[發明專利]一種非接觸式弓網接觸力測量方法及裝置

在審

• 申請號: 202011064048.0
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112213008A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 張金鑫;李想;熊昊睿;敬斌;黃鵬;秦朋
• 申請（專利權）人: 成都唐源電氣股份有限公司
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種非接觸式弓網接觸力測量方法，其特征在于，包括：

步驟S1，獲取由設置于列車頂棚的豎向線陣相機拍攝的包含設置于碳滑板側面的第一靶標和設置于上框架頂管側面的第二靶標的目標圖像；所述第一靶標和第二靶標均靠近弓頭一側縱向彈簧處所在豎直面設置；

步驟S2，從所述目標圖像中提取所述第一靶標對應的第一光條像素和所述第二靶標對應的第二光條像素，根據所述第一光條像素與第二光條像素的距離差計算第一位置的第一彈性力；

步驟S3，將第一碳滑板等效為以弓網接觸點為支點的杠桿，根據杠桿原理由所述第一彈性力計算與所述第一位置同邊的第二位置的第二彈性力；

步驟S4，將所述第一彈性力和第二彈性力的求和值作為彈性力和；

步驟S5，將所述彈性力和加上垂向慣性力和空氣動力垂向分力作為弓網接觸力結果輸出。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S3還包括根據所述第一光條像素偏離標準位置的距離差計算第三位置的第三彈性力與所述第一彈性力的前后差值，根據所述前后差值由所述第一彈性力得到第三彈性力，所述第三位置位于與所述第一位置同側的第二碳滑板；

將第二碳滑板等效為以弓網接觸點為支點的杠桿，根據杠桿原理由所述第三彈性力計算與所述第三位置同邊的第四位置的第四彈性力；

步驟S4，將所述第一彈性力至第四彈性力的求和值作為彈性力和。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：步驟S2中，第一彈性力F1＝Δx×k，其中Δx為所述第一光條像素與第二光條像素的距離差，k為標定得到的當前拉出值位置的第一縱向彈簧彈性系數；

彈性系數k的標定過程為：靜態模擬接觸線在拉出值方向變化，測量每個拉出值位置不同壓力情況下的所述第一光條像素與第二光條像素的距離差，得到彈性系數與拉出值的關系。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：步驟S3中，第二彈性力其中L為受電弓兩個縱向彈簧之間的距離，L’為當前時刻的拉出值。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：計算第二彈性力和第四彈性力還包括限位校正過程，具體為：在彈性系數k的標定過程中識別彈簧限位點，記錄彈簧到達限位點臨界狀態下的臨界壓力；當根據杠桿原理計算出的所述第二彈簧力或第四彈簧力大于所述臨界壓力時，輸出所述臨界壓力值為第二彈簧力或第四彈簧力。

6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：計算第三彈性力F3＝F1-2×Δx₂×k₂，其中其中Δx₂為所述第一光條像素至其標準位置的距離差，k₂為標定得到的第一位置處內部彈簧彈性系數。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：計算第四彈簧力還包括拉出值校正過程，具體為根據當前時刻的拉出值變化趨勢做一定量的拉出值偏移得到后碳滑板的拉出值L”，則當前

8.根據權利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于：所述慣性力F_in＝ma，其中垂向加速度a由對所述第一光條像素在時間域求二階差分得到，m為標定得到的等效質量。