接触网吊弦动态形态的检测设备的制作方法

本实用新型涉及电气化铁道接触网检测技术领域，尤指一种接触网吊弦动态形态的检测设备。

背景技术：

接触网吊弦是接触悬挂装置的重要组成部分，连接承力索和接触线，稳定接触网机械结构，保障接触网弹性均匀。列车在高速运行时，受电弓压力增大，接触线抬升后吊弦弯曲，同时受电弓通过后，接触网处于振荡状态，吊弦反复弯曲，影响其机械性能。随着列车开行数量的增加和运行速度提高，吊弦因机械疲劳发生折断的问题时有发生，折断后的吊弦容易引发受电弓故障，影响列车运行和运输质量。

综上来看，亟需一种可以全面检测接触网吊弦动态形态的技术方案，对吊弦状态的预测分析提供有力数据支持。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提出了一种接触网吊弦动态形态的检测设备，可以全面、便利、高效的检测接触网吊弦动态形态，为吊弦状态的预测分析提供有力的信息支撑。

在本实用新型一实施例中，提出了一种接触网吊弦动态形态的检测设备，该装置包括：成像组件、光源组件、设备控制组件、显示装置；其中，

所述成像组件及光源组件设置在车辆顶部的受电弓底座区域；

所述成像组件，用于检测接触线与受电弓接触点的吊弦的动态形态，获取吊弦动态形态的图像数据；

所述光源组件，用于对所述吊弦所在位置进行成像补光；

所述设备控制组件，连接所述成像组件及光源组件，用于控制所述成像组件的快门触发与所述光源组件的光源开闭的同步性；

所述显示装置，连接所述成像组件，用于显示吊弦动态形态的图像数据。

可选的，所述成像组件为线阵ccd/cmos相机，用于对受电弓与接触线的接触点上方位置吊弦的动态形态进行成像，采集吊弦的图像数据。

可选的，所述成像组件为面阵ccd/cmos相机，用于对受电弓与接触线的接触点上方位置吊弦的动态形态进行成像，采集吊弦的图像数据。

可选的，所述光源组件为led灯，用于对受电弓与接触线的接触点上方位置吊弦进行成像补光。

可选的，所述光源组件为氙灯，用于对受电弓与接触线的接触点上方位置吊弦进行成像补光。

可选的，所述光源组件为常亮或频闪模式对吊弦进行成像补光。

可选的，所述设备控制组件包括：电源模块、信号处理模块及控制模块；其中，所述电源模块连接所述信号处理模块及控制模块，用于提供电力；

信号处理模块，连接所述控制模块，用于接收检测信号，并根据所述检测信号生成控制指令；

所述控制模块，用于根据所述控制指令，触发所述成像组件的快门及光源组件的光源开闭，保持所述成像组件的快门触发与所述光源组件的光源开闭的同步性。

可选的，所述成像组件为两组，分别设置在受电弓底座区域的两侧，从左右两侧分别对吊弦进行成像。

可选的，所述光源组件为两组，与成像组件相对应，分别在吊弦的左右两侧进行补光。

可选的，所述成像组件及光源组件的安装位置在车辆限界要求条件及高压电器绝缘安全距离内。

本实用新型提出的接触网吊弦动态形态的检测设备可以实现吊弦动态形态的高清成像，并对吊弦状态进行显示，整个过程可以随车辆运行完成，采集效率高，全面掌握吊弦在动态载荷下的形态，能为吊弦状态预测提供有效的信息支撑。

附图说明

图1示意性地示出了本实用新型实施方式可以在其中实施的应用场景。

图2是本实用新型一实施例的接触网吊弦动态形态的检测设备结构示意图。

图3是本实用新型一实施例的设备控制组件的结构示意图。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本实用新型的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本实用新型，而并非以任何方式限制本实用新型的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

根据本实用新型的实施方式，提出了一种接触网吊弦动态形态的检测设备。

下面参考本实用新型的若干代表性实施方式，详细阐释本实用新型的原理和精神。

首先参考图1，其示出了本实用新型的实施方式可以在其中实施的应用场景。如图1所示，接触网由承力索101、接触线102、吊弦103及支柱等部分构成，支柱在图中未绘示。

在电力机车104的顶部设置有受电弓105、成像及光源组件106。电力机车104可以是动车组、电力机车、综合检测列车或接触网检测车。

本实用新型提出的接触网吊弦动态形态的检测设备由成像及光源组件106、设备控制组件107及显示装置108组成。

其中，接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车104供电的特殊形式的输电线路。

承力索101根据材质可分为铜承力索、钢承力索、铝包钢承力索，承担着输电和悬挂接触线双重作用的重要导线。对承力索的要求是材质要柔软，能承受较大的张力，并且在温度变化时弛度变化要小。

