一種受電弓及接觸網狀態檢測裝置的製作方法

2023-05-31 10:01:41 1

本實用新型涉及軌道列車供電檢測技術領域，特別涉及一種受電弓及接觸網狀態檢測裝置。

背景技術：

現有的軌道列車多在車頂設置受電弓，利用受電弓與沿軌道平行架設的接觸網接觸，將電能傳輸至列車內的動力電機和其他設備。在軌道列車運行速度越來越快的現實情況下，受電弓和接觸網的可靠性對保證軌道列車行駛安全和鐵路交通規劃圖的正常運行顯得尤為重要。基於此，我司研發了基於圖像處理技術的車載接觸網運行狀態檢測裝置(簡稱3C)和接觸網懸掛狀態檢測監測裝置(簡稱4C)，利用圖像採集設備對受電弓和接觸網的懸掛狀態進行圖像採集，並利用高性能處理器對採集的圖像信息進行分析，以判定受電弓和接觸網懸掛是否出現可能影響安全運行的狀況，便於相關人員儘快處理問題、減少安全隱患。但限於3C及4C裝置體型大，無法在局限空間內同時完成裝車使用，目前3C裝置主要運用在運行中軌道列車上，而4C裝置主要運用在軌道檢測車上。

技術實現要素：

本實用新型提供一種受電弓及接觸網狀態檢測裝置，安裝於軌道列車頂部；

包括與所述軌道列車頂部固定連接的第一基座，分別固定安裝在所述第一基座上的受電弓圖像信息採集單元和第一接觸網圖像信息採集單元；所述受電弓圖像信息採集單元的圖像信息採集區域覆蓋所述受電弓所在區域；所述第一接觸網圖像信息採集單元的圖像採集區域覆蓋接觸網及接觸網懸掛支架所在區域；

還包括與所述第一基座固定連接的第一防護罩；所述第一基座和所述第一防護罩圍成第一容納腔；所述受電弓圖像信息採集單元和所述第一接觸網圖像信息採集單元均位於所述第一容納腔內；所述第一防護罩上具有對應所述受電弓圖像信息採集單元的第一通孔，和，對應所述第一接觸網圖像信息採集單元的第二通孔；所述第一通孔處和所述第二通孔處均安裝用於密封所述第一容納腔的透光材料層。

可選的，還包括與所述軌道列車頂部固定連接的第二基座，與所述第二基座固定連接並形成第二容納腔的第二防護罩，和，位於所述第二容納腔內並且與所述第二基座固定連接的第二接觸網圖像信息採集單元；所述第二防護罩具有對應所述第二接觸網圖像信息採集單元的第三通孔；所述第三通孔處安裝用於密封所述第二容納腔的透光材料層；所述第二接觸網圖像信息採集單元的圖像採集區域覆蓋接觸網及接觸網懸掛支架所在區域。

可選的，所述第一接觸網圖像信息採集單元和所述第二接觸網信息採集單元相向設置。

可選的，所述第一基座和所述第二基座沿所述軌道列車的行進方向前後設置；所述第一容納腔內具有兩個所述第一接觸網圖像信息採集單元；兩個所述第一接觸網圖像信息採集單元位於所述受電弓圖像信息採集單元的兩側；所述第二容納腔具有兩個所述兩個所述第二接觸網圖像信息採集單元。

可選的，還包括用於檢測頂部是否有接觸網接觸網懸掛支架的接觸網懸掛支架定位單元；所述接觸網懸掛支架定位單元與所述第一接觸網圖像信息採集單元及所述第二接觸網圖像信息採集單元的一個或多個連接，用於在檢測到接觸網後觸發所述第一接觸網圖像信息採集單元和/或所述第二接觸網圖像信息採集單元採集接觸網接觸網懸掛支架的圖像信息。

可選的，所述接觸網懸掛支架定位單元位於所述第一防護罩和/或所述第二防護罩的外側。

可選的，還包括安裝在所述第二容納腔內，用於照射所述第二接觸網圖像信息採集單元圖像採集區域的第一補光燈；所述第二防護罩具有對應所述第一補光燈的第四通孔；所述第四通孔處安裝有密封所述第二容納腔的透明材料層。

