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接触网悬挂状态检测装置、纵向悬挂和横向悬挂检测方法与流程

2022-02-20 13:20:46 来源:中国专利 TAG:


1.本发明属于电气化铁道技术领域,尤其涉及一种接触网悬挂状态检测装置、纵向悬挂和横向悬挂检测方法。


背景技术:

2.当今电气化铁道应用中,火车的动力源不再是燃料而是高压供电系统。高压供电方式是通过轨道上方的接触线与火车车顶上布设的受电弓相接触从而给火车供电,所述受电弓就是一米宽的弓形金属,它横向布设在火车车顶、与轨道上方沿轨道纵向布设的接触线成十字交叉接触、从而给火车供电。
3.为了确保接触线能够与火车车顶的受电弓相接触,对接触线的陡度、高度、拉伸度都有严格的要求,所述陡度就是接触线下垂弯曲的程度,如果该下垂弯曲程度超过一定程度则接触线与受电弓之间的压力过大、受电弓容易发生打火;所述高度就是接触线的高度要与火车车顶的受电弓相匹配,接触线高度过高或者过低则不能被受电弓接触到,从而使得火车因得不到导电而断电;所述拉伸度就是接触线偏离轨道中心线的程度,一般要求拉伸度不能超过-45厘米到 45厘米,这是因为受电弓的宽度只有1米,如果拉伸度超出-45厘米到 45厘米的受电范围则火车会发生断电的故障,甚至发生打弓、刮弓等严重事故。
4.为了解决以上陡度、高度、拉伸度问题,铁路电气化工程采用接触网作为主架构,接触网是沿铁路线上架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。接触网分为接触网横向悬挂和接触网纵向悬挂。接触网横向悬挂沿铁轨横切方向布设,并且其周围还设有多条纵横交错的辅助其固定的辅助线;接触网纵向悬挂沿铁轨延伸方向布设且布设在轨道中心线左右不超过-45厘米到 45厘米之处,纵向悬挂为上下连接承力索和接触线的吊弦;接触网还包括定位器,定位器通过分别连接接触网横向悬挂和接触线、分别连接接触网纵向悬挂和接触线,从而实现对接触线空间不同维度的定位。具体为:定位器之一:通过定位器分别连接互为90度交叉的接触网横向悬挂和接触线(两端通过螺钉连接),从而实现对接触线高度、拉伸度的定位保护;定位器之二:通过在承力索和接触线之间布设吊弦,吊弦上端连接承力索、下端连接接触线,从而防止接触线下垂,实现对接触线陡度的定位保护。
5.基于接触网定位器的重要性,需要定期对接触网定位器进行巡检。巡检方式分为对接触网横向悬挂的巡检、接触网纵向悬挂的巡检。
6.对于接触网横向悬挂的检测,现有技术的巡检车自动巡检方式为:在巡检车的前端和后端分别装有1个激光和配套的1台相机(前、后安装激光是为了对接触网横向悬挂的前后侧面分别巡检)。该方法不足之处在于该检测方式对目标物不进行判别,检测装置检测目标物见一个拍照一个,造成很多废片,给后续维修人员造成很大不便。原因是只采用1个激光头并且不对目标物的直径粗细进行测量,1个激光只能发现目标物而不能检测出目标物是横向布设、还是斜向布设、还是纵向布设,而实际工程中接触网横向悬挂并不都是横向布设,还有周围交错复杂的辅助绳索一起构成接触网横向悬挂,而交错复杂的接触网横向悬挂中只有横向布设的悬挂才是检测目标,包括目标软横跨、目标硬横跨、支持装置,因为
只有这三种目标物和定位器有关,定位器一端分别连接目标软横跨、目标硬横跨、支持装置,另一端连接接触线,巡检车检测目的就是检测定位器和目标软横跨、目标硬横跨、支持装置、接触线连接处的螺钉是否松动。由于现有技术不能从复杂的线路中有效识别出目标软横跨、目标硬横跨、支持装置,并选择性进行拍照,所以造成废片太多。
7.对于接触网纵向悬挂的检测,现有技术巡检车自动巡检方式为:只限于简单地对接触线的高度、拉伸度进行几何参数的检测,而对于承力索和接触线之间用于防止接触线下垂的吊弦的状态(吊弦结扣是否松动)却没有有效的检测方法(吊弦状态检测比较复杂、不能采用单一的激光测高的方法。)而吊弦作为接触线定位器之一其作用是不可缺少、不可忽视的,如果只是单纯测量接触线几何参数而不对造成几何参数变化的原因进行检查,就是治标不治本。
8.综上,现有技术对于接触网的巡检存在以下问题:或者拍照的废片太多效率低、或者存在重大遗漏。


技术实现要素:

