一种用于清洗电气化铁路接触网的系统和方法与流程

本发明属于铁路接触网维护，具体涉及一种用于清洗电气化铁路接触网的系统和方法。

背景技术：

1、电气化铁路接触网系统是沿线架设用于为电力机车提供电源的输电线路，为提高电气化铁路中接触网绝缘子绝缘性能，降低绝缘污闪的发生频率，需要定期对为电气化铁路接触网清洗，且异物悬挂在高压接触网上，易引发供电线路短路，严重时会引起接触网停电或行车设备损坏，对列车运行安全构成威胁。

2、现有专利(公开号cn112404008a)公开了一种电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，包括接触网检修高空作业车、设于接触网检修高空作业车的三平台作业装置、以及绝缘子清洗装置；绝缘子清洗装置包括设于接触网检修高空作业车底部的水箱、与水箱连接的增压水泵、由增压水泵供水的主冲洗装置、由主冲洗装置供水进行绝缘子冲洗的自动冲洗装置和手动冲洗装置，自动冲洗装置包括设于高空作业斗栏杆滑轨上的水炮机器人；可在三平台检修作业的同时，在接触网无电状态下，利用水冲洗装置分别对线路两侧接触网绝缘子进行高空高压冲洗，提高作业效率，确保电气化铁路线路安全可靠，防止污闪事故的发生。

3、上述方案实施过程中，接触网绝缘子清洗采用水冲洗车高射远距离高压盲冲洗，清洗效果不理想；且绝缘子清洗在不断电的情况下进行，安全性差；同时需要申请临时“天窗”，且过程中线路需要封锁，作业人员通过附件的通道门到达作业地点，对作业环境有较高的要求，并可能影响旅客列车正点运行。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有技术中存在的上述至少一个技术问题，提供了一种用于清洗电气化铁路接触网的系统和方法。

2、本发明采用如下的技术方案实现：一种用于清洗电气化铁路接触网的系统，包括激光异物清除器、角度调节组件、单片机、距离传感器和图像获取分析模块；

3、角度调节组件包括壳体、球体、连接杆、安装杆、转动驱动机构和水平驱动机构，转动驱动机构包括第一电机和第一转动板，水平驱动机构包括第二电机和第二转动板；壳体的内壁固连有输出轴相互垂直的第一电机和第二电机，球体的中心位于第一电机和第二电机输出轴延长线的交点处，连接杆和安装杆相互垂直，第一转动板的竖直段与第一电机的输出轴固连，连接杆的第一端与第一转动板的水平段垂直转动连接，连接杆的第二端转动嵌设于球体中，第二转动板的水平段与第二电机的输出轴固连，球体的外壁与安装杆的第一端固连，安装杆的第二端依次垂直活动穿过第二转动板的竖直段、壳体并与激光异物清除器连接，壳体上具有供安装杆水平转向的通道；

4、距离传感器安装在激光异物清除器上并与其朝向一致，用于获取激光异物清除器与接触网上异物的距离信息，图像获取分析模块用于获取并分析接触网及周围的视觉信息，单片机内置有接触网视图数据库和种类距离功率对照库，角度调节组件、距离传感器、图像获取模块和激光异物清除器均与单片机电性连接。

5、优选地，图像获取分析模块包括电子目镜、红外摄像头和视频分析服务器，电子目镜和红外摄像头用于获取实时接触网视图，视频分析服务器内置有能够定位异物在实时接触网视图上的对应区域的异物定位模块；电子目镜和红外摄像头通过视频分析服务器与单片机电性连接，单片机电性连接有语音播报模块和显示屏。

6、优选地，接触网视图数据库中储存有接触网多角度原视图和污染后的接触网多角度视图；异物定位模块通过分析实时接触网视图并对比接触网多角度原视图，从而发现实时接触网视图比接触网多角度原视图多出或光暗度明显较深的区域，多出或光暗度明显较深的区域即为异物，进而定位异物。