可選的，所述第三通孔處的透明材料層表面塗覆與所述第一補光燈波長適應的第一濾光膜。

可選的，所述第一接觸網圖像信息採集單元包括可見光採集單元和紅外光採集單元；所述第一通孔包括可見光通孔和紅外光通孔。

可選的，還包括與所述軌道列車頂部固定連接的第三基座，與所述第三基座固定連接並形成第三容納腔的第三防護罩，和，位於所述第三容納腔內並與所述第三基座固定連接的第二補光燈和第三補光燈；所述第二補光燈用於照射所述可見光採集單元的圖像採集區域；所述第三補光燈用於照射所述第一接觸網圖像信息採集單元的圖像採集區域；所述第三防護罩具有與所述第二補光燈和第三補光燈對應的第五通孔。

可選的，所述可見光通孔處的透明材料層均塗覆與所述第二補光燈波長適應的第二濾光膜；所述第二通孔處的透明材料層塗覆與所述第三補光燈波長適應的第三濾光膜。

本實用新型提供的受電弓及接觸網狀態檢測裝置，包括第一基座和與第一基座固定連接的第一防護罩，受電弓圖像信息採集單元和第一接觸網圖像信息採集單元安裝在第一防護罩內。受電弓圖像信息採集單元和第一接觸網圖像信息採集單元整合在一起，可對受電弓、接觸網以及弓網關係進行綜合檢測，適用於車頂布局較緊湊的環境中，特別適用於國外軌道車輛頂部。

在本實用新型一可選實施例中具有接觸網懸掛支架定位單元，利用接觸網懸掛支架定位單元觸發第一接觸網圖像信息採集單元和第二接觸網圖像信息採集單元工作採集接觸網懸掛支架圖像，實現不同車速條件下接觸網懸掛支架的可靠性檢測。

在本實用新型一可選實施例中為對應的可加光圖像採集單元設置對應的補光燈和濾光膜，可適應各種特殊條件下可見光圖像信息的採集，提高裝置的適用性。

附圖說明

為更清楚地說明背景技術或本實用新型的技術方案，下面對現有技術或具體實施方式中結合使用的附圖作簡單地介紹；顯而易見地，以下結合具體實施方式的附圖僅是用於方便理解本實用新型實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖；

圖1是本實用新型實施例受電弓及接觸網狀態檢測裝置安裝於軌道列車頂部示意圖；

圖2是圖1中A組件軸測示意圖；

圖3是圖1中A組件正視圖；

圖4是圖1中B組件軸測示意圖；

圖5是圖1中C組件軸測示意圖；

其中1-軌道列車、11-受電弓、2-接觸網、3-接觸網懸掛支架、4-受電弓及接觸網狀態檢測裝置、41-第一基座、42-受電弓圖像信息採集單元、42A-可見光採集單元、42B-紅外光採集單元、43-第一接觸網圖像信息採集單元、44-第一防護罩、45-第一通孔、46-第二通孔、47-第二基座、48-第二防護罩、49-第二接觸網圖像信息採集單元、410-第三通孔、411-接觸網懸掛支架定位單元、412-第一補光燈、413-第四通孔、414-第三基座、415-第三防護罩、416-第二補光燈、417-第三補光燈、418-第五通孔、5-軌道。

具體實施方式

本實用新型提供一種安裝於車頂的受電弓及接觸網狀態檢測裝置，實現受電弓狀態、弓網狀態及接觸網懸掛狀態的集成檢測。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行詳細說明。

圖1是本實用新型實施例受電弓及接觸網狀態檢測裝置安裝於軌道列車頂部示意圖。如圖1，本實施例中的受電弓及接觸網狀態檢測裝置軌道列車用於對受電弓11工作狀態和和接觸網2的接觸網懸掛支架3的狀態進行拍照，以用於後續數據處理、判斷受電弓11、接觸網2和接觸網懸掛支架3是否正常。圖中平行於接觸網2的兩條虛線代表軌道列車1行駛的軌道5。

如圖1，本實施例中的受電弓及接觸網狀態檢測裝置4具有A組件。圖2是圖1中A組件軸測示意圖，圖3是圖1中A組件正視圖。從圖2和圖3可看出，A組件包括第一基座41、第一防護罩44、受電弓圖像信息採集單元42和第一接觸網圖像信息採集單元43；其中，第一基座41固定於軌道列車1頂部，第一防護罩44和第一基座41固定連接、形成容納受電弓圖像信息採集單元42和第一接觸網圖像信息採集單元43的第一容納腔，受電弓圖像信息採集單元42和第一接觸網圖像信息採集單元43安裝在第一容納腔內並和第一基座41固定連接。在第一防護罩44具有對應受電弓圖像信息採集單元42的第一通孔45和對應第一接觸網圖像信息採集單元43的第二通孔46，第一通孔45和第二通孔46處均安裝用於密封第一容納腔的透光材料層。