9.本发明针对现有技术存在的问题,提出一种接触网悬挂状态检测装置、纵向悬挂和横向悬挂检测方法,目的在于解决现有技术接触网巡检中或者废片太多效率低、或者巡检存在重大遗漏的问题。
10.本发明为解决其技术问题提出以下技术方案:
11.一种接触网悬挂状态检测装置,包括架设在铁轨上的自动走轮机构以及布设在自动走轮机构上表面的控制装置、固装在自动走轮机构的两边且沿轨道中心线对称布设的成折线状向上延伸的机械臂、分别固装在两条机械臂顶端的接触网纵向悬挂检测装置以及接触网纵向悬挂拍照装置,靠近两条机械臂顶端下方分别设有接触网横向悬挂检测装置、接触网横向悬挂拍照装置5-4-2布设在接触网横向悬挂相机支架上,该相机支架布设在所述控制装置上表面、且位于两侧机械臂之间;所述控制装置包括工控机和控制板,该工控机向上通过无线网络连接移动终端并接收移动终端人机交互指令、向下通过有线连接控制板并向控制板发送指令,所述控制板接收工控机指令并对所述接触网纵向和横向检测装置、接触网纵向和横向拍照装置、自动行走轮机构进行控制;
12.其特征在于:所述工控机包括工控机处理单元,该工控机处理单元包括一级检测控制模块、二级检测控制模块、双激光判断模块、目标物直径判断模块、中央处理模块;所述中央处理模块用于控制一级检测控制模块、二级检测控制模块、双激光判断模块、目标物直径判断模块的启动,并接收它们反馈的数据;所述一级检测控制模块、二级检测控制模块、双激光判断模块、目标物直径判断模块用于接收中央处理模块的指令向控制板发送相应的指令,并接收接触网横向悬挂检测装置和接触网横向悬挂拍照装置、接触网纵向悬挂检测装置和接触网纵向悬挂拍照装置反馈的数据;所述接触网纵向悬挂检测装置和接触网纵向悬挂拍照装置在工控机的指令下,采用两级检测方法对接触网纵向悬挂目标物进行识别和拍照;所述接触网横向悬挂检测装置和接触网横向悬挂拍照装置在工控机的指令下,采用双激光判断法和直径判断法相结合的方法实现对接触网横向悬挂的识别和拍照。
13.所述接触网纵向悬挂沿着轨道延伸方向布设、且位于距离轨顶中心线-45厘米到 45厘米上方的竖直平面内;所述接触网横向悬挂沿着轨道横切方向布设;所述接触网横向
悬挂包括轨道上方沿轨道单侧布设的支持装置、目标硬横跨、以及横跨多条轨道的目标软横跨;所述的支持装置为支持装置的斜杆伸出的横杆;所述目标硬横跨为硬横跨中的吊柱座的斜杆伸出的横杆;所述目标软横跨为轨道上方几米高处纵横交错布设的多个软横跨中沿水平方向布设的上部固定绳和下部固定绳;所述接触网纵向悬挂为接触线和承力索之间的接触网纵向悬挂目标物。
14.所述接触网纵向悬挂检测装置分前后两部分布设在各自机械臂的顶端:沿轨道延伸方向相对靠后布设的为一级检测装置、沿轨道延伸方向相对靠前布设的为二级检测装置;所述一级检测装置既是对轨道中心线-45厘米到 45厘米上方的承力索和下方的接触线的高度进行检测、然后将这两个高度差的中点位置作为接触网纵向悬挂目标物的高度位置;所述二级检测装置就是根据已经获得的接触网纵向悬挂目标物的高度位置进一步查找其在轨道延伸方向的位置,最终获得接触网纵向悬挂目标物的在轨道上方的具体位置。
15.所述一级检测装置设有一级检测激光和一级检测旋转云台,所述一级检测旋转云台接收控制板的指令,带动一级检测激光沿着承力索和接触线的横切面方向转动,从而获得承力索和接触线的高度数据并反馈给工控机,由此完成了所述一级查找;所述二级检测装置设有二级检测激光和二级检测旋转云台,所述二级检测旋转云台接收控制板的指令带动二级检测激光转动到一个特定的固定角度,该角度对应接触线和承力索之间的接触网悬挂目标物的高度,随着巡检车不断前行,巡检车带动该激光沿着轨道延伸方向在接触线和承力索之间形成一个激光扫描平面,随着该扫描平面的不断延伸,最终找到到该平面上的接触网悬挂目标物且触发激光信号,由此完成了所述二级查找;所述接触网纵向悬挂拍照装置用于对接触网纵向悬挂目标物进行目左右两侧对称拍摄,该拍照装置包括各自的接触网纵向悬挂摄相机、以及各自的接触网纵向悬挂旋转云台,所述接触网纵向悬挂旋转云台接收控制板的指令,带动各自的相机对接触网纵向悬挂目标物进行左右两侧拍照。
