专利名称：受电弓监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及对在轨电力牵引机车车顶使用的受电弓的滑板表面磨损情况及受电 弓羊角变形状况进行监测的系统。
背景技术：
受电弓是一种安装在电力牵引机车顶部，用以从接触网取得电能的电气设备。其 通常由弓头部分、铰链部分、底架和传动机构组成，弓头部分包括滑板框架、安装在框架上 的滑板和框架两侧的羊角，通过滑板与接触线滑动接触受流。为了保证受电弓牵引电流的 顺利流通，受电弓顶部的滑板和接触网的接触线之间必须可靠接触，并有一定的接触压力。 然而，受电弓是随机车高速行进的，机车行进过程中接触线一直相对受电弓顶部的滑板滑 动，接触线与滑板的相对滑动过程中，会对滑板产生摩擦，使滑板上的导电材料受到磨损， 一旦磨损过渡，滑板与接触线之间的接触压力不足，就可能产生弓网事故。为了避免弓网事 故的发生，必须经常对受电弓的滑板进行检查，一旦磨损过渡，及时进行更换。此外，弓头 部分羊角的变形，虽然不会马上对受电弓的正常工作有影响，但是由于其会导致整个弓的 重心改变，长时间变形状态下工作最终会影响整个受电弓的性能，从影响弓的使用寿命。目前，对受电弓磨耗情况的检测，采用的方法还较原始，主要是通过人工每天在机 车出库和入库的时候进行目测，其效率低、精度差；检查结果依据人为经验判断，容易出现 误判。
发明内容
本发明旨在给出一种能够自动对受电弓的滑板表面的磨损情况及受电弓羊角的 变形情况进行监测的受电弓监测系统，以提高监测效率和精度，避免误判的发生。本发明所述的受电弓监测系统，包括安装于监测处斜上方用于对受电弓弓头部分 的侧面进行拍照的CCD相机(线性扫描相机)，用于对监测处受电弓侧面进行照射的激光器 组，所述激光器组安装于监测处斜上方，包括多个平行设置的激光器，监测处的上方还安装 有配合C⑶相机拍照使用的由多个闪光灯构成的闪光灯组；闪光灯组、C⑶像机、激光器组 和闪光灯组均连接PLC控制器，由PLC控制器控制其开闭；PLC控制器还连接有工控机，工 控机与CCD相机之间通过宽带网络连接，可通过宽带网络接收CCD相机传送的照片，并将其 存储与处理。本发明所述的受电弓滑板磨耗监测系统，使用时，先在监测处的上方安装好CCD 相机、激光器组和闪光灯组，并调整好激光器的照射角度、闪光灯的照射角度及CXD相机的 镜头方向和焦距，使受电弓经过时，闪光灯组、激光器组能够全面清晰的照射到受电弓的侧 面，CCD相机能够全面的、清晰的拍摄出对比度高的受电弓侧面的照片。受电弓通过时，PLC 控制器控制激光器组、闪光灯组及CCD相机工作，CCD像机拍摄受电弓弓头部分侧面的彩色 图像照片，并将拍摄的图像照片通过宽带网络发送给工控机，工控机接收图像，并储存拍 摄的图像信息，同时，工控机可对拍摄的受电弓弓头部分侧面的图像进行分析、处理，通过分析、处理，可清楚、直观的了解受电弓弓头顶部滑板侧面的磨损情况，及受电弓弓头部分 两侧的羊角的变形情况。从而能够自动实现对受电弓滑板磨耗情况及羊角变形情况的监 测，效率及精度高，不易出现误判，更可靠的避免弓网事故的发生。
图1本发明所述受电弓滑板磨耗监测系统安装示意图； 图2为发明所述受电弓滑板磨耗监测系统的连接原理图。
具体实施例方式如图1、图2 —种受电弓监测系统，包括安装于监测处斜上方用于对受电弓弓头 部分的侧面进行拍照的CCD相机1，用于对监测处受电弓6侧面进行照射的激光器组2，所 述激光器组包括多个激光器21，彼此平行的设置，监测处的上方还安装有由多个闪光灯构 成的闪光灯组3 ； CXD像机、激光器组和闪光灯组连接PLC控制器，由PLC控制器控制其开 闭，PLC控制器还连接有工控机，工控机与C⑶相机之间通过宽带网络连接，可通过宽带网 络接收CXD相机传送的照片，并将其存储与处理。所述激光器组可安装在接触网支柱4顶 部向接触线上方伸出的悬臂5上，如图2，其由多个激光器21组成，各激光器平行等间距的 安装在悬臂5上。使用时，先在监测处的上方适当位置安装好CXD相机、激光器组和闪光灯组，并调 整好激光器组的各激光器照射角度、闪光灯组各闪光灯的照射角度及CXD相机的镜头方向 和焦距，使受电弓经过时，闪光灯组、激光器组能够全面清晰的照射到受电弓弓头部分的侧 面，CCD相机能够全面清晰的拍摄受电弓弓头部分侧面的图像。