一种接触网检测设备的制作方法

本申请涉及接触网检测技术领域，具体而言，涉及一种接触网检测设备。

背景技术：

接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供电力牵引机车(例如地铁)的受电弓获取电流的高压输电线。电力牵引机车在运行时，车顶的受电弓与接触网接触，由于接触网与受电弓之间会发生相对运动，因此会造成接触网的下方发生一定程度的磨损。

接触网的下方发生磨损之后，会影响受电弓取流，从而影响机车的正常运行，因此需要对接触网的磨损情况进行定期检测，以便在磨损到一定程度后及时更换。目前，接触网磨损的检测手段为人工使用卡尺对接触网的厚度进行测量，从而计算接触网的磨损值，这种检测方法检测效率低，无法实现全段全自动检测。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种接触网检测设备，能够通过安装在检测车车顶上的接触网检测设备中的直线运动机构将数据采集装置实时调整到接触网下方的预设相对位置，保证数据采集装置与接触网的相对位置不变，从而可以在检测车运行过程中实现对接触网的全段全自动检测，提高检测效率和精度。

第一方面，本申请实施例提供了一种接触网检测设备，包括：直线运动机构、距离传感器单元和处理器；所述直线运动机构和所述距离传感器单元分别与所述处理器电连接；

所述直线运动机构包括位于检测车的车顶、且与接触网分别垂直的横向直线运动机构和纵向直线运动机构，所述纵向直线运动机构与所述横向直线运动机构之间滑动连接，所述纵向直线运动机构用于滑动连接数据采集装置；

所述距离传感器单元包括第一距离传感器和第二距离传感器；所述第一距离传感器用于采集所述接触网与所述第一距离传感器之间的横向距离；所述第二距离传感器用于采集受电弓的滑板与所述第二距离传感器之间的纵向距离；

所述处理器，用于根据所述横向距离、所述纵向距离、所述纵向直线运动机构与所述横向直线运动机构之间的第一当前相对位置、以及所述数据采集装置与所述纵向直线运动机构之间的第二当前相对位置，控制所述直线运动机构将所述数据采集装置移动至所述接触网下方的预设相对位置，以便所述数据采集装置对所述接触网进行数据采集；根据所述数据采集装置采集的数据对所述接触网进行检测。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述处理器，具体用于：

根据所述横向距离、所述第一当前相对位置，控制所述横向直线运动机构将所述纵向直线运动机构横向移动至所述接触网的下方；

根据所述纵向距离、所述第二当前相对位置，控制所述纵向直线运动机构将所述数据采集装置纵向移动至所述接触网下方的预设相对位置。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述横向直线运动机构和所述纵向直线运动机构，均包括：电机、丝杠以及滑块，所述滑块安装在所述丝杠的外侧；所述横向直线运动机构和所述纵向直线运动机构的电机均与所述处理器连接；

所述处理器用于控制所述电机驱动所述丝杠转动，以使所述滑块在所述丝杠上移动。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述纵向直线运动机构固定在所述横向直线运动机构的滑块上，以使所述纵向直线运动机构随着所述横向直线运动机构的滑块的移动而移动。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述数据采集装置安装在所述纵向直线运动机构的滑块上，以使所述数据采集装置随着所述纵向直线运动机构的滑块的移动而移动。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述横向直线运动机构的行程不小于所述受电弓的滑板的长度。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述数据采集装置包括至少一个摄像设备。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述横向直线运动机构的丝杠上安装有多个滑块；

所述横向直线运动机构上的每个滑块上分别固定有一个纵向直线运动机构；

每个所述纵向直线运动机构的滑块上均安装有一个所述数据采集装置。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述横向直线运动机构的丝杠上安装有一个滑块；

所述横向直线运动机构上的滑块上固定有一个纵向直线运动机构；

所述纵向直线运动机构的滑块上安装有一个或多个所述数据采集装置。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述受电弓的底架固定在所述检测车的车顶上，所述受电弓的滑板与所述接触网垂直连接。