16.所述两条机械臂顶端的一级检测激光和一级检测旋转云台、二级检测激光和二级检测旋转云台、以及两条机械臂顶端的接触网纵向悬挂拍照装置均成八字形向轨道中心线倾斜,便于从接触网纵向悬挂目标物的左右两侧进行扫描和拍照;所述二级检测激光的倾斜角度为一个合成的角度,既沿着轨道延伸方向向前倾斜、也沿着轨道中心向方向向左或向右倾斜;该向前倾斜的角度为使得其后面的接触网纵向悬挂摄相机得到一个缓冲时间而不会发生漏拍的角度,同时结合一级检测激光和触网纵向悬挂摄相机前后相隔一定距离,该距离与该一级检测激光向前倾斜的角度共同作用,使得相机不会发生漏拍。
17.所述接触网横向悬挂检测装置一边一组布设在靠近两条机械臂顶端的下方,每组悬挂检测装置包括接触网横向悬挂检测旋转云台、以及接触网横向悬挂检测激光,工作时,两组激光沿着接触网横向悬挂的横切面方向转动扫描,所述双激光判断法即为所述两组激光等高度且同时发射,通过两组激光是否同时获得触发信号,识别出纵横交错的接触网横向悬挂中沿水平方向布设的软横跨;所述直径判断法即:通过两组激光沿着接触网横向悬挂的横切面方向转动扫描,获得与接触网横向悬挂直径粗细相关的多组激光触发信号,并将多组激光触发信号反馈给工控机,工控机根据多组激光触发信号的数量多少判断目标物直径的粗细。
18.所述接触网横向悬挂拍照装置包括1个接触网横向悬挂相机和2个接触网横向悬挂旋转云台,所述2个接触网横向悬挂旋转云台,其中一个安装在相机侧面、且云台轴向与
相机镜头方向垂直、带动相机做前倾或后倾的角度变换;另一个安装在相机下方,且云台轴向与相机镜头方向平行、带动相机做左右方向的180度角度变换;通过相机侧面云台带动相机做前倾或后倾的角度变换,使得接触网横向悬挂拍照装置实现对接触网横向悬挂前后两个侧面的拍照。
19.所述沿轨道中心线对称布设的成折线状向上延伸的机械臂,各自向轨道外侧倾斜一个角度后再向上延伸,两条机械臂距离轨道中心线的距离各为1.5米。
20.一种接触网悬挂状态检测装置的横向悬挂检测方法,其特征在于:包括以下步骤:
21.步骤一、巡检车开机完成初始化并进入巡检状态;
22.步骤二、工控机双激光判断模块向控制板发送命令,控制板同时向两个接触网横向悬挂检测旋转云台发送命令;
23.步骤三、两个接触网横向悬挂检测旋转云台带动各自的激光沿轨道上方接触网横向悬挂横的横截面方向等高度、且同时进行转动扫描;
24.步骤四、激光是否触发到信号?如果没有,返回步骤三;
25.步骤五、激光将扫描数据反馈给工控机双激光判断模块;
26.步骤六、工控机目标物直径判断模块根据激光反馈数据计算接触网横向悬挂的直径并反馈给中央处理模块;
27.步骤七、工控机双激光判断模块判断同时接到1束激光还是2束激光,并将判断结果反馈给中央处理模块;
28.步骤八、如果同时接到2束激光且直径等于1.2厘米、或者同时接到1束激光且直径等于2.5厘米,则工控机中央处理模块将判断结果发送控制板,否则返回步骤三;
29.步骤九、控制板控制巡检车驱动电机暂停、使巡检车停下,并且向接触网横向悬挂检测相机发送命令;
30.步骤十、相机对当前或支持装置、或目标软横跨、或目标硬横跨进行拍照。
31.一种接触网悬挂状态检测装置的纵向悬挂检测方法,其特征在于:包括以下步骤:
32.步骤一、巡检车开机完成初始化并进入巡检状态;
33.步骤二、工控机一级检测控制模块向控制板发送命令,控制板同时向两个接触网纵向悬挂的一级检测旋转云台发送命令;
34.步骤三、接触网纵向悬挂一级检测云台带动一级检测激光沿着接触网纵向悬挂上方的承力锁和下方的接触线的横切面方向转动扫描;
35.步骤四、激光是否触发到信号?如果不是,返回步骤三;
36.步骤五、激光将扫描数据反馈给工控机的一级检测控制模块;
37.步骤六、工控机一级检测控制模块分别计算接触网纵向悬挂上方的承力锁和下方的接触线的高度并反馈给中央处理单元;
38.步骤七、工控机的中央处理单元根据承力锁和接触线高度进一步计算接触网纵向悬挂目标物的高度、并根据该高度计算出接触网纵向悬挂相机的特定的角度;所述接触网纵向悬挂目标物位于承力锁和接触线之间竖直平面内;
39.步骤八、工控机中央处理单元将接触网纵向悬挂相机的特定的角度发送控制板,并且工控机二级检测控制模块向控制板发送命令;
40.步骤九、控制板同时向两个接触网纵向悬挂二级检测云台发送命令,
41.步骤十、接触网纵向悬挂二级检测云台带动接触网纵向悬挂二级检测激光转动到一个特定的固定角度,该角度对应承力锁和接触线之间的接触网纵向悬挂目标物的高度;
