电力机车受电弓自动计时仪的制作方法

1.本实用新型属于机械控制技术领域，涉及到铁路电力机车以及高铁、动车组等受电弓计时装置，具体为电力机车受电弓自动计时仪。


背景技术：

2.受电弓是电力机车从接触网获得电能的重要电气部件，它在整个机车供电系统的工作中起着非常关键的作用。它是负责机车与接触网网线接触，从接触网上集取电流，并将电流通过车顶母线传送到车内供机车使用。尤其重要是受电弓安装在车顶时的调整，对受电弓升降弓时间的长、短要求非常高。如果受电弓的升、降弓时间不在规定的范围内，会对受电弓、接触网网线及橡胶减震器产生较大的冲击，给机车的运行带来很大的安全隐患。
3.电力机车的受电弓升、降弓时间的计时，现阶段国内电力机车受电弓升、降弓时间的计时均采用秒表，人为使用秒表计时，从受电弓升起瞬间到停止瞬间，手指按动计时开始到结束时都会有一定的时间差，同时受电弓升、降时有一定时间的延时，在车顶计时人员必须始终保持精神高度集中，高度紧张时间过长，人的手指会僵硬，在计时中难免会出现误差。行驶在全国各地的铁路上的电力机车、高铁及动车组，如此多的机车受电弓都需要进行测量调整，尤其在北方气候比较寒冷的地区和南方气候又比较热的地区。使用秒表测量调整得多次反复测量计时，作业时间较长，工作量较大。


