具有至少一個軌道交通工具，該至少一個軌道交通工具具有至少一個如請求項16之集電器(10，26)。
  18. 如請求項17之監測系統，其中該監測系統(47)包含複數個量測單元(34，43，48)及評估單元(36，54)，該評估單元用於處理複數個集電器(10，26)之這些量測單元之量測值及/或參數。
  19. 如請求項17或18之監測系統，其中該監測系統(47)包含複數個軌道交通工具，該複數個軌道交通工具各自具有至少一個集電器(10，26)。
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