42.步骤十一、巡检车前行,巡检车带动该激光沿着轨道延伸方向形成一个激光扫描平面、并且该扫描平面不断延伸;
43.步骤十二、激光是否触发到信号?如果没有,返回步骤十一;
44.步骤十三、接触网纵向悬挂二级检测激光向工控机二级检测控制模块发送信号;
45.步骤十四、工控机中央处理单元向控制板发送信号;
46.步骤十五、控制板向接触网纵向悬挂检测相机发送命令;
47.步骤十六、相机对当前接触网纵向悬挂目标物进行拍照。
48.本发明的优点效果
49.1、本发明通过采用双激光头、等高度、同时触发目标物的方法判别目标物是否是横向布设,以及通过采用激光沿着目标物横截面转动扫描的方法,判别目标物直径的粗细,将这两种方法结合且相互支持相互依赖,解决了从交错复杂的接触网横向悬挂中有效识别出目标软横跨、硬横跨、支持装置的问题,实现了对于每一类目标物进行唯一拍照,从而避免了大量的非目标物废片,给后续维修人员前期根据照片确定维修地点,节省了宝贵的时间,也加快了电气化铁路的维修周期。
50.2、本发明通过采用接触网纵向悬挂一级识别方法识别目标物的垂向位置、二级识别方法识别目标物的纵向位置的方法,巧妙地借用巡检车带动激光头前行,激光头固定角度不变,从而形成轨道延伸方向的激光扫描平面,通过激光扫描平面的不断延伸,最终找到接触网纵向悬挂目标物的垂向位置和纵向位置,解决了本领域长期以来难以解决的技术难题,取得了预料不到的效果。
附图说明
51.图1为发明巡检车结构图;
52.图2为图1的a放大图;
53.图3为图2的c放大图;
54.图4为图1的b放大图;
55.图5a为图1的a侧视图(左侧);
56.图5b为图1的a侧视图(右侧);
57.图6为图5的d放大图;
58.图7为接触网纵向悬挂检测方法流程图;
59.图8为接触网横向悬挂检测方法流程图;
60.图9为本发明工控机处理单元示意图;
61.图中:1:自动走轮机构;2:控制装置;3-1、3-2:机械臂;4-1、4-2:接触网纵向悬挂检测装置;4-1-2,4-2-2:一级检测装置;4-1-1,4-2-1:二级检测装置;4-1-3,4-2-3:接触网纵向悬挂摄相机;5-1、5-2:接触网横向悬挂检测装置;5-3-1、5-3-2:接触网横向悬挂相机云台;5-4-2:接触网横向悬挂相机;5-4-1:相机支架。
具体实施方式
62.本发明设计原理
63.1、接触网横向悬挂目标物的识别方法
64.接触网横向悬挂包括支持装置、软横跨、硬横跨,这三种设施都是源于给接触线进行定位而设计的:支持装置安装简单灵活、大部分路段为支持装置,少部分路段根据需要布设软横跨或者硬横跨。支持装置单侧布设在轨道的一侧,由支持装置立柱和立柱上方的之字形支撑杆组成。定位器一端连接支持装置上斜杆上伸出的横杆,另一端连接接触线,通过调节定位器在斜杆上的高度(具体调节伸出的横杆在斜杆上的高度调节定位器的高度)调节接触线的高度或拉伸度。软横跨由横跨多条铁轨两侧的立柱、立柱中间的上部固定绳、下部固定绳、以及辅助支撑上部固定绳和下部固定绳的承力索和直吊弦组成,由于定位器只是和上部固定绳、下部固定绳连接,从而对接触线进行定位,所以软横跨中的上部固定绳、下部固定绳才是巡检的目标,本实施例称上部固定绳、下部固定绳为目标软横跨;同理,硬横跨也由横跨多条铁轨两侧的立柱、立柱中间的上部硬横梁、下部硬横梁、吊柱座组成,吊柱座相当于支持装置,区别在于吊柱座的立柱不是在地面而是从硬横跨的下部硬横梁垂直悬挂下来的,同理,吊柱座的下方也由之字形支撑杆组成,并且从之字形斜杆伸出一根横杆与定位器连接,定位器另一端连接接触线,所以,硬横跨中的吊柱座的斜杆伸出的横杆才是巡检车巡检的目标,本实施例称吊柱座的斜杆伸出的横杆为目标硬横跨;
65.本发明识别支持装置、目标软横跨、目标硬横跨的方法:支持装置的判断方法:由于支持装置设置在轨道的一侧,两束激光中只有一束激光能够触发目标物信号,如果只是接受到一个激光的反馈信号、并且该目标物的直径也是2.5厘米即可判别目标为支持装置(支持装置斜杆上伸出的横杆的直径为2.5厘米);目标软横跨的判别方法:由于目标软横跨的直径为1.2厘米,目标硬横跨的直径为2.5厘米(吊柱斜杆上伸出的横杆的直径为2.5厘米),如果激光同时触发两个目标物信号并且目标物的直径是1.2厘米,则可以判定当前目标物是目标软横跨。如果激光同时触发两个目标物信号并且目标物的直径是2.5厘米,则可以判定当前目标物是目标硬横跨。判定目标物直径粗细的方法:由于激光沿着目标物横切面方向转动,激光将目标物直径上的每个点的信号均采集回来并反馈给工控机,由于同种物质的能量相同,工控机可以根据相同能量的信号的多与少判定目标物的直径。
