一种刚性悬挂接触网参数测量装置及系统的制作方法

本发明涉及铁路接触网参数测量技术，尤其涉及一种刚性悬挂接触网参数测量装置及系统。

背景技术：

1、接触网系统是高速铁路和城市轨道交通牵引供电系统的重要组成部分，负责将牵引变电所输出的电能传送至动车组。动车组运行过程中，受电弓与接触网之间通常存在复杂的机械与电气作用，会造成接触线的磨耗，导致拉出值、导高等变化，严重的可能导致接触网支持装置零部件出现破损、松脱、断裂等缺陷，造成接触网机械结构稳定性下降，严重时会引发严重的安全事故(如定位器脱落、接触网坍塌等)，直接影响列车的安全运行。因此，对接触网进行准确、高效的检测与状态监控，对城市轨道交通和高速铁路运营与维护工作具有重要意义。

2、随着高速铁路6c检测系统的提出，基于图像的非接触式检测方法日益取代传统的人工巡线成为接触网检修与维护的主要手段被各路局采用。然而，现有的检测系统依然存在图像理解能力差，自动化程度低，缺陷识别过分依赖人工辅助等问题，检测效率依然较低。

3、目前，市面上的接触网静态视觉检测系统，绝大多数只能测量拉出值、导高等参数。无法对磨耗及其接触网的悬挂设备等做出相应的检测。测量磨耗的产品只能通过单点式、接触式进行测量，费时费力。并且针对城市轨道交通普遍使用的刚性悬挂接触网无法进行连续检测。

4、对于接触线动态视觉磨耗检测系统，基本采用基于光源照明接触导线下部磨耗面，并利用高速摄像机采集接触面图像，经过图像处理后得到导线磨耗面宽度值，从而对磨耗进行实时检测，但是这种原理会出现接触线磨耗图像边缘模糊、对比度低等，易受光照影响，无法准确测量磨耗等问题，同时车体震动对磨耗检测也会产生一定的影响。因此，一种能够对刚性悬挂接触网参数进行非接触式连续检测的装置成为一种需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种刚性悬挂接触网参数测量装置及系统，有效解决现有技术中针对刚性悬挂接触网无法进行连续检测，且检测精度不高的技问题。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、一方面，本发明提供了一种刚性悬挂接触网参数测量装置，包括：

4、测量装置本体，底部可沿轨道运行；

5、配置于所述装置本体上的数据采集装置，所述数据采集装置中包括朝向接触网设置的一线性激光发射器和一轮廓激光相机，其中，所述线性激光发射器用于朝向接触网发射激光；所述轮廓激光相机用于采集激光轮廓信息。

6、进一步优选地，所述测量装置本体包括：左行走部、右行走部及供电横梁；其中，所述供电横梁配置于所述左行走部和右行走部之间形成“工”字型结构；

7、所述数据采集装置的激光壳体呈现条状结构，沿垂直于所述供电横梁的方式配置于所述供电横梁上，所述线性激光发射器和轮廓激光相机分别配置于所述数据采集装置的两端。

8、进一步优选地，所述供电横梁内部配置有：供电电池、电源控制模块、数据采集卡及无线通信模块，其中，所述供电电池与所述电源控制模块连接，电源控制模块与所述数据采集卡连接；所述数据采集卡与所述数据采集装置连接，用于获取所述数据采集装置采集的激光轮廓信息。

9、进一步优选地，所述供电横梁内部还配置有倾角传感器，分别与所述电源控制模块和数据采集卡连接。

10、进一步优选地，所述供电横梁内部还配置有无线通信模块，分别与所述电源控制模块和数据采集卡连接，用于将所述数据采集卡采集的数据发送出去。

11、另一方面，本发明提供了一种刚性悬挂接触网参数测量系统，包括：如上述刚性悬挂接触网参数测量装置，还包括与所述刚性悬挂接触网参数测量装置通信连接的参数处理装置，所述参数处理装置用于接收到所述刚性悬挂接触网参数测量装置发送的激光轮廓信息进行处理，得到接触网的几何参数及磨耗。

12、进一步优选地，所述参数处理装置中包括：

13、数据接收模块，用于接收参数测量装置发送的激光轮廓信息；

14、数据处理模块，用于基于获取的激光轮廓信息，通过直线拟合的方式寻找到接触线磨耗面的底宽；根据磨耗面的底宽和接触线直径计算得到接触线磨耗面的残高；通过磨耗面中心的列坐标及拉出的基准值得到实际拉出值；及通过磨耗面中心的行坐标及导高的基准值得到实际导高值。