本申请实施例提供的接触网检测设备，在对接触网进行检测的时候，能够通过安装在检测车车顶上的接触网检测设备中的直线运动机构将数据采集装置实时调整到接触网下方的预设相对位置，保证数据采集装置与接触网的相对位置不变，从而可以在检测车运行过程中实现对接触网的全段全自动检测，提高检测效率和精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的一种接触网检测设备的结构示意图；

图2示出了本申请实施例所提供的接触网检测设备中，数据采集装置的一种安装方式示意图；

图3示出了本申请实施例所提供的接触网检测设备中，数据采集装置的另一种安装方式示意图。

图示说明：

11-直线运动机构，12-距离传感器单元，13-处理器，14-检测车的车顶，15-接触网，16-数据采集装置，17-受电弓，111-横向直线运动机构，112-纵向直线运动机构，121-第一距离传感器，122-第二距离传感器，171-受电弓的滑板。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

目前，接触网磨损的检测手段为人工使用卡尺对接触网的厚度进行测量，从而计算接触网的磨损值，这种检测方法检测效率低，无法实现全段全自动检测。基于此，本申请提供的一种接触网检测设备，能够通过安装在检测车车顶上的接触网检测设备中的直线运动机构将数据采集装置实时调整到接触网下方的预设相对位置，保证数据采集装置与接触网的相对位置不变，从而可以在检测车运行过程中实现对接触网的全段全自动检测，提高检测效率和精度。

为便于对本实施例进行理解，首先对本申请实施例所公开的一种接触网检测设备进行详细介绍。

由于接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空是以“之”字形架设的，而并非直线型，并且在钢轨上空架设的接触网在高度上安装误差可能较大，导致接触网与车顶之间的相对高度也会产生变化。检测车在运行过程中，受电弓需要与接触网接触获取电流，受电弓的底架固定在检测车的车顶上，受电弓的滑板与接触网垂直连接，且以“之”字形架设的接触网会在受电弓的滑板上左右滑动，当接触网的高度发生变化时，受电弓滑板的高度也会随之变化。

如果将数据采集装置固定在车顶的某一个位置上，数据采集装置会相对于接触网发生上下左右的位置变化，从而使得检测结果精度不高。因此，为了能够实现对接触网进行更加精确的检测，可以使数据采集装置与接触网的相对位置保持不变，这样数据采集装置采集到的接触网的数据是在接触网的同一个相对位置采集，从而可以保证检测结果更加精确。

因此，参见图1所示，本申请实施例提供的接触网检测设备，包括：直线运动机构11、距离传感器单元12和处理器13；直线运动机构11和距离传感器单元12分别与处理器13电连接；

直线运动机构11包括位于检测车的车顶14、且与接触网15分别垂直的横向直线运动机构111和纵向直线运动机构112，纵向直线运动机构112与横向直线运动机构111之间滑动连接，纵向直线运动机构112用于滑动连接数据采集装置16。

具体的，横向直线运动机构和纵向直线运动机构，均包括：电机、丝杠以及滑块，滑块安装在丝杠的外侧；横向直线运动机构和纵向直线运动机构的电机均与处理器连接；

处理器用于控制电机驱动丝杠转动，以使滑块在丝杠上移动。

具体的，纵向直线运动机构固定在横向直线运动机构的滑块上，以使纵向直线运动机构随着横向直线运动机构的滑块的移动而移动；

数据采集装置安装在纵向直线运动机构的滑块上，以使数据采集装置随着纵向直线运动机构的滑块的移动而移动。

为了保证数据采集装置的位置能够到达接触网正下方的所有位置，横向直线运动机构的行程可以设置为不小于受电弓的滑板的长度，从而使得纵向直线运动机构可以移动到接触网的正下方的任意位置。为了能够在接触网的高度发生变化时，数据采集装置与接触网的相对高度不发生变化，可以将数据采集装置在纵向直线运动机构上滑动的范围设置为不小于接触网高度变化的范围。

基于上述结构，可以通过直线运动机构将数据采集装置的位置调整到接触网下方的预设相对位置，保证数据采集装置与接触网的相对位置不变。具体在调整的时候，数据采集装置与接触网的相对位置可以根据实际情况具体设置，例如，可以将数据采集装置实时调整到接触网正下方的0.3米处。