66.2、接触网纵向悬挂目标物的识别方法
67.接触网纵向悬挂布设在轨道上方轨道中心线附近的竖直平面,下方是接触线、上方是承力索,中间是连接接触线和承力索的目标物(全称为接触线纵向悬挂目标物);该目标物结构相对比较复杂,分为上下两段,每一端的一端连接接触线或承力索,另一端相互通过各自的锁扣连接,目标物中间的2个锁扣如果其中任何一个发生松动或者断裂都会影响其对于接触线的下垂度定位。
68.识别接触线纵向悬挂目标物的难点和解决方法:
69.第一点:吊弦的高度随着承力索、接触线的高度而动态变化。承力索、接触线的高度在漫长的铁路线上不是固定不变的,在几十公里、甚至几百公里的铁路线上允许承力索、接触线的高度有1.6米的变化范围,如此,位于它们中间的吊弦的高度也随着承力索、接触线的高度而动态变化,不能用一个固定的高度作为吊弦的高度,而必须动态计算。
70.第二点:由于吊弦沿着轨道中心线纵向布设,需要激光和相机从吊弦的左右两个
方向而不是前后两个方向进行扫描或拍照,这样,激光和相机必须从并排布设改为前后布设,难点在于前后怎样布设才不会使得相机漏拍。如果是接触网横向悬挂,横向悬挂与激光和相机接触的是一条长长的横线,从激光扫描到相机拍照即使有延误也不会产生漏拍问题,而吊弦是一条竖立的线,与相机接触的是一个点,相机拍照的时机必须十分准确,否则就会产生漏拍的问题。
71.本发明解决方法如图2、图5所示,图5为图2的左半部分,
72.第一、4-1-1在前、4-1-2在后;,4-1-1负责调整角度、4-1-2负责扫描承力索、接触线的高度。
73.第二、4-1-1、4-1-2、4-1-3均向左侧倾斜,也就是向着轨道中心线倾斜,与图2的右半部分合成后,4-1-1和4-2-1,4-2-1和4-2-2,4-1-3和4-2-3分别成八字形倾斜。
74.第三、4-1-1激光倾斜的角度是一个合成的角度,既向左侧倾斜、也向前方倾斜,4-1-1向前倾斜的角度由人工去调整,向前方倾斜一个角度的目的在于提前扫描到目标物,给相机留有拍照时间,这个时间差是由4-1-1和相机4-1-3之间的距离、以及4-1-1向前倾斜的角度决定的。
75.第四、各个部分动作顺序:第一步、4-1-2激光扫描高度、第二步:4-1-1接受指令调整到向左倾斜的固定角度、第三步、相机对目标物拍照,所述目标物为接触网纵向悬挂目标物,也就是吊弦。
76.基于上述发明原理,本发明设计了一种接触网悬挂状态检测装置。
77.一种接触网悬挂状态检测装置,包括架设在铁轨上的自动走轮机构1以及布设在自动走轮机构1上表面的控制装置2、固装在自动走轮机构1的两边且沿轨道中心线对称布设的成折线状向上延伸的机械臂(3-1;3-2)、分别固装在两条机械臂顶端的接触网纵向悬挂检测装置(4-1,4-2)以及接触网纵向悬挂拍照装置(4-1;4-2),靠近两条机械臂顶端下方分别设有接触网横向悬挂检测装置(5-1;5-2)、接触网横向悬挂拍照装置5-4-2布设在接触网横向悬挂相机支架5-4-1上,该相机支架5-4-1布设在所述控制装置2上表面、且位于两侧机械臂(3-1;3-2)之间;所述控制装置2包括工控机和控制板,该工控机向上通过无线网络连接移动终端并接收移动终端人机交互指令、向下通过有线连接控制板并向控制板发送指令,所述控制板接收工控机指令并对所述接触网纵向和横向检测装置、接触网纵向和横向拍照装置、自动行走轮机构进行控制;
78.如图9所示,所述工控机包括工控机处理单元,该工控机处理单元包括一级检测控制模块、二级检测控制模块、双激光判断模块、目标物直径判断模块、中央处理模块;所述中央处理模块用于控制一级检测控制模块、二级检测控制模块、双激光判断模块、目标物直径判断模块的启动,并接收它们反馈的数据;所述一级检测控制模块、二级检测控制模块、双激光判断模块、目标物直径判断模块用于接收中央处理模块的指令向控制板发送相应的指令,并接收接触网横向悬挂检测装置(5-1;5-2)和接触网横向悬挂拍照装置5-4-2、接触网纵向悬挂检测装置和接触网纵向悬挂拍照装置反馈的数据;所述接触网纵向悬挂检测装置和接触网纵向悬挂拍照装置在工控机的指令下,采用两级检测方法对接触网纵向悬挂目标物进行识别和拍照;所述接触网横向悬挂检测装置(5-1;5-2)和接触网横向悬挂拍照装置5-4-2在工控机的指令下,采用双激光判断法和直径判断法相结合的方法实现对接触网横向悬挂的识别和拍照。