本實施例中，受電弓圖像信息採集單元42覆蓋受電弓11所在區域，第一接觸網圖像信息採集單元43覆蓋接觸網2及接觸網懸掛支架3所在區域，以保證監測的可靠性。當然，為配合兩種圖像信息採集單元的工作，第一通孔45和第二通孔46的尺寸應當滿足對應的圖像信息採集單元的視場角。

因受電弓11工作時會產生高溫，如受電弓11發生異常，則高溫區域的面積和形狀與正常條件下的高溫區域面積和形狀有很大區別。為通過檢測受電弓11高溫區域形狀和面積判定受電弓工作狀態，本實施例中的受電弓圖像信息採集單元41包括紅外光採集單元42B；為檢測受電弓11的外形是否有異常，受電弓圖像信息採集單元42還包括可見光採集單元42A；對應的第一通孔45分為可見光通孔和紅外光通孔。

隨軌道列車1的運行方向變化，實際檢測的接觸網懸掛支架3相對於軌道列車1的左右位置不同。為適應軌道列車1相對於接觸網懸掛支架3的位置變化，在A組件中具有兩個第一接觸網圖像信息採集單元43，兩個第一接觸網圖像信息採集單元43分別拍攝軌道列車1兩側的接觸網懸掛支架3狀態。從圖3中可看出，為降低第一防護罩44的高度，兩個第一接觸網圖像信息採集單元43分別位於受電弓圖像信息採集單元42的左右兩側。

本實施例中，受電弓圖像信息採集單元42和第一接觸網圖像信息採集單元43設置在第一防護罩44內側，實現受電弓狀態、弓網狀態及接觸網懸掛狀態的集成檢測。第一防護罩44可防止保護受電弓圖像信息採集單元42和第一接觸網圖像信息採集單元43，被異物碰毀碰傷。本實施例中的第一防護罩44優選與軌道列車1外殼同樣類型材料或結構強度更高的材料，以確保防護效果。另外，受電弓圖像信息採集單元42和第一接觸網圖像信息採集單元43的供電線路、信號傳輸線路可一同布置，減少布線的複雜度。實際使用中，各種供電線可穿過第一防護罩44與軌道列車1車頂相連，也可穿過第一基座41與軌道列車1車頂相連。

本實施例中的第一接觸網圖像信息採集單元43僅是採集接觸網懸掛支架3一側的圖像，而接觸網懸掛支架3另一側還可能出現異常問題。為此，本實施例的受電弓及接觸網狀態檢測裝置4中還具有用於檢測接觸網懸掛支架3另一側的B組件。圖4是圖1中B組件軸測示意圖，如圖4，B組件包括第二基座47、第二防護罩48和第二接觸網圖像信息採集單元49；其中，第二基座47固定安裝在軌道列車1的車頂，第二防護罩48和第二基座47形成容納第二接觸網圖像信息採集單元49的第二容納腔，第二接觸網圖像信息採集單元49位於第二容納腔內，第二防護罩48具有對應第二接觸網圖像信息採集單元49的第三通孔410，第三通孔410處安裝有密封第二容納腔的透光材料層；第二接觸網圖像信息採集單元49的圖像採集區域覆蓋接觸網2及接觸網懸掛支架3的另一側。為拍攝接觸網懸掛支架3的兩側，第一接觸網圖像信息採集單元43和第二接觸網圖像信息採集單元49相向設置。

與第一防護罩44作用相同，本實施例中的第二防護罩48可起到保護第二接觸網圖像信息採集單元49的作用，第二防護罩48優選與軌道列車1相同材料或強度更高的材料製成。當然，如檢測接觸網懸掛支架3一側信息就可確認其狀態，也可不設置B組件。

本實施例中，考慮軌道列車1和接觸網懸掛支架3的相對位置變化，B組件中也具有兩個第二接觸網圖像信息採集單元49，兩個第二接觸網圖像信息採集單元49分別偏向軌道列車1兩側面方向，並覆蓋兩側可能出現的接觸網懸掛支架3。從圖1可看出，本實施例中的A組件和B組件沿軌道列車的長度方向排列設置，在其他實施例中兩個組件也可並排設置或錯位設置，上述結構變換隻要是能夠實現弓網綜合檢測均在本實用新型的保護範圍之內。