技术实现要素：

4.为了解决上述升降弓人工计时误差大、作业时间长的问题，本实用新型通过上、下定位开关实现升降弓的自动计时功能。
5.本实用新型采用的技术方案是：
6.电力机车受电弓自动计时仪，用于受电弓升弓与降弓的计时，包括：
7.计时控制盒，用于计时显示，
8.上定位开关，用于升弓计时停止和降弓计时开始，
9.下定位开关，用于降弓计时停止和升弓计时开始；
10.所述上定位开关包括，
11.第一外壳，
12.轻触开关，设置在第一外壳内，与计时控制盒电连接，
13.第一支柱连杆，设置在所述轻触开关上方，且滑动后作用于轻触开关，
14.限位绳，一端连接受电弓，另一端作用于第一支柱连杆提供使其远离轻触开关的力，
15.第一弹簧，设置在第一支柱连杆的外部，用于提供第一支柱连杆靠近轻触开关的力；
16.所述下定位开关包括，
17.第二外壳，
18.第二支柱连杆，设置在第二外壳内，第二支柱连杆上端伸出第二外壳且设有压盖，压盖用于提供给第二支柱连杆向下的力，
19.第二弹簧，设置在第二支柱连杆下方，用于提供给第二支柱连杆向上的力，
20.静触头，设置在第二支柱连杆侧部，与计时控制盒电连接，
21.动触头，设置在第二支柱连杆上，
22.且第二支柱连杆上下移动控制动触头与静触头的接触和分离。
23.所述上定位开关还包括第一绝缘件，所述第一绝缘件设置在第一外壳与第一弹簧之间，作用于第一弹簧向下的力，所述下定位开关包括第二绝缘件，所述第二绝缘件设置在第二外壳内且设置在静触头下方。
24.所述上定位开关还包括第一连接件和第一传动杆，所述限位绳连接所述第一连接件，所述第一连接件连接第一传动杆，所述第一传动杆穿过第一外壳连接所述第一支柱连杆。
25.所述上定位开关还包括弹簧自锁结构，所述弹簧自锁结构包括，限位块，转动设置在第一外壳内部，且转动后实现位于第一传动杆的下方限制第一传动杆下移，拨动块，设置在第一外壳外部，通过连接杆作用于限位块使其旋转置于第一传动杆上方，拨动块与限位块铰接，自锁弹簧，设置在连接杆上，作用限位块远离拨动块的力。
26.所述弹簧自锁结构还包括固定块，所述固定块设置在所述第一绝缘件上，所述限位块与固定块铰接。
27.所述下定位开关还包括自重自锁结构，所述自重自锁结构包括第二连接件、第二传动杆和限位柱，所述第二连接件与第二传动杆转动连接，第二传动杆穿过第二外壳连接第二支柱连杆，所述限位柱设置在第二外壳侧部，所述第二连接件设有凹槽，第二连接件随第二支柱连杆向下运动使限位柱位于第二连接件凹槽，限制第二支柱连杆向上运动。
28.所述计时控制盒包括盒体、控制电路、显示屏和开关按键，所述显示屏和开关按键设置在盒体一侧，所述显示屏和开关按键均与控制电路连接。
29.所述下定位开关的底部还设有减震座。
30.本实用新型还包括挂钩，所述挂钩用于限位绳与受电弓的连接。
31.本实用新型的有益效果是：
32.在受电弓升降弓过程中，利用上、下定位开关自动控制升降弓计时的开始与停止，在计时控制盒直观的显示出升降弓的时间，操作方便、性能可靠、计时精度高，解决了人为计时误差高的问题，实现了精确的自动计时功能。
33.下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
附图说明
34.图1是本实用新型上定位开关的正视图，
35.图2是本实用新型上定位开关的侧视图，
36.图3是本实用新型上定位开关的俯视图，
37.图4是本实用新型上定位开关的a
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a方向剖面图，
38.图5是本实用新型下定位开关的正视图，
39.图6是本实用新型下定位开关的侧视图，
40.图7是本实用新型下定位开关的俯视图，
41.图8是本实用新型下定位开关的b
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b方向剖面图，
42.图9是本实用新型计时控制盒的示意图，
43.图10是本实用新型挂钩的示意图，
44.附图中，1、第一外壳，2、第一弹簧，3、第一支柱连杆，4、第一绝缘件，5、轻触开关，6、第二外壳，7、第二弹簧，8、第二支柱连杆，9、压盖，10、第二绝缘件，11、动触头，12、静触头，13、第一连接件，14、第一传动杆，15、固定块，16、限位块，17、拨动块，18、连接杆，19、自锁弹簧，20、第二连接件，21、第二传动杆，22、限位柱，23、盒体， 24、显示屏，25、开关按键，26、减震座，27、挂钩。
具体实施方式
45.下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
46.本实用新型为电力机车受电弓自动计时仪，用于受电弓升弓与降弓的计时，包括：计时控制盒，上定位开关，下定位开关和限位绳，
47.具体实施例1
48.如图1～4所示，所述上定位开关包括，第一外壳1，两侧设有长通孔，第一弹簧2，设置在第一外壳1内，第一支柱连杆3，嵌套在第一弹簧2中，第一绝缘件4，设置在第一外壳1与第一弹簧2之间，且第一弹簧2可以在绝缘件和第一支柱连杆3的作用下做伸缩运动，轻触开关5，设置在第一外壳1内且位于第一支柱连杆3下部，与控制电路连接，第一支柱连杆3的上下运动控制轻触开关5的开关，第一连接件13，用于连接限位绳，设置在第一外壳1外部，第一传动杆14，借助于第一外壳1的长通孔将第一支柱连杆3和第一连接件13连接在一起。还包括挂钩27，所述挂钩27用于限位绳与受电弓的连接。
49.使用时，将上定位开关通过安装架固定安装在受电弓自动降弓快速排气阀处的铁板上，限位绳的挂钩27安装在受电弓的滑动轴承套上。
50.上定位开关的动作过程：
51.受电弓在升弓时：限位绳的长度设置为1.4米，当受电弓在达到1.4米时，限位绳在要拉紧的瞬间拉动第一连接件13，在第一传动杆14的作用下，克服第一弹簧2的向下压力带动第一支柱连杆3向上移动，第一支柱连杆3 底面离开轻触开关5按钮头，断开轻触开关5，切断控制电路，计时控制盒停止计时。