79.所述接触网纵向悬挂沿着轨道延伸方向布设、且位于距离轨顶中心线-45厘米到 45厘米上方的竖直平面内;所述接触网横向悬挂沿着轨道横切方向布设;所述接触网横向悬挂包括轨道上方沿轨道单侧布设的支持装置、目标硬横跨、以及横跨多条轨道的目标软横跨;所述的支持装置为支持装置的斜杆伸出的横杆;所述目标硬横跨为硬横跨中的吊柱座的斜杆伸出的横杆;所述目标软横跨为轨道上方几米高处纵横交错布设的多个软横跨中沿水平方向布设的上部固定绳和下部固定绳;所述接触网纵向悬挂为接触线和承力索之间的接触网纵向悬挂目标物。
80.补充说明:
81.所述轨顶中心线附近为离轨顶中心线-45厘米到 45厘米的范围。
82.如图5所示,所述接触网纵向悬挂检测装置分前后两部分布设在各自机械臂的顶端:沿轨道延伸方向相对靠后布设的为一级检测装置4-1-2、沿轨道延伸方向相对靠前布设的为二级检测装置4-1-1;所述一级检测装置4-1-2既是对轨道中心线-45厘米到 45上方的承力索和下方的接触线的高度进行检测、然后将这两个高度差的中点位置作为接触网纵向悬挂目标物的高度位置;所述二级检测装置4-1-1就是根据已经获得的接触网纵向悬挂目标物的高度位置进一步查找其在轨道延伸方向的位置,最终获得接触网纵向悬挂目标物的在轨道上方的具体位置。
83.所述一级检测装置4-1-2设有一级检测激光和一级检测旋转云台,所述一级检测旋转云台接收控制板的指令,带动一级检测激光沿着承力索和接触线的横切面方向转动,从而获得承力索和接触线的高度数据并反馈给工控机,由此完成了所述一级查找;所述二级检测装置4-1-1设有二级检测激光和二级检测旋转云台,所述二级检测旋转云台接收控制板的指令带动二级检测激光转动到一个特定的固定角度,该角度对应接触线和承力索之间的接触网悬挂目标物的高度,随着巡检车不断前行,巡检车带动该激光沿着轨道延伸方向在接触线和承力索之间形成一个激光扫描平面,随着该扫描平面的不断延伸,最终找到到该平面上的接触网悬挂目标物且触发激光信号,由此完成了所述二级查找;
84.如图2所示,所述接触网纵向悬挂拍照装置用于对接触网纵向悬挂目标物进行目左右两侧对称拍摄,该拍照装置包括各自的接触网纵向悬挂摄相机(4-1-3,4-2-3)、以及各自的接触网纵向悬挂旋转云台,所述接触网纵向悬挂旋转云台接收控制板的指令,带动各自的相机对接触网纵向悬挂目标物进行左右两侧拍照。
85.如图2所示,所述两条机械臂顶端的一级检测激光和一级检测旋转云台(4-1-2,4-2-2)、二级检测激光和二级检测旋转云台(4-1-1,4-2-1)、以及两条机械臂顶端的接触网纵向悬挂拍照装置(4-1-3,4-2-3)均成八字形向轨道中心线倾斜,便于从接触网纵向悬挂目标物的左右两侧进行扫描和拍照;所述二级检测激光的倾斜角度为一个合成的角度,既沿着轨道延伸方向向前倾斜、也沿着轨道中心向方向向左或向右倾斜;该向前倾斜的角度为使得其后面的接触网纵向悬挂摄相机(4-1-3,4-2-3)得到一个缓冲时间而不会发生漏拍的角度,同时结合二级检测激光和触网纵向悬挂摄相机前后相隔一定距离,该距离与该一级检测激光向前倾斜的角度共同作用,使得相机不会发生漏拍。
86.如图1所示,所述接触网横向悬挂检测装置(5-1;5-2)一边一组布设在靠近两条机械臂顶端的下方,每组悬挂检测装置包括接触网横向悬挂检测旋转云台、以及接触网横向悬挂检测激光,工作时,两组激光沿着接触网横向悬挂的横切面方向转动扫描,所述双激光
判断法即为所述两组激光等高度且同时发射,通过两组激光是否同时获得触发信号,识别出纵横交错的接触网横向悬挂中沿水平方向布设的软横跨;所述直径判断法即:通过两组激光沿着接触网横向悬挂的横切面方向转动扫描,获得与接触网横向悬挂直径粗细相关的多组激光触发信号,并将多组激光触发信号反馈给工控机,工控机根据多组激光触发信号的数量多少判断目标物直径的粗细。