由於接觸網懸掛支架3是沿軌道延伸方向間隔設置，為拍攝接觸網2和接觸網懸掛支架3的狀態，需能夠準確的判斷接觸網懸掛支架3是否已進入到第一接觸網圖像信息採集單元43和第二接觸圖像信息採集單元49的圖像採集區域內。為解決這一問題，本實施例中還具有接觸網懸掛支架定位單元411。本實施例中的接觸網懸掛支架定位單元411也是一圖像信息採集單元。如圖2和圖4，本實施例中的接觸網懸掛支架定位單元411的採集頭傾斜向上，通過檢測接觸網懸掛支架3的懸臂觸發第一接觸網圖像信息採集單元43和第二接觸網圖像信息採集單元49工作。本實施例中，具有兩個接觸網2懸掛圖像信息採集單元，兩個接觸網2懸掛圖像信息採集單元分別位於第一防護罩44和第二防護罩48的外側。

實際使用中，為保證兩個接觸網圖像信息採集單元均能夠拍攝到接觸網懸掛支架3信息，可使兩個接觸網懸掛支架定位單元411分別觸發對應的一個接觸網2圖像信息採集單元工作，如A組件中的接觸網2圖像信息採集單元觸發B組件中的第二接觸網圖像信息採集單元49工作，B組件中的接觸網2圖像信息採集單元觸發A組件中的第一接觸網圖像信息採集單元43工作；當然，也可根據軌道列車1的行駛方向僅採用其中一個接觸網懸掛支架定位單元411觸發兩個接觸網2圖像信息採集單元工作，但應當根據軌道列車1的行駛速度確定觸發兩個接觸網2圖像信息採集單元的延時。

本實施例中具有兩個接觸網懸掛支架定位單元411，兩個接觸網懸掛支架3分別位於第一防護罩44和第二防護罩48外側。當然，在其他實施例中兩個接觸網懸掛支架定位單元411也可獨立於第一防護罩44和第二防護罩48設置，並固定在軌道列車1的頂部。

本實施例中，為保證各個圖像採集單元在不同環境條件下進行圖像信息採集，還可為各個圖像採集單元設置補光燈。

如圖4，在第二容納腔內具有照射第二接觸網圖像信息採集單元49的圖像採集區域的第一補光燈412，對應的第二防護罩48上具有對應第一補光燈412的第四通孔413，第四通孔413處也安裝有密封第二容納腔的透明材料層。

圖5是圖1中C組件軸測示意圖。因A組件中已經具有較多的圖像信息採集單元，因此再在A組件中設置補光燈已經較為困難，所以本實施例中將對應A組件圖像信息採集單元的補光燈設置在C組件內(應注意，紅外光採集單元42B無需專門設置補光燈)。

C組件包括第三基座414、第三防護罩415、第二補光燈416和第三補光燈417。其中第三基座414固定安裝在軌道列車1的頂部，第三防護罩415和第三基座414固定連接形成容納第二補光燈416和第三補光燈417的第三容納腔，第三防護罩415上具有對應第二補光燈416和第三補光燈417的第五通孔418；第二補光燈416用於可見光採集單元42A對應的圖像採集區域，第三補光燈417用於照射第一接觸網圖像信息採集單元43的圖像採集區域。如圖5，第三補光燈417也是兩個，兩個第三補光燈分別設置在第二補光燈416的兩側。如圖1，本實施例中C組件安裝在A、B組件之間，但並沒有妨礙A組件中各個圖像採集單元對特定區域的圖像採集。在其他實施例中，可將C組件和A組件並列設置在軌道列車1的寬度方向上，也可將C組件設置在其他位置。

在實際應用中，如出現日光、隨機強光照射可見光採集單元42A、第一接觸網圖像信息採集單元43和第二接觸網圖像信息採集單元49時，各個圖像採集單元採集的圖像為全白場而無法獲取有效信息。為解決這一問題，本實施例中在可見光採集單元42A、第一接觸網圖像信息採集單元43、第二接觸網圖像信息採集單元49的圖像接收光路上設置濾光膜，利用濾光膜濾除雜光、防止出現全白場的問題。濾光膜可設置在對應的透明材料層上，也可為設置在對應的容納腔內的獨立濾光片。

本實施例中，在第三通孔410處的透明材料層表面塗覆與第一補光燈412波長適應的第一濾光膜，在可見光通孔處的透明材料層均塗覆與第二補光燈416波長適應的第二濾光膜；在第二通孔46處的透明材料層塗覆與第三補光燈417波長適應的第三濾光膜。另外，為保證各個透明材料層不會被雨水或其他髒汙物沾汙，各個透明材料層的最外側最好設置一特殊材料製成的抗沾汙層。

以上對本實用新型實施例中的受電弓及接觸網狀態檢測裝置進行了詳細介紹。本部分採用具體實施例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型的核心思想，在不脫離本實用新型原理的情況下，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。