52.受电弓在降弓时：受电弓在下降时，限位绳在松的瞬间，第一支柱连杆3没有了第一连接件13提供的向上的拉力，在第一弹簧2向下压力的作用下带动第一支柱连杆3向下移动，第一支柱连杆3底面压下轻触开关5 按钮头，闭合轻触开关5，接通控制电路，计时控制盒开始计时。
53.具体实施例2
54.如图5～8所示，所述下定位开关包括，第二外壳6，两侧设有长通孔，第二弹簧7，竖直设置在第二外壳6内的底部，第二支柱连杆8，设置在第二弹簧7上方，第二支柱连杆8上端伸出第二外壳6且设有压盖9，第二绝缘件10，设置在第二支柱连杆8下端与第二外壳6之间，滑动触头，与控制电路连接，包括设置在第二支柱连杆8上的动触头11和设置在第二支柱连
杆8与第二绝缘件10之间楔形的静触头12，第二支柱连杆8的上下运动控制滑动触头12的开关。所述下定位开关的底部还设有减震座26。
55.使用时，将下定位开关通过安装架固定在受电弓的底架上，使压盖9 与受电弓的升弓滑板底面相对应。
56.下定位开关的动作过程：
57.受电弓在升弓时：由于升弓滑板底面压在下定位开关的压盖9上，借助第二支柱连杆8施加向下的压力，此时第二弹簧7处于压缩状态，受电弓在上升的瞬间，升弓滑板底面向上移动，压盖9与第二支柱连杆8在第二弹簧7的回弹力作用下向上移动，同时第二支柱连杆8也带动动触头11 上移动，使动触头11接触静触头12，闭合滑动触头11，接通控制电路，计时控制盒开始计时。
58.受电弓在降弓时：受电弓的升弓滑板向下移动直到压在下定位开关的压盖9上，带动第二支柱连杆8与升弓滑板一起向下移动，压盖9与第二支柱连杆8克服第二弹簧7向上压力向下移动，使第二支柱连杆8带动动触头11下移动，使动触头11离开静触头12，断开滑动触头11，切断控制电路，计时控制盒停止计时。
59.具体实施例3
60.如图1～4所示，所述上定位开关还包括弹簧自锁结构，所述弹簧自锁结构包括，固定块15，设置在所述第一绝缘件4上；限位块16，一侧与固定块15铰接，一侧借助第一传动杆14进行限位；拨动块17，设置在第一外壳1外部；连接杆18，用于连接限位块16和拨动块17；自锁弹簧19，设置在连接杆18上。
61.受电弓升弓时，第一传动杆14向上移动，限位块16基于固定块15旋转，自锁弹簧19压缩，升弓结束，自锁弹簧19回弹，第一传动杆14运动到限位块16上方，限制了第一支柱连杆3的运动；受电弓降弓时，手动下压拨动块17，使第一传动杆14回到限位块16下方，不影响降弓计时开始。
62.具体实施例
63.如图5～8所示，所述下定位开关还包括自重自锁结构，所述自重自锁结构包括，第二连接件20，设置在第二外壳6外部，一侧设有凹槽；第二传动杆21，穿过第二外壳6侧部的长通孔连接第二连接件20和第二支柱连杆8，且第二连接件20与第二传动杆21之间具有旋转自由度；限位柱22，设置在第二外壳6侧部，在第二连接件20借助第二传动杆21随第二支柱连杆8竖直运动时，限位柱22与凹槽形成自锁。
64.受电弓升弓时，手动拨动第二连接件20，使限位柱22位于第二连接件20下方，解开自重自锁装置，开始受电弓的升弓计时开始，受电弓降弓时，第二连接件20随着第二传动杆21向下运动，直到降弓计时结束，第二连接件20的凹槽卡住限位柱22，使第二支柱连杆8无法再向上运动。
65.上、下定位开关不止是完成计时开始及计时的停止，因在调试过程中，升弓时虽然不允许受电弓有任何弹跳，但是升弓时间过快或风压过高时，也会造成受电弓升弓时弹跳，降弓时必须有缓冲，但是受电弓落在两个橡胶减震器上，弓的本身自重会造成弹跳，出现弹跳会造成二次计时，造成计时不准确，为了解决了升弓或降弓时会出现的弹跳而采到时间不准的问题，在上、下定位开关上加装了机械自锁装置，上定位开关的自锁靠的是弹簧自锁，在升弓时没有弹跳时，可以不用将自锁装置投入使用，下定位开关的自锁靠的是自锁装
置的自重自锁，因此解决了受电弓因弹跳而采集不到计时时间的问题，保证了每次升弓、降弓计时时间的数值之间差不超过0.04秒。
66.具体实施例5
67.如图9所示，所述计时控制盒包括盒体23，显示屏24和开关按键25，所述显示屏24和开关按键25设置在盒体一侧，所述显示屏24和开关按键 25均与控制电路连接。
68.控制电路主要是一块时间控制电路板，采用单片机(stc 11f02e)程序控制，内部程序包含了掉电归零、接通启动开关计时、断开开关定格显示的计时功能，计时精确、动作可靠；电源采用4节5号1.2v的ene1oop 镍氢充电电池，充电器采用型号bq
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cc55cc，输入电压为dc5v、工作电流<50ma，保证了电源供电的可靠性；显示屏24采用四位一体的数码管 (kyx
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5462a5)，大屏幕红色数字显示，可以在任何环境下都可以清晰的看到计时时间值，比看秒表读数有了非常大的优势。
69.计时控制盒在使用时安装到下定位开关的安装架上，计时控制盒与该安装架采用燕尾槽连接，燕尾槽内设有与上定位开关的轻触开关5和下定位开关的磷铜片触点连接的外电路，上、下定位开关与燕尾槽的连接采用 dc公母插头弹簧线，在测试时各部件组装、拆卸方便快捷，采用各自独立的模块化设计，布局合理、出现故障时检查检修方便，作业时一目了然。
70.本实用新型在具体使用时，
71.升弓前，首先通过下定位开关的安装架，调整下定位开关的压盖9与升弓滑板底面的接触位置,调整好后紧固安装架，把自重自锁装置解锁，将计时控制盒上的开关按键25按下，显示屏24显示“00：00”，开始升弓，在滑板底面离开下定位开关的压盖9时，下定位开关动作接通控制电路开始计时，当上定位开关上的限位绳上的达到1.4米时，在限位绳拉紧后的瞬间上定位开关动作断开控制电路，计时停止，弹簧自锁装置自锁，在计时控制盒的显示屏24上可以看到升弓时间。
72.降弓时，受电弓开始下降，在限位绳松的瞬间上定位开关动作接通控制电路开始计时，受电弓的升弓滑板底面将下定位开关的压盖9压下时，下定位开关动作断开控制电路，计时停止，自重自锁装置自锁，同时在计时控制盒的显示屏24上可以看到降弓时间。