7、优选地，壳体包括支撑板和橡胶壳，两个垂直连接的板组成支撑板，橡胶壳扣接于支撑板上并与支撑板组成方形壳体，供安装杆水平转向的通道设置在橡胶壳处。

8、一种用于清洗电气化铁路接触网的方法，包括以下步骤：

9、s1：现场选点，放置激光异物清除器并对激光异物清除器预热；

10、s2：图像获取分析模块采集实时接触网视图并与单片机内置的接触网视图数据库中的接触网原视图、污染后的视图进行对比，判断接触网上异物的种类和区域信息；

11、s3：距离传感器实时采集接触网上异物与激光异物清除器的距离信息，并与单片机内置的种类距离功率对照库进行对比，根据检测到的异物种类和与激光异物清除器的距离，确定激光异物清除器的功率；

12、s4：单片机控制角度调节组件中的第一电机和第二电机动作，调节激光异物清除器的位置，使其发射端朝向异物；

13、s5：发射激光束进而完成异物清理。

14、优选地，步骤s3中，异物的种类包括塑料袋、塑料大棚膜、地膜、编织袋。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、本发明中单片机控制角度调节组件，是激光异物清除器能够多方位多角度的转动，进而方便根据异物在图像获取分析模块采集的实时接触网视图上的区域，将激光异物清除器朝向异物，避免对目标以外的物体产生影响。

17、本发明中单片机内置种类距离功率对照库，根据检测到的异物的种类和距离信息调节激光异物清除器的功率，，避免功率较小清除不彻底和功率过大而损坏激光异物清除器的问题。

18、本发明通过语音播报模块，在清洗结束后提醒工作者，进而方便工作者及时对下一个区域的电气化铁路接触网清洗，同时清洗结束后单片机自动对激光异物清除器断电，避免不必要的能源浪费。

技术特征：

1.一种用于清洗电气化铁路接触网的系统，其特征在于：包括激光异物清除器、角度调节组件、单片机、距离传感器和图像获取分析模块；

2.根据权利要求1所述的一种用于清洗电气化铁路接触网的系统，其特征在于：图像获取分析模块包括电子目镜、红外摄像头和视频分析服务器，电子目镜和红外摄像头用于获取实时接触网视图，视频分析服务器内置有能够定位异物在实时接触网视图上的对应区域的异物定位模块；电子目镜和红外摄像头通过视频分析服务器与单片机电性连接，单片机电性连接有语音播报模块和显示屏。

3.根据权利要求2所述的一种用于清洗电气化铁路接触网的系统，其特征在于：接触网视图数据库中储存有接触网多角度原视图和污染后的接触网多角度视图；异物定位模块通过分析实时接触网视图并对比接触网多角度原视图，从而发现实时接触网视图比接触网多角度原视图多出或光暗度明显较深的区域，多出或光暗度明显较深的区域即为异物，进而定位异物。

4.根据权利要求1所述的一种用于清洗电气化铁路接触网的系统，其特征在于：壳体(1)包括支撑板(1.1)和橡胶壳(1.2)，两个垂直连接的板组成支撑板(1.1)，橡胶壳(1.2)扣接于支撑板(1.1)上并与支撑板(1.1)组成方形壳体，供安装杆(4)水平转向的通道设置在橡胶壳(1.2)处。

5.一种用于清洗电气化铁路接触网的方法，依托于如权利要求1至4任一项所述的用于清洗电气化铁路接触网的系统，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求4所述的用于清洗电气化铁路接触网的方法，其特征在于：步骤s3中，异物的种类包括塑料袋、塑料大棚膜、地膜、编织袋。

技术总结
本发明属于铁路接触网维护技术领域，解决了绝缘子清洗采用水冲洗车高射远距离高压盲冲洗，清洗效果差的不足。提供了一种用于清洗电气化铁路接触网的系统和方法，壳体的内壁固连有输出轴相互垂直的第一电机和第二电机，连接杆的第一端与第一转动板的水平段垂直转动连接，连接杆的第二端转动嵌设于球体中，安装杆的第二端依次垂直活动穿过第二转动板的竖直段、壳体并与激光异物清除器连接，距离传感器用于获取激光异物清除器与接触网上异物的距离信息，图像获取分析模块用于获取并分析接触网及周围的视觉信息，单片机内置有接触网视图数据库和种类距离功率对照库。本发明清洗精度高、并可调节激光异物清除器的角度和功率。

技术研发人员：高云元,李晋,呼志刚,崔俊峰,郑玉春,潘思丞,李先河,林斌,雷禄勇,刘阳,陈敏,贾旭,丁日升,李世伟,荣栗
受保护的技术使用者：中铁三局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15