[發(fā)明專利]測量導(dǎo)電弓和架空線路之間的接觸強(qiáng)度的光學(xué)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780031873.0
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN109414992B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·安徒奧菲爾摩
• 申請（專利權(quán)）人: 梅爾梅克股份公司
• 主分類號: B60L5/26
• 分類號: B60L5/26;B60M1/28
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 蔣世迅

一種用于測量導(dǎo)電弓的滑動弓的位置和加速度以及該滑動弓與懸鏈線之間的接觸力的光學(xué)系統(tǒng)，包括：至少一個攝像機(jī)，被安裝在鐵路車輛頂部上并被這樣配置，以便使包含至少一部分所述滑動弓的區(qū)域被形成幀；至少一個激光器，被聚焦在被安排在大體上豎直平面中的激光片上并且被指向所述導(dǎo)電弓，所述激光片交叉由所述攝像機(jī)形成幀的所述區(qū)域，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括至少一個圓柱形目標(biāo)，在所述目標(biāo)被所述激光器照亮的并且由所述攝像機(jī)形成幀的位置中，整體地以軸平行于所述滑動弓的軸被安裝到所述滑動弓上，所述目標(biāo)用對所述激光器發(fā)射的光的頻率反射的材料實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本工業(yè)發(fā)明涉及一種用于測量導(dǎo)電弓的滑動弓的位置和加速度以及滑動弓與懸鏈線之間的接觸力的光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電氣列車由導(dǎo)線(接觸線)供電，該導(dǎo)線(接觸線)沿軌道懸掛于支柱或門架，或者懸掛于安裝在隧道頂部的專用支架。因?yàn)樵摻佑|線在多個點(diǎn)上被懸掛到支承纜線上，它采取的幾何形狀是懸鏈形式之一。因此，下面接觸線也用術(shù)語“懸鏈線”表示。

機(jī)車通過使用安裝在頂部的一個或多個導(dǎo)電弓，從接觸線吸取能量。每一導(dǎo)電弓在上部配有導(dǎo)電帶，通過由機(jī)械的或空氣的彈簧施加的力，使導(dǎo)電帶與懸鏈線接觸。導(dǎo)電弓與懸鏈線之間的相互作用力是主要影響電力供應(yīng)性能的參數(shù)之一。

由于懸鏈線與導(dǎo)電弓之間的接觸，導(dǎo)電帶經(jīng)過一段時間會被磨損：因此，只要有可能，合適的是限制該相互作用力，以便使導(dǎo)電弓的磨耗被降低和支撐懸鏈線的結(jié)構(gòu)的形變被避免。

另一方面，當(dāng)導(dǎo)電弓和懸鏈線之間的接觸力被降低或使之變?yōu)榱銜r，能夠出現(xiàn)帶來一系列負(fù)面后果的接觸損失。首先，電流收集方面的性能明顯地下降，并且其次，產(chǎn)生電火花和電弧，不僅導(dǎo)致導(dǎo)電弓和懸鏈線兩者的破壞，而且還導(dǎo)致顯著的電磁污染。

因此十分清楚，導(dǎo)電弓的位置以及導(dǎo)電弓和懸鏈線之間的接觸力，是根本性的，并且，它們必須被系統(tǒng)地控制。

在現(xiàn)有技術(shù)方面，已知有許多種系統(tǒng)，用于測量導(dǎo)電弓的位置和導(dǎo)電弓與懸鏈線之間的接觸力。

最常見的測量方法是基于安裝在導(dǎo)電弓上的并能收集和發(fā)送有關(guān)相互作用力的數(shù)據(jù)的傳感器和轉(zhuǎn)換器。所有這些方法的缺點(diǎn)在于，它們都是過度侵入性的，因?yàn)樗鼈冃薷膶?dǎo)電弓的動力學(xué)的，尤其是空氣動力學(xué)的特性。它們對于管理測量設(shè)備與系統(tǒng)的高壓部分之間的分離還有相當(dāng)大的困難。

還有已知的光學(xué)測量系統(tǒng)，它們允許測量導(dǎo)電弓的位置，且在一些情形下，借助線性的或矩陣的攝像機(jī)，估算導(dǎo)電弓與懸鏈線之間的接觸力。

這種的系統(tǒng)的第一個例子，在日本專利JP2002-279409中被描述，其中描述一種裝置，它能通過線性傳感器，獲取導(dǎo)電弓的多個圖像，以便借助所述圖像的順序逼近(sequential approaching)，獲得時-空圖像，以及借助移動媒體處理(mobile mediaprocess)，識別導(dǎo)電弓隨著時間的位置和加速度。

這種系統(tǒng)的效果強(qiáng)烈依賴于周圍環(huán)境條件。事實(shí)上，能夠發(fā)生線性傳感器是在黑暗中(在夜晚或在隧道中)、背對太陽、或?qū)χ猥@取圖像的，而這種變化性極大地影響獲取的圖像質(zhì)量，因而使該系統(tǒng)不可靠。

所引用的系統(tǒng)的開發(fā)，在日本專利JP2008-104312中被描述，它描述一種系統(tǒng)，其中線性傳感器按順序獲取導(dǎo)電弓的圖像，目標(biāo)被緊緊夾到該導(dǎo)電弓上。該目標(biāo)包括置于兩個非反射帶之間的高反射帶。因此，在獲取的圖像中，要把與三個目標(biāo)帶對應(yīng)的圖形個性化，從而找出導(dǎo)電弓的位置。這個系統(tǒng)的開發(fā)，在專利JP2009-244023中被描述。