可选地，数据采集装置包括至少一个摄像设备，例如工业相机。

当数据采集装置包括多个摄像设备时，可以采集接触网的多维图像，检测结果更加精确。

具体的，数据采集装置的安装方式可以采用下述两种方式中的任意一种方式：

方式一：

参见图2所示，横向直线运动机构的丝杠上可以安装有多个滑块；横向直线运动机构上的每个滑块上分别固定有一个纵向直线运动机构；每个纵向直线运动机构的滑块上均安装有一个数据采集装置。

采用方式一中的安装方式，可以通过同时控制横向直线运动机构上的多个滑块，使得多个纵向直线运动机构同时横向滑动，从而使得每个纵向直线运动机构上的数据采集装置同时横向移动，然后通过同时控制各个纵向直线运动机构上的滑块纵向滑动，从而使得每个纵向直线运动机构上的数据采集装置同时纵向移动，最后达到接触网下方的预设相对位置。

方式二：

参见图3所示，横向直线运动机构的丝杠上安装有一个滑块；横向直线运动机构上的滑块上固定有一个纵向直线运动机构；纵向直线运动机构的滑块上安装有一个或多个数据采集装置。其中，当纵向直线运动机构的滑块上安装有多个数据采集装置时，可以将一个安装构件固定在纵向直线运动机构的滑块上，该安装构件可以随着滑块的移动而移动，然后在该安装构件上固定多个数据采集装置。

采用方式二中的安装方式，可以通过控制横向直线运动机构上的一个滑块，使得该滑块上安装的纵向直线运动机构横向滑动，从而使得该纵向直线运动机构上的数据采集装置横向移动，然后通过控制该纵向直线运动机构上的滑块纵向滑动，从而使得该纵向直线运动机构上的一个或多个数据采集装置同时纵向移动，最后达到接触网下方的预设相对位置。

需要注意的是，采用方式二的安装方式可能会比方式一的安装方式所需要的负载大。这是因为在一个纵向直线运动机构上装多个数据采集装置时，需要选择大负载的纵向直线运动机构，导致纵向直线运动机构重量较大，从而也需要选择大负载的横线直线运动机构来带动重量较大的纵向直线运动机构移动，最终导致整个直线运动机构重量大，负载大。

为了能够准确的调整数据采集装置的位置，需要实时获取数据采集装置当前相对于接触网的位置偏差，从而可以将数据采集转置调整到接触网下方的预设相对位置。在获取数据采集装置当前相对于接触网的位置偏差时，可以通过距离传感器单元获取的距离数据得到。

参见图1所示，本申请实施例中的距离传感器单元12包括位于检测车的车顶14上的受电弓17的滑板171上的第一距离传感器121以及位于检测车的车顶14上的第二距离传感器122；第一距离传感器121用于采集接触网15与第一距离传感器121之间的横向距离；第二距离传感器122用于采集受电弓的滑板171与第二距离传感器122之间的纵向距离。

通过距离传感器单元获得上述横向距离和纵向距离后，处理器13，用于：根据横向距离、纵向距离、纵向直线运动机构与横向直线运动机构之间的第一当前相对位置、以及数据采集装置与纵向直线运动机构之间的第二当前相对位置，控制直线运动机构将数据采集装置移动至接触网下方的预设相对位置，以便数据采集装置对接触网进行数据采集；根据数据采集装置采集的数据对接触网进行检测。

具体实现的时候，可以首先根据横向距离、第一当前相对位置，控制横向直线运动机构将纵向直线运动机构横向移动至接触网的下方；然后根据纵向距离、第二当前相对位置，控制纵向直线运动机构将数据采集装置纵向移动至接触网下方的预设相对位置。

另外，还可以先控制纵向直线运动机构将数据采集装置纵向移动至接触网下方的预设高度，再控制横向直线运动机构将纵向直线运动机构横向移动至接触网的下方。还可以同时控制纵向直线运动机构和横向直线运动机构，将数据采集装置纵向移动至接触网下方的预设相对位置。