87.如图1、图4所示,所述接触网横向悬挂拍照装置5-4-2包括1个接触网横向悬挂相机5-4-2和2个接触网横向悬挂旋转云台(5-3-1;5-3-2),所述2个接触网横向悬挂旋转云台,其中一个5-3-1安装在相机侧面、且云台轴向与相机镜头方向垂直、带动相机做前倾或后倾的角度变换;另一个5-3-2安装在相机下方,且云台轴向与相机镜头方向平行、带动相机做左右方向的180度角度变换;通过相机侧面云台5-3-1带动相机做前倾或后倾的角度变换,使得接触网横向悬挂拍照装置5-4-2实现对接触网横向悬挂前后两个侧面的拍照。
88.所述沿轨道中心线对称布设的成折线状向上延伸的机械臂,各自向轨道外侧倾斜一个角度后再向上延伸,两条机械臂距离轨道中心线的距离各为1.5米。
89.补充说明:
90.1、接触网横向悬挂相机拍照目标物时(目标物为接触网横向悬挂中的:上部固定绳、下部固定绳),拍摄范围是轨道中心线-3.5米到 3.5米的范围,7米的范围需要从一侧向另一侧分四次拍摄,四次拍摄每次相机调整一个角度。具体由控制板控制触网横向悬挂旋转云台5-3-2、再由触网横向悬挂旋转云台5-3-2控制相机沿水平面调整角度,从而将7米范围的目标物拍摄完整。
91.2、由于目标软横跨横跨多条轨道,巡检车需要对多条轨道分批次巡检,但是需要在轨道空闲的时间段进行巡检,一般按照铁路部门的规定对空闲时段的轨道进行巡检。
92.一种接触网悬挂状态检测装置的横向悬挂检测方法,其特征在于:包括以下步骤:
93.步骤一、巡检车开机完成初始化并进入巡检状态;
94.补充说明:
95.巡检车由人工到现场组装后安放到指定轨道上,所述指定轨道就是空闲的轨道,所述空闲轨道就是该轨道大约有4个小时的空闲时间,巡检车在这个时间范围完成巡检,4小时巡检车大约能够检测12公里的路长。
96.所述初始化就是巡检车接收平板电脑或者其他移动终端的指令,该指令是通过移动终端的人机交互界面实现的。管理人员在人机交互界面上输入巡检开始时间和截止时间、以及按压开机按钮,即完成了巡检车的初始化工作。
97.步骤二、工控机双激光判断模块向控制板发送命令,控制板同时向两个接触网横向悬挂检测旋转云台发送命令;
98.步骤三、两个接触网横向悬挂检测旋转云台带动各自的激光沿轨道上方接触网横向悬挂横的横截面方向等高度、且同时进行转动扫描;
99.步骤四、激光是否触发到信号?如果没有,返回步骤三;
100.步骤五、激光将扫描数据反馈给工控机双激光判断模块;
101.步骤六、工控机目标物直径判断模块根据激光反馈数据计算接触网横向悬挂的直径并反馈给中央处理模块;
102.步骤七、工控机双激光判断模块判断同时接到1束激光还是2束激光,并将判断结
果反馈给中央处理模块;
103.步骤八、如果同时接到2束激光且直径等于1.2厘米、或者同时接到1束激光且直径等于2.5厘米,则工控机中央处理模块将判断结果发送控制板,否则返回步骤三;
104.补充说明:
105.用2束激光检测只是用于判断目标软横跨,目标硬横跨实际检测目标物是吊柱下方从斜杆伸出的横杆,该横杆的直径为2.5厘米,支持装置实际测量目标物也是从其斜杆伸出的横杆的直径,该直径也是2.5厘米,所以,如果同时接到1束激光,那么可以判断或者是目标硬横跨、或者是支持装置。
106.步骤九、控制板控制巡检车驱动电机暂停、使巡检车停下,并且向接触网横向悬挂检测相机发送命令;
107.步骤十、相机对当前或支持装置、或目标软横跨、或目标硬横跨进行拍照。
108.补充说明:
109.巡检车进行当前接触网横向悬挂检测(支持装置、目标软横跨、目标硬横跨)时,按照轨道延伸方向的前后两个侧面检测,当检测完一面后再检测另一面。当巡检车检测每一个接触网横向悬挂的另一面时,巡检车继续向前运动到一端距离然后停止,巡检车向前运动方向不变,只是调整相机的角度。例如:如果巡检车测量当前目标软横跨的另一面,此时,接触网横向悬挂检测装置(5-1、5-2)这两个激光云台的角度不变,只是将接触网横向悬挂相机云台5-3-1相对于上一次的角度反方向调整相机角度,使得相机5-4-2由前倾改变为后倾。
110.一种接触网悬挂状态检测装置的横向悬挂检测方法,其特征在于:包括以下步骤:
111.步骤一、巡检车开机完成初始化并进入巡检状态;
112.补充说明:
