[實用新型]接觸壓力及摩擦力動態檢測裝置

有效

• 申請號: 201420121228.1
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN203881472U
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 王亞春;楊才智;陳立明;楊廣英;徐超;張海波;邢彤;張治國;馬遠征;張晨云
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院標準計量研究所
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01L5/16
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

接觸壓力及摩擦力動態檢測裝置是一種用于動態檢測機車工作時受電弓與接觸線間的接觸壓力與摩擦力的機械裝置。

背景技術

隨著高速鐵路的發展，弓網關系越來越受到關注。受電弓與接觸網之間的接觸壓力直接影響著弓網受流及受電弓滑板和接觸線的磨耗，接觸壓力過大時，會增加弓網間的異常磨損，縮短其使用壽命；過小則會接觸不良導致供電時斷時續，引起火花或電弧，嚴重時會燒損接觸線，要作為一項十分關鍵的指標進行控制與測量。為研究弓網關系，世界上德國、日本、意大利等國家相繼建立了磨耗實驗臺，用于研究接觸線-弓滑板磨耗。調查結果表明，以上國家的弓網關系實驗臺主要用于研究弓網磨耗性能，均無法模擬彈性接觸網。要通過實驗模擬來研究弓網間的受流現象，必須控制受電弓與接觸網之間的接觸壓力，達到模擬現場的目的。現有的接觸壓力的檢驗方法，主要適用于低速列車。一般在受電弓滑板兩端安裝壓力傳感器，測得抬升力即認為是接觸壓力。從檢測的角度而言，這些裝置不能作為高速鐵路的檢測方法。弓網接觸壓力及摩擦力動態監測裝置能夠動態檢測到弓網間接觸壓力及摩擦力，通過加速度補償高速列車行駛中受電弓振動所致的誤差。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有接觸壓力測量裝置無法在高速機車行駛過程中準確的測量動態值，提出了一種不僅能準確測量弓網間動態接觸壓力，而且能準確測量受電弓滑板與接觸線這對摩擦副之間摩擦力的機械結構。

為了實現上述目的，采取了如下技術方案。接觸壓力及摩擦力動態檢測裝置，其特征在于：包括傳感器組件和支撐機構；傳感器組件包括第一壓力傳感器1、第二壓力傳感器2和加速度傳感器3；支撐結構是底角50-70度的等腰三角形結構；第一壓力傳感器1、第二壓力傳感器2對稱安裝在等腰三角形兩個邊上，所述兩個邊的延長線交點應是受電弓與滑板的接觸點；支撐機構通過滑板固定孔4與滑板相連，通孔方向與機車運動時滑板運動方向相同；加速度傳感器3通過加速度傳感器固定孔10安裝在支撐結構的底邊上；支撐機構通過受電弓固定孔7與受電弓相連，受電弓固定孔7的尺寸與受電弓連接孔尺寸相同。

進一步，左傳感器固定槽5和右傳感器固定槽6分別在支撐機構的兩個邊上，是凹槽結構；第一壓力傳感器1固定在左傳感器固定槽5中，第二壓力傳感器2固定在右傳感器固定槽6中。

所述的傳感器組件第一壓力傳感器1、第二壓力傳感器2和加速度傳感器3輸出信號發送到數據采集系統。

本實用新型設計的三角結構將弓網之間作用力分解為兩個方向，通過數據處理可以得到垂直方向的弓網接觸壓力以及水平方向的摩擦力，定義一條滑板的4個壓力傳感器所測量力分別為F₁、F₂、F₃、F₄，滑板左右兩端X向、Z向作用力分別為F_LX、F_LZ，F_RX、F_RZ，X向即受電弓運行水平方向，Z向即與受電弓運行垂直方向，以滑板左端為例，2個壓力傳感器測得量通過交擾補償矩陣c1,1c2,1c2,1c2,2]]>得到X向和Z向分力，公式如下：