例如，第一距离传感器位于滑板的最左端，测得的横向距离为20厘米，纵向直线运动机构与横向直线运动机构之间的第一当前相对位置为纵向直线运动机构距离横向直线运动机构的最左端的距离为30厘米，此时，需要将纵向直线运动机构向左移动10厘米即可，也就是将数据采集装置向左移动10厘米。如果，第二距离传感器测得的纵向距离为90厘米，也即接触网距离第二距离传感器90厘米，如果数据采集装置与纵向直线运动机构之间的第二当前相对位置为数据采集装置距离纵向直线运动机构的最下端的距离为40厘米，然后再根据纵向直线运动机构的最下端与第二距离传感器之间的高度差，例如，纵向直线运动机构的最下端与第二距离传感器之间的高度差为正10厘米，如果预先设置好需要将数据采集装置移动至接触网下方30厘米处，则此时需要将数据采集装置向上移动10厘米即可。最终实现数据采集装置与接触网的相对位置不变。

需要注意的是，不管数据采集装置的安装方式为方式一还是方式二，高度调整的方式均可以采用上述高度的调整方式。在横向调整时，如果采用方式一，可以将直线运动机构中的多个纵向直线运动机构的中点移动至接触网的正下方，以横向直线运动机构的丝杠上安装有两个滑块为例，可以通过同时控制横向直线运动机构上的两个滑块，将两个纵向直线运动机构的中点横向移动至接触网的正下方，这时可以使得两个数据采集装置分别位于接触网的对称两边；如果采用方式二，可以直接将直线运动机构中的一个纵向直线运动机构移动至接触网的正下方，如果该纵向直线运动机构上的数据采集装置为一个，那么这个数据采集装置就位于接触网的正下方，如果该纵向直线运动机构上的数据采集装置为多个，那么这多个数据采集装置在该纵向直线运动机构上的分布可以为对称分布，例如当为两个时，可以使这两个数据采集装置分别位于接触网的对称两边。

需要注意的是，数据采集装置对接触网进行数据采集时，可以不需要通过处理器进行控制，也即，可以事先设置好数据采集装置的数据采集频率，在检测车运行过程中，以事先设置好的频率实时进行数据采集，不受位置变化的影响。采集频率可以为固定值，也可以为变化的值，例如，采集频率可以根据检测车的速度的变化而变化，例如，检测车的速度越快，采集频率越高。

另外，本申请实施例中的处理器可以包括多个处理单元，例如，可以包括可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)以及工控机；PLC与直线运动机构和距离传感器电连接，工控机与数据采集装置电连接；

PLC，用于根据第一距离传感器采集的横向距离、第二距离传感器采集的纵向距离、纵向直线运动机构与横向直线运动机构之间的第一当前相对位置、以及数据采集装置与纵向直线运动机构之间的第二当前相对位置，计算当前直线运动机构将数据采集装置移动到接触网下方的预设相对位置所需的移动量；并根据移动量控制直线运动机构将数据采集装置移动至接触网下方的预设相对位置；其中，PLC在控制直线运动机构移动数据采集装置时，可以通过控制直线运动机构中的伺服控制器来控制直线运动机构中的电机驱动丝杠转动，从而使得数据采集装置可以随着横向直线运动机构的滑块的移动而横向移动，随着纵向直线运动机构的滑块的移动而纵向移动；

工控机，具有数据处理功能，例如图像处理功能，能够用于根据数据采集装置采集的图像数据对接触网的磨损情况进行检测。

当处理器检测出接触网的磨损到一定程度时，还可以控制报警装置进行报警，提醒工作人员及时更换或维修。

本申请实施例提供的接触网检测设备，在对接触网进行检测的时候，能够通过安装在检测车车顶上的接触网检测设备中的直线运动机构将数据采集装置实时调整到接触网下方的预设相对位置，保证数据采集装置与接触网的相对位置不变，从而可以在检测车运行过程中实现对接触网的全段全自动检测，提高检测效率和精度。

需要注意的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。