[发明专利]一种非接触式弓网接触力测量方法及装置

权利要求书

1.一种非接触式弓网接触力测量方法，其特征在于，包括：

步骤S1，获取由设置于列车顶棚的竖向线阵相机拍摄的包含设置于碳滑板侧面的第一靶标和设置于上框架顶管侧面的第二靶标的目标图像；所述第一靶标和第二靶标均靠近弓头一侧纵向弹簧处所在竖直面设置；

步骤S2，从所述目标图像中提取所述第一靶标对应的第一光条像素和所述第二靶标对应的第二光条像素，根据所述第一光条像素与第二光条像素的距离差计算第一位置的第一弹性力；

步骤S3，将第一碳滑板等效为以弓网接触点为支点的杠杆，根据杠杆原理由所述第一弹性力计算与所述第一位置同边的第二位置的第二弹性力；

步骤S4，将所述第一弹性力和第二弹性力的求和值作为弹性力和；

步骤S5，将所述弹性力和加上垂向惯性力和空气动力垂向分力作为弓网接触力结果输出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S3还包括根据所述第一光条像素偏离标准位置的距离差计算第三位置的第三弹性力与所述第一弹性力的前后差值，根据所述前后差值由所述第一弹性力得到第三弹性力，所述第三位置位于与所述第一位置同侧的第二碳滑板；

将第二碳滑板等效为以弓网接触点为支点的杠杆，根据杠杆原理由所述第三弹性力计算与所述第三位置同边的第四位置的第四弹性力；

步骤S4，将所述第一弹性力至第四弹性力的求和值作为弹性力和。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S2中，第一弹性力F1＝Δx×k，其中Δx为所述第一光条像素与第二光条像素的距离差，k为标定得到的当前拉出值位置的第一纵向弹簧弹性系数；

弹性系数k的标定过程为：静态模拟接触线在拉出值方向变化，测量每个拉出值位置不同压力情况下的所述第一光条像素与第二光条像素的距离差，得到弹性系数与拉出值的关系。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤S3中，第二弹性力其中L为受电弓两个纵向弹簧之间的距离，L’为当前时刻的拉出值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：计算第二弹性力和第四弹性力还包括限位校正过程，具体为：在弹性系数k的标定过程中识别弹簧限位点，记录弹簧到达限位点临界状态下的临界压力；当根据杠杆原理计算出的所述第二弹簧力或第四弹簧力大于所述临界压力时，输出所述临界压力值为第二弹簧力或第四弹簧力。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：计算第三弹性力F3＝F1-2×Δx₂×k₂，其中其中Δx₂为所述第一光条像素至其标准位置的距离差，k₂为标定得到的第一位置处内部弹簧弹性系数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：计算第四弹簧力还包括拉出值校正过程，具体为根据当前时刻的拉出值变化趋势做一定量的拉出值偏移得到后碳滑板的拉出值L”，则当前

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于：所述惯性力F_in＝ma，其中垂向加速度a由对所述第一光条像素在时间域求二阶差分得到，m为标定得到的等效质量。