[發明專利]基于壓力傳感器的弓網接觸點檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202211368176.3
• 申請日: 2022-11-03
• 公開（公告）號: CN115683005A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 張明琦;鄭澤東
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00;G01L5/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 劉美麗

本發明涉及一種基于壓力傳感器的弓網接觸點檢測裝置及方法，該檢測裝置包括：受電弓弓頭，包括碳滑板和碳滑板支架，碳滑板安裝于碳滑板支架上方；壓力傳感器，碳滑板支架上嵌設有若干壓力傳感器，壓力傳感器用于獲取接觸線壓設碳滑板產生的形變壓力；控制器，控制器連接壓力傳感器，控制器用于根據獲取的壓力數據計算得到接觸線相對于碳滑板的位置。本發明在碳滑板支架中嵌入多個壓力傳感器，碳滑板與壓力傳感器之間存在壓力，根據壓力傳感器承受壓力的不同來檢測接觸線的位置，具有結構簡單、成本低、算力需求低等特點，可以廣泛應用于受電弓的制作及使用中。

技術領域

本發明是關于一種基于壓力傳感器的弓網接觸點檢測裝置及方法，涉及交通行業受電弓領域。

背景技術

安裝有受電弓的重型貨車從公路上方接觸網獲取電流驅動車輛行駛，受電弓與接觸網的良好接觸是重型貨車從接觸網安全、穩定獲取電流的關鍵。與鐵路機車相比，重型貨車沒有固定軌道，行駛過程中相對于車道/接觸網會產生橫向偏移，要求受電弓具有橫向偏移補償能力，而獲取受電弓與接觸網的接觸位置是進行橫向偏移補償的前提。

現有的弓網接觸點檢測方法主要是基于圖像視覺方法或基于激光雷達方法。這些方法需要處理器具有強大的計算能力來對攝像頭或激光雷達獲取的數據進行處理，系統成本較高，并且對周圍環境的干擾較敏感。當接觸線上方存在樹木、桿塔等干擾時，系統可能無法準確分析弓網接觸點位置，嚴重時會導致受電弓被迫降弓甚至受電弓/接觸網損壞。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種能夠根據壓力傳感器承受壓力的不同來檢測接觸線位置的基于壓力傳感器的弓網接觸點檢測裝置及方法。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

第一方面，本發明提供一種基于壓力傳感器的弓網接觸點檢測裝置，該檢測裝置包括：

受電弓弓頭，包括碳滑板和碳滑板支架，所述碳滑板安裝于所述碳滑板支架上方；

壓力傳感器，所述碳滑板支架上嵌設有若干所述壓力傳感器，所述壓力傳感器用于獲取接觸線壓設所述碳滑板產生的形變壓力；

控制器，所述控制器連接所述壓力傳感器，所述控制器用于根據獲取的壓力數據計算得到接觸線相對于所述碳滑板的位置。

進一步地，還包括供電導線和數據導線，所述壓力傳感器通過所述供電導線和數據導線連接所述控制器，所述控制器通過所述供電導線為所述壓力傳感器提供電源，所述壓力傳感器通過所述數據導線向所述控制器傳送壓力數據。

進一步地，所述碳滑板支架上沿著長度方向開設有若干個用于嵌設所述壓力傳感器的凹槽。

進一步地，相鄰所述凹槽之間的間距相等。

進一步地，所述壓力傳感器表面設置有絕緣材料構成絕緣包覆，所述碳滑板與所述壓力傳感器的絕緣包覆上表面接觸。

進一步地，所述控制器用于根據獲取的壓力數據計算得到接觸線相對于碳滑板的位置x：

x＝x_m+Δx

其中，x_m為第m個壓力傳感器在X方向的坐標，其中，Δx＝f(F_m,F_m+1)，函數f為通過離線標定得到的數據表格或擬合公式，F_m和F_m+1為承受壓力最大的第m個和第m+1個壓力傳感器的承受壓力，X方向為所述碳滑板的長邊方向。

第二方面，本發明還提供基于壓力傳感器的弓網接觸點檢測裝置的檢測方法，包括：

讀取與壓力傳感器相關的配置文件；

基于配置文件，根據獲取的壓力數據計算得到接觸線相對于所述碳滑板的位置。