[发明专利]一种机车受电弓滑板磨耗在线自动检测设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种机车受电弓状态检测设备，尤其涉及一种机车受电弓滑板磨耗在线自动检测设备。

背景技术

机车通过受电弓从机车上方的接触线取电，作为机车的牵引电源及其它用电设备的电源。在高速电气化铁路系统中，机车必须保持稳定的受流状态。因此作为直接与接触线接触的取流关键设备-受电弓滑板的状态极为关键，它关系到机车能否稳定、可靠地从接触线取电。由于受电弓滑板与接触导线长期接触，不可避免的发生磨损，而导致机车受电性能变差；若发生异常状况时，使得滑板表面异常脱落，就会导致发生安全事故。因此，需要对滑板表面磨损状况进行监测，以保证机车的稳定、安全运行。

目前，对受电弓滑板表面的磨损检测，我国主要采用较原始的检测方法，即在机车入库时，对受电弓的滑板磨耗进行检测：先将接触网局部停电，然后检测人员登至车顶，首先人工观察磨损最严重部分，再通过测量装置(如游标卡尺)手工卡住受电弓上下边缘，测试此时滑板上下高度偏差读数，需同时在附近需要测量多个点，取最小值，从而得到最大滑板磨耗值。该种测试方法要求接触网局部断电，且需要多个工作人员配合操作，操作麻烦，费时费力，效率低、精度低、准确性差；且稍不小心即会产生安全事故，存在严重的安全隐患。并且该种人工测量方法并没有对滑板整体进行检测，而是对观察后的局部进行检测，检测范围小，受人为影响大，不能较准确真实地测出机车受电弓滑板最大磨耗值及位置，以及滑板表面整体磨耗状况。

世界上发达国家采用的方法主要是：通过架高的多个超声波传感器发送超声波，通过空气传输并送到被测受电弓滑板上，然后超声波反射返回到传感器上。根据超声波的传输时间与波速，经计算后获得滑板厚度，可以实现对受电弓的滑板磨耗进行动态检测。该种方法可检测受电弓滑板多点的滑板磨耗，但也存在以下不足：一、由于弓头在运动过程中无法保持完全水平，即与超声波传感器探头表面不能保持垂直，导致部分超声波无法返回接收单元，导致无法正常检测；二、同样是仅对滑板上的几个点进行的采样检测，也无法获得整体滑板表面状态。三、由于超声波传感器工作距离的限制，传感器安装位置与受电弓滑板距离非常近(一般小于400mm)，导致传感器需要安装在接触网和承力索之间，传感器工作在高压区，电气干扰严重，且安装维护非常复杂。

也有通过图像检测装置对滑板进行磨耗检测的方法，如在受电弓通过时，使用铁轨中心线正上方的数码相机向下垂直(俯视)拍摄得到受电弓的照片。该方式只能实现受电弓通过录像，并通过人工方式来进行确认与分析。由于相机在铁轨中心轴线安装，俯拍受电弓滑板时以车顶为背景，而车顶上器件繁多复杂，背景极其复杂，且不同车型的车顶情况不同；因此，该方法得到的受电弓照片很难进行后续的自动分析与判断，即使能做部分的自动分析处理，其精度、可靠性大大受限，且容易造成误判。

目前，随着铁路第六次大提速及动车组的开行，高速、重载成为当今铁路的主要特征，对受电弓运行质量提出了更好的需求。针对国内的特殊情况，急需研发一种适应中国铁路的多种类型受电弓滑板磨耗的自动在线检测设备。

发明内容

本发明的目的就是提供一种机车受电弓滑板磨耗在线自动检测设备，该设备能对机车进行在线非接触动态自动检测，其检测精度高，使用安全、方便；稳定性、可靠性好，使用寿命长。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方案为：一种机车受电弓滑板磨耗在线自动检测设备，包括检测棚上安装的图像传感器，以及与图像传感器相连的数据处理及控制装置，其结构特点是：

所述的检测棚侧面与机车受电弓同一高度的前、后位置分别固定有与数据处理及控制装置相连的前、后触发开关，检测棚的左、右侧面分别安装有左、右背景板；

检测棚上安装的图像传感器有四个，依其安装位置分别为左后、右后、左前、右前图像传感器；

左后、右后图像传感器的视角均向前、向下，并分别对准右、左背景板的前部，且在机车受电弓通过致后触发开关触发时；左后、右后图像传感器的视角分别对准机车受电弓滑板前板的右半部和左半部；

左前、右前图像传感器的视角均向后、向下，并分别对准右、左背景板的后部，且在机车受电弓通过致前触发开关触发时，左前、右前图像传感器的视角分别对准机车受电弓滑板后板的右半部和左半部。

本发明的工作过程和原理是：