接触压力及摩擦力动态检测装置制造方法
【专利摘要】接触压力及摩擦力动态检测装置是一种用于动态检测机车高速运行时受电弓滑板与接触线的接触压力与摩擦力的机械装置，该装置固定在受电弓滑板与弓体之间，在滑板左右两端有两个结构相同的支撑机构，支撑机构采用等腰三角结构，安装压力传感器的两个边的延长线交点应是受电弓与滑板的接触点，底边安装加速度传感器，传感器与数据采集系统相连。三个传感器组成的平面与机车运行方向相同，三角结构将弓网之间作用力分解为两个方向，通过数据处理可以得到垂直方向的弓网接触压力以及水平方向的摩擦力，加速度传感器提供的加速度可以有效的修正接触压力的值，作为一个整体适合在高速列车行驶中使用，结构简单，测量准确，产品完整性好。
【专利说明】接触压力及摩擦力动态检测装置
【技术领域】
[0001]接触压力及摩擦力动态检测装置是一种用于动态检测机车工作时受电弓与接触线间的接触压力与摩擦力的机械装置。
【背景技术】
[0002]随着高速铁路的发展，弓网关系越来越受到关注。受电弓与接触网之间的接触压力直接影响着弓网受流及受电弓滑板和接触线的磨耗，接触压力过大时，会增加弓网间的异常磨损，缩短其使用寿命；过小则会接触不良导致供电时断时续，引起火花或电弧，严重时会烧损接触线，要作为一项十分关键的指标进行控制与测量。为研究弓网关系，世界上德国、日本、意大利等国家相继建立了磨耗实验台，用于研究接触线-弓滑板磨耗。调查结果表明，以上国家的弓网关系实验台主要用于研究弓网磨耗性能，均无法模拟弹性接触网。要通过实验模拟来研究弓网间的受流现象，必须控制受电弓与接触网之间的接触压力，达到模拟现场的目的。现有的接触压力的检验方法，主要适用于低速列车。一般在受电弓滑板两端安装压力传感器，测得抬升力即认为是接触压力。从检测的角度而言，这些装置不能作为高速铁路的检测方法。弓网接触压力及摩擦力动态监测装置能够动态检测到弓网间接触压力及摩擦力，通过加速度补偿高速列车行驶中受电弓振动所致的误差。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有接触压力测量装置无法在高速机车行驶过程中准确的测量动态值，提出了一种不仅能准确测量弓网间动态接触压力，而且能准确测量受电弓滑板与接触线这对摩擦副之间摩擦力的机械结构。
[0004]为了实现上述目的，采取了如下技术方案。接触压力及摩擦力动态检测装置，其特征在于:包括传感器组件和支撑机构；传感器组件包括第一压力传感器1、第二压力传感器
2和加速度传感器3 ;支撑结构是底角50-70度的等腰三角形结构；第一压力传感器1、第二压力传感器2对称安装在等腰三角形两个边上，所述两个边的延长线交点应是受电弓与滑板的接触点；支撑机构通过滑板固定孔4与滑板相连，通孔方向与机车运动时滑板运动方向相同；加速度传感器3通过加速度传感器固定孔10安装在支撑结构的底边上；支撑机构通过受电弓固定孔7与受电弓相连，受电弓固定孔7的尺寸与受电弓连接孔尺寸相同。
[0005]进一步，左传感器固定槽5和右传感器固定槽6分别在支撑机构的两个边上，是凹槽结构；第一压力传感器I固定在左传感器固定槽5中，第二压力传感器2固定在右传感器固定槽6中。
[0006]所述的传感器组件第一压力传感器1、第二压力传感器2和加速度传感器3输出信号发送到数据采集系统。
[0007]本发明设计的三角结构将弓网之间作用力分解为两个方向，通过数据处理可以得到垂直方向的弓网接触压力以及水平方向的摩擦力，定义一条滑板的4个压力传感器所测量力分别为FpFyFyF4,滑板左右两端X向、Z向作用力分别为FlX、FlZ，Fkx、Fkz，X向即受电弓运行水平方向，Z向即与受电弓运行垂直方向，以滑板左端为例，2个压力传感器测得量
通过交扰补偿矩阵
【权利要求】
1.接触压力及摩擦力动态检测装置，其特征在于:包括传感器组件和支撑机构；传感器组件包括第一压力传感器(I)、第二压力传感器(2)和加速度传感器(3);支撑结构是底角50-70度的等腰三角形结构；第一压力传感器(I)、第二压力传感器(2)对称安装在等腰三角形两个边上，所述两个边的延长线交点应是受电弓与滑板的接触点；支撑机构通过滑板固定孔(4)与滑板相连，通孔方向与机车运动时滑板运动方向相同；加速度传感器(3)通过加速度传感器固定孔(10)安装在支撑结构的底边上；支撑机构通过受电弓固定孔(7)与受电弓相连，受电弓固定孔(7)的尺寸与受电弓连接孔尺寸相同。
2.根据权利要求1所述的接触压力及摩擦力动态检测装置，其特征在于:左传感器固定槽(5)和右传感器固定槽(6)分别在支撑机构的两个边上,是凹槽结构；第一压力传感器(O固定在左传感器固定槽(5)中，第二压力传感器(2)固定在右传感器固定槽(6)中。
3.应用权利要求1或2所述的接触压力及摩擦力动态检测装置的方法，其特征在于:所述装置将弓网之间作用力分解为两个方向，通过数据处理可以得到垂直方向的弓网接触压力以及水平方向的摩擦力，定义一条滑板的4个压力传感器所测量力分别为Fp F2, F3、F4，滑板左右两端X向、Z向作用力分别为Fu、Flz, Fex, Fez, X向即受电弓运行水平方向，Z向即与受电弓运行垂直方向，以滑板左端为例，2个压力传感器测得量通过交扰补偿矩阵 Λ 2,1得到X向和Z向分力，公式如下:
【文档编号】G01L5/16GK103884462SQ201410099318
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】王亚春, 杨才智, 陈立明, 杨广英, 徐超, 张海波, 刑彤, 张治国, 马远征, 张晨云 申请人:中国铁道科学研究院标准计量研究所