[發(fā)明專利]一種非接觸式受電弓升降弓臂桿位置關(guān)系測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811013065.4
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109059769B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許向紅;張顥辰;葉梓佑
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院力學(xué)研究所
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發(fā)明公開了一種非接觸式受電弓弓臂桿位置關(guān)系測量方法，其中受電弓的底架安裝在水平面上；在一側(cè)架設(shè)兩臺相機，兩臺相機鏡頭軸線形成一定夾角，調(diào)整相機固定距離和夾角或調(diào)整相機焦距和光圈，使得兩相機均清晰成像且涵蓋受電弓全部圖像信息；然后，在受電弓上布置標記點；標定后，受電弓動力裝置控制升弓或降弓過程中，兩臺相機同時采集圖像信息，利用DIC操作軟件識別標記點的位置變化，測得受電弓上各標記點相對于受電弓動作時刻的坐標值；最后建立數(shù)學(xué)模型，由坐標值計算相應(yīng)時刻受電弓夾角，實現(xiàn)對于受電弓動作過程中桿間位置關(guān)系的測量。本發(fā)明通過數(shù)字圖像成像的非接觸式測量，將高鐵受電弓各臂桿間位置關(guān)系轉(zhuǎn)化為可由實驗測得的數(shù)據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機車制造和檢測維護技術(shù)領(lǐng)域，特別是，涉及一種采用非接觸式的三維數(shù)字圖像相關(guān)法測量受電弓升降弓臂桿相對位置關(guān)系的方法。

背景技術(shù)

受電弓是電力牽引機車從接觸網(wǎng)取得電能的重要受流電氣設(shè)備，安裝在機車或動車車頂上。受電弓可分單臂弓和雙臂弓兩種，均由滑板、上框架、下臂桿、拉桿、底架、升弓彈簧、傳動氣缸、支持絕緣子等部件組成，在對高鐵受電弓相關(guān)問題的分析中，我們希望掌握受電弓各臂桿的實時運動關(guān)系。

由于高鐵受電弓是高鐵的關(guān)鍵技術(shù)部位，往往具有造價昂貴，制造精密的特點，傳統(tǒng)的接觸式測量方式可能會影響受電弓的正常運行，往往難以實現(xiàn)，現(xiàn)階段測量受電弓各臂桿間位置關(guān)系均采用計算機模擬，沒有相應(yīng)的實驗測量方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種非接觸式受電弓弓臂桿位置關(guān)系測量方法，具體步驟如下：

步驟100：所述受電弓包括滑板、上框架、下臂桿、底架以及控制所述受電弓升弓或降弓的動力裝置，其中受電弓的底架安裝在水平面上；

步驟200：在平行于所述觀察面一側(cè)架設(shè)兩臺相機，兩臺相機鏡頭軸線形成一定夾角，調(diào)整相機固定距離和夾角或調(diào)整相機焦距和光圈，使得兩相機均清晰成像且涵蓋所述受電弓全部圖像信息；

步驟300：在所述受電弓上布置標記點，編號0～12；

步驟400：利用DIC操作軟件，通過相機拍攝標定板，實現(xiàn)標定過程；

步驟500：受電弓動力裝置控制升弓或降弓過程中，兩臺相機同時采集圖像信息，利用DIC操作軟件識別受電弓升弓或降弓過程中所述標記點的位置變化，測得受電弓上各標記點相對于受電弓動作時刻的坐標值；

步驟600：建立數(shù)學(xué)模型，由坐標值計算相應(yīng)時刻所述受電弓中所述上框架、所述下臂桿和所述拉桿之間的夾角，實現(xiàn)對于所述受電弓動作過程中，各臂桿桿間位置關(guān)系的測量；

選定所述水平面為基準面，選定所述底架位于所述兩臺相機的一側(cè)表面所在平面且垂直于所述水平面的側(cè)面為觀察面。

優(yōu)選地，所述步驟100中所述受電弓底架固定安裝在機車或動車車頂。

優(yōu)選地，所述步驟200中所述兩臺相機均為全畫幅CCD相機，將所述兩臺相機設(shè)置在距離所述觀察面1m至2m的位置，所述CCD相機配備50mm定焦鏡頭，所述兩臺相機包括第一相機和第二相機，所述第一相機和所述第二相機之間間隔距離40cm至80cm，所述第一相機鏡頭軸線與所述第二相機鏡頭軸線之間夾角范圍為30°至90°。

優(yōu)選地，所述步驟200中所述兩臺相機設(shè)置在距離所述觀察面1.5m位置；所述第一相機和所述第二相機之間間隔距離為60cm；所述第一相機鏡頭軸線與所述第二相機鏡頭軸線之間夾角范圍為60°。