[发明专利]基于传感器的受电弓特性测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及受电弓特性测试装置，尤其涉及一种基于传感器的受电弓特性测试装置。

背景技术

受电弓为电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上，负荷电流通过接触网和受电弓滑板接触获取，滑板与接触网间的接触压力、接触电阻、接触面积直接影响负荷电流的正常工作。在使用过程中接触压力不可过大或过小，否则增加机械磨耗或离线率；因此，受电弓的日常维护是机车维护的重要内容，如受电弓的接触压力、滑板磨损程度，以及滑板的水平度等。

受电弓受机车控制指令执行升弓和降弓操作，由气动控制，要求受电弓匀速上升或下降，在上升接近接触线时有一缓慢停滞，然后迅速接触接触线，而下降时，要求克服升弓弹簧的作用力，使受电弓迅速下降，脱离接触网。这就是受电弓特性，也是受电弓日常维护的重要内容。

目前，受电弓的检测维护依然依靠卡尺、秒表等人工操作，存在较大的人为因素的影响，数据可靠性差，无法直观反映受电弓特性。部分有一定自动化程度的检测装置结构复杂，操作繁琐，不便于携带，并且滑板磨损程度与水平度等参数难以测量，尚没有测量受电弓的高度-受力-时间的特性测试，以及滑板磨损程度与水平度的测量。   

发明内容

本发明要解决的技术问题在于现有技术无法实现对受电弓特性及其滑板磨损自动检测的缺陷，提供一种通过传感器技术检测受电弓全部参数的智能检测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种基于传感器的受电弓特性测试装置，该装置包括传感部、无线通信单元和上位机；

所述传感部置于被测双臂受电弓滑板上，该装置为左右对称的两部分，中间为手柄，手柄下端安装有红外传感器；该装置的两侧安装有滑动式可折叠支臂，通过可折叠支臂固定在受电弓滑板上；支臂上设有超声波测距传感器，在测量时，超声波测距传感器发送接收超声波的方向与受电弓底板垂直；

该装置顶端的手柄两侧设有与接触网接触的下凹沟道，该装置的底部平坦，安装有探针式阵列压力传感器；该装置内部设有与底板平行的三维加速度传感器，该装置内部还设有温度传感器；

所述无线通信单元与各个传感器连接，将获取的传感器数据发送给上位机，上位机对传感器数据进行处理，并进行预判。

本发明所述的装置中，所述可折叠支臂在收起状态时，置于该装置顶部；测试时，通过装置侧面设置的磁铁固定。

本发明所述的装置中，探针式阵列压力传感器包括压敏电阻和探针，压敏电阻固定在一基底上，与弹簧相连，弹簧下端与探针固定连接，探针穿过一固定底板，探针的底部形状为纺锤体。 

本发明所述的装置中，所述超声波测距传感器为收发一体化超声波传感器。

本发明所述的装置中，该装置还设有USB充电接口。

本发明所述的装置中，手柄下端安装有4个红外传感器，依次向机车顶部发出红外脉冲，红外传感器接收机车顶部反射的红外脉冲，利用红外脉冲的发送与接收时间差测量升弓高度与时间的关系，即受电弓的升弓特性；同时三维加速度传感器记录滑板的加速度变化，依此获得滑板的升弓高度-受力-时间特性。

本发明产生的有益效果是：本发明为独立的测试装置，体积小、重量轻，便于携带与操作，可减轻人工劳动强度，提高工作效率和数据可靠性，可完整测量受电弓的升弓/降弓过程的高度-受力-时间特性曲线，此外，测量数据包括压力、测距与水平度，可准确校正测量数据，并可指导受电弓滑板的安装与维护。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明基于传感器的受电弓特性测试装置的结构图；

图2是本发明的电路框图；

图3 是本发明的探针式阵列压力传感器的结构图；

图4是本发明的红外测距电路图；

图5是本发明的超声波测距电路图；

图6是本发明的水平度测量的电路图；

图7是本发明的温度传感器电路、USB充电电路电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明基于传感器的受电弓特性测试装置，该装置包括传感部、无线通信单元和上位机；