受电弓通过时，PLC控制器 控制，激光器组、闪光灯组及CXD相机工作，CXD像机拍摄的受电弓弓头部分侧面的彩色图 像，并将拍摄的彩色图像通过宽带网络发送给工控机。工控机接收并存储与处理拍摄的彩 色图像信息，将该彩色图片信息转换为灰度图像，再由灰度图像取到受电弓的边界轮廓，再 分离出激光投影线条，得到各线条的像素点长度，之后根据设定好的比率换算出受电弓厚 度、羊角变形程度、偏移中心距等相关信息。所述受电弓滑板磨耗监测系统，能够自动实现 对受电弓滑板磨耗情况及羊角变形情况的监测，效率及精度高，不易出现误判，能更可靠的 避免弓网事故的发生。所述闪光灯组可为多个设置在相邻激光器中间的闪光灯，通过交替设置的激光器 和闪光灯，激光器组和闪光灯组可充分、全面、均勻的照射受电弓的侧面，从而使C⑶相机 (线性扫描相机)可充分、全面、清晰的得到高对比度的受电弓侧面的图像。从而使工控机能 够接收到更清晰、对比度更高的照片，经处理后所得的受电弓厚度、羊角变形及偏移中心距 的数据能够更加精度，安全性更高。 所述受电弓监测装置的PLC控制器还可连接有来车检测传感器和车过完检测传 感器，所述来车检测传感器安装在监测处前侧，机车到达监测处前，传感器能够提前感知， 并给PLC控制器发出触发信号，PLC控制器接收触发信号后，控制激光器组、闪光灯组、CCD 相机及工控机的电源导通，开始工作；车过完检测传感器安装在监测处的后侧，当受电弓过 完该处后，机车离开监测处时，车过完检测传感器，向PLC控制器发出结束信号，PLC控制器 接收结束信号，并控制激光器组、闪光灯组、C⑶相机及工控机电源断开，停止工作。通过设置来车检测传感器和车过完检测传感器，可有效地自动控制相机、激光器组的各激光器和 闪光灯组的各闪光灯及工控机的工作时间，使它们仅在受电弓通过时工作，其它时间则不 工作，既节省能源，又十分方便。 所述来车检测传感器和车过完检测传感器可为接触开关、磁缸等，其均为现有产 品，通过将其分别安装在监测处前侧和后侧的轨道上，其能分别在机车过来时和过完时动 作，分别给PLC控制器发送发触发信号和结束信号。
权利要求
1.受电弓监测系统，其特征在于包括安装于监测处斜上方用于对受电弓弓头部分的 侧面进行拍照的CCD相机，用于对监测处受电弓侧面进行照射的激光器组，所述激光器组 安装于检测处的斜上方，其包括多个平行等间距设置的激光器，监测处的上方还安装有配 合C⑶相机拍照使用的由多个闪光灯构成的闪光灯组；闪光灯组、C⑶像机、激光器组和闪 光灯组均连接PLC控制器，由PLC控制器控制其开闭；PLC控制器还连接有工控机，工控机 与CCD相机之间通过宽带网络连接，可通过宽带网络接收CCD相机传送的照片，并存储与处 理。
2.根据权利要求1所述的受电弓监测系统，其特征在于所述闪光灯组包括多个设置 在相邻激光器中间的闪光灯。
3.根据权利要求1或2所述的受电弓监测系统，其特征在于所述PLC控制器还连接 有来车检测传感器和车过完检测传感器，来车传感器可在受电弓到达监测处前，向PLC控 制器发送触发信号，车过完检测传感器可在受电弓离开监测处后，向PLC控制器发送结束 信号。
全文摘要
本发明公开了一种受电弓监测系统，包括CCD相机、激光器组和闪光灯组，CCD像机、激光器组和闪光灯组连接PLC控制器，由PLC控制器控制其开闭，PLC控制器还连接有工控机，工控机与CCD相机之间通过宽带网络连接，可通过宽带网络接收CCD相机传送的照片并存储与处理。其工控机通过对CCD拍摄的受电弓弓头部分侧面的图像进行分析处理，可清楚、直观的了解受电弓弓头顶部滑板的磨损情况及两侧的羊角的变形情况。从而能够自动实现对受电弓滑板磨耗情况及羊角变形情况的监测，效率及精度高，不易出现误判，更可靠的避免弓网事故的发生。
文档编号G01B11/00GK102128593SQ201010617570
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者朱晓东 申请人:朱晓东