113.巡检车由人工到现场组装后安放到指定轨道上,所述指定轨道就是空闲的轨道,所述空闲轨道就是该轨道大约有4个小时的空闲时间,巡检车在这个时间范围完成巡检,4小时巡检车大约能够检测12公里的路长。
114.所述初始化就是巡检车接收平板电脑或者其他移动终端的指令,该指令是通过移动终端的人机交互界面实现的。管理人员在人机交互界面上输入巡检开始时间和截止时间、以及按压开机按钮,即完成了巡检车的初始化工作。
115.步骤二、工控机双激光判断模块向控制板发送命令,控制板同时向两个接触网横向悬挂检测旋转云台发送命令;
116.步骤三、两个接触网横向悬挂检测旋转云台带动各自的激光沿轨道上方接触网横向悬挂横的横截面方向等高度、且同时进行转动扫描;
117.步骤四、激光是否触发到信号?如果没有,返回步骤三;
118.步骤五、激光将扫描数据反馈给工控机双激光判断模块;
119.步骤六、工控机目标物直径判断模块根据激光反馈数据计算接触网横向悬挂的直径并反馈给中央处理模块;
120.步骤七、工控机双激光判断模块判断同时接到1束激光还是2束激光,并将判断结果反馈给中央处理模块;
121.步骤八、如果同时接到2束激光且直径等于1.2厘米、或者同时接到1束激光且直径
等于2.5厘米,则工控机中央处理模块将判断结果发送控制板,否则返回步骤三;
122.步骤九、控制板控制巡检车驱动电机暂停、使巡检车停下,并且向接触网横向悬挂检测相机发送命令;
123.步骤十、相机对当前或支持装置、或目标软横跨、或目标硬横跨进行拍照。
124.一种接触网悬挂状态检测装置的纵向悬挂检测方法,其特征在于:包括以下步骤:
125.步骤一、巡检车开机完成初始化并进入巡检状态;
126.补充说明:
127.巡检车由人工到现场组装后安放到指定轨道上,所述指定轨道就是空闲的轨道,所述空闲轨道就是该轨道大约有4个小时的空闲时间,巡检车在这个时间范围完成巡检,4小时巡检车大约能够检测12公里的路长。
128.所述初始化就是巡检车接收平板电脑或者其他移动终端的指令,该指令是通过移动终端的人机交互界面实现的。管理人员在人机交互界面上输入巡检开始时间和截止时间、以及按压开机按钮,即完成了巡检车的初始化工作。
129.步骤二、工控机一级检测控制模块向控制板发送命令,控制板同时向两个接触网纵向悬挂的一级检测旋转云台发送命令;
130.步骤三、接触网纵向悬挂一级检测云台带动一级检测激光沿着接触网纵向悬挂上方的承力锁和下方的接触线的横切面方向转动扫描;
131.步骤四、激光是否触发到信号?如果不是,返回步骤三;
132.步骤五、激光将扫描数据反馈给工控机的一级检测控制模块;
133.步骤六、工控机一级检测控制模块分别计算接触网纵向悬挂上方的承力锁和下方的接触线的高度并反馈给中央处理单元;
134.步骤七、工控机的中央处理单元根据承力锁和接触线高度进一步计算接触网纵向悬挂目标物的高度、并根据该高度计算出接触网纵向悬挂相机的特定的角度;所述接触网纵向悬挂目标物位于承力锁和接触线之间竖直平面内;
135.步骤八、工控机中央处理单元将接触网纵向悬挂相机的特定的角度发送控制板,并且工控机二级检测控制模块向控制板发送命令;
136.步骤九、控制板同时向两个接触网纵向悬挂二级检测云台发送命令,
137.步骤十、接触网纵向悬挂二级检测云台带动接触网纵向悬挂二级检测激光转动到一个特定的固定角度,该角度对应承力锁和接触线之间的接触网纵向悬挂目标物的高度;
138.步骤十一、巡检车前行,巡检车带动该激光沿着轨道延伸方向形成一个激光扫描平面、并且该扫描平面不断延伸;
139.步骤十二、激光是否触发到信号?如果没有,返回步骤十一;
140.步骤十三、接触网纵向悬挂二级检测激光向工控机二级检测控制模块发送信号;
141.步骤十四、工控机中央处理单元向控制板发送信号;
142.步骤十五、控制板向接触网纵向悬挂检测相机发送命令;
143.步骤十六、相机对当前接触网纵向悬挂目标物进行拍照。
144.以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也
应视为本发明的保护范围。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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