15、进一步优选地，所述参数处理装置中还包括预警模块，用于将数据处理模块计算的数据与对应的预设值进行比较，并根据比较结果发出预警。

16、进一步优选地，所述参数处理装置中还包括：

17、图像识别模块，用于基于获取的激光轮廓信息，对定位点处的绝缘磁盘进行自动识别；

18、标记模块，用于对所述图像识别模块的识别结果进行标记；

19、存储模块，用于将所述标记模块的标记结果进行自动保存，形成一杆一档数据库。

20、本发明提供的刚性悬挂接触网参数测量装置及系统，至少能够实现以下技术效果：

21、1、采用三维轮廓激光技术，实现刚性悬挂接触网几何参数及磨耗的非接触式连续检测，不仅可以提取整个接触线及其汇流排、悬挂等的设备的轮廓面信息，能够直接生成整个接触网的三维图像。还可以获取更高精度的测量数据，对接触网支持装置零部件进行缺陷检测。相较于单点测量设备，既解决了检测点离散问题，又解决了接触式检测接触网需断电的安全问题。

22、2、检测距离和量程相较于现有技术有较大提高，其中，检测距离从目前的最大1.5米左右提升到了4-5米；量程从目前最大的800mm提升到1500mm。

23、3、可以以最大15km/h的速度及最小为1cm的采样间隔条件下，对汇流排及接触网进行实时动态的三维建模，完成连续检测。

24、4、软件自带图像识别功能，在连续检测过程中，可以对定位点处的绝缘磁盘进行自动识别并标记定位点，数据自动保存后形成一杆一档数据库。

技术特征：

1.一种刚性悬挂接触网参数测量装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的刚性悬挂接触网参数测量装置，其特征在于，所述测量装置本体包括：左行走部、右行走部及供电横梁；其中，所述供电横梁配置于所述左行走部和右行走部之间形成“工”字型结构；

3.如权利要求2所述的刚性悬挂接触网参数测量装置，其特征在于，所述供电横梁内部配置有：供电电池、电源控制模块、数据采集卡及无线通信模块，其中，所述供电电池与所述电源控制模块连接，电源控制模块与所述数据采集卡连接；所述数据采集卡与所述数据采集装置连接，用于获取所述数据采集装置采集的激光轮廓信息。

4.如权利要求2或3所述的刚性悬挂接触网参数测量装置，其特征在于，所述供电横梁内部还配置有倾角传感器，分别与所述电源控制模块和数据采集卡连接。

5.如权利要求3所述的刚性悬挂接触网参数测量装置，其特征在于，所述供电横梁内部还配置有无线通信模块，分别与所述电源控制模块和数据采集卡连接，用于将所述数据采集卡采集的数据发送出去。

6.一种刚性悬挂接触网参数测量系统，其特征在于，包括：如权利要求1-5任意一项所述的刚性悬挂接触网参数测量装置，还包括与所述参数测量装置通信连接的参数处理装置，所述参数处理装置用于接收到所述参数测量装置发送的激光轮廓信息进行处理，得到接触网的几何参数及磨耗。

7.如权利要求6所述的刚性悬挂接触网参数测量系统，其特征在于，所述参数处理装置中包括：

8.如权利要求7所述的刚性悬挂接触网参数测量系统，其特征在于，所述参数处理装置中还包括预警模块，用于将数据处理模块计算的数据与对应的预设值进行比较，并根据比较结果发出预警。

9.如权利要求7或8所述的刚性悬挂接触网参数测量系统，其特征在于，所述参数处理装置中还包括：

技术总结
本发明提供了一种刚性悬挂接触网参数测量装置及系统，其中，测量装置本体，底部可沿轨道运行；配置于装置本体上的数据采集装置，数据采集装置中包括朝向接触网设置的一线性激光发射器和一轮廓激光相机，其中，线性激光发射器用于朝向接触网发射激光；轮廓激光相机用于采集激光轮廓信息。其能有效解决现有技术中针对刚性悬挂接触网无法进行连续检测，且检测精度不高的技问题。

技术研发人员：谢忠华,牛兴润,熊志灿
受保护的技术使用者：信承瑞技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11