接触线102是电气化铁道接触网线，结构特点是采用铜、铜银合金、高强度铜银合金、铜锡合金、铜镁合金、高强度铜镁合金等，满足电气化铁道接触网需要。接触线102通过与电力机车104上的受电弓105滑板滑动摩擦直接向电力机车104输送电流，其性能直接影响电力机车104的受流质量和运行安全。

吊弦103位于承力索101和接触线102之间，连接承力索101和接触线102，稳定接触网机械结构，保障接触网弹性均匀。电力机车104在高速运行时，受电弓105压力增大，接触线102抬升后吊弦103弯曲，同时受电弓105通过后，接触网处于振荡状态，吊弦103反复弯曲，其机械性能会受到影响。随着电力机车104开行数量的增加和运行速度提高，吊弦103可能会因机械疲劳发生折断，折断后的吊弦103容易引发受电弓故障，影响电力机车104运行质量。

利用本实用新型提出的接触网吊弦动态形态的检测设备，通过成像及光源组件106、设备控制组件107、显示装置108，可以对吊弦103的工作状态进行检测，进一步能够为分析预测吊弦状态提供信息支撑。

下面结合图1的应用场景，参考图2对本实用新型示例性实施方式的接触网吊弦动态形态的检测设备进行介绍。

如图2所示，该装置包括：成像组件106-1、光源组件106-2、设备控制组件107、显示装置108；其中，

所述成像组件106-1及光源组件106-2设置在车辆顶部的受电弓105底座区域；

所述成像组件106-1，用于检测接触线102与受电弓105接触点的吊弦103的动态形态，获取吊弦动态形态的图像数据；

所述光源组件106-2，用于对所述吊弦103所在位置进行成像补光；

所述设备控制组件107，连接所述成像组件106-1及光源组件106-2，用于控制所述成像组件106-1的快门触发与所述光源组件106-2的光源开闭的同步性；

所述显示装置108，连接所述成像组件106-1，用于显示吊弦动态形态的图像数据。

在一实施例中，所述显示装置108可以设置在电力机车104内，或者设置在车站、车辆调度室、运维中心等车辆外部的地点；如果设置在电力机车104上，则可以通过网线、近距离无线传输等方式采集图像数据，并上传至运维中心供运维人员查看。如果显示装置108设置在车辆外部的地点，则可以通过通信连接采集图像数据，展示给运维人员查看，及时对接触网进行维护。

在一具体实施例中，所述成像组件106-1可以是为线阵ccd/cmos相机或面阵ccd/cmos相机，用于对受电弓105与接触线102的接触点上方位置吊弦的动态形态进行高清成像，采集吊弦103的图像数据。面阵ccd/cmos相机可以实现像素矩阵拍摄，表现图像细节由分辨率决定；线阵ccd/cmos相机拍摄的图像虽然也是二维图像，但是极长(长度为几k，宽度只有几像素)，这样可以对运动中的被检测物体进行拍摄，对其进行连续扫描。具体选择哪种类型的相机，可以根据车辆运行速度、接触线高度、接触线结构高度等信息来确定；另外，也可以根据安装距离、成像范围等信息确定光学镜头选型。

光源组件106-2为led灯或氙灯，用于对受电弓105与接触线102的接触点上方位置吊弦103进行成像补光，可以根据光源类型采用常亮或频闪模式对吊弦103进行成像补光。

结合图3所示，设备控制组件107包括：电源模块107-1、信号处理模块107-2及控制模块107-3；其中，

所述电源模块107-1连接所述信号处理模块107-2及控制模块107-3，用于提供电力；

信号处理模块107-2，连接所述控制模块107-3，用于接收检测信号，并对所述检测信号进行处理，生成控制指令；其中，该检测信号可以通过设置时钟自动生成，也可以由运维人员远程手动发起。

所述控制模块107-3，用于根据所述控制指令，触发所述成像组件106-1的快门及光源组件106-2的光源开闭，保持所述成像组件106-1的快门触发与所述光源组件106-2的光源开闭的同步性。

在一具体实施例中，结合图1所示的示例性场景，成像组件106-1可以为两组，分别设置在受电弓105底座区域的两侧，从左右两侧分别对吊弦103进行成像；

与成像组件106-1对应的，所述光源组件106-2也为两组，分别在吊弦103的左右两侧进行补光。

所述成像组件106-1及光源组件106-2的安装位置在车辆限界要求条件及高压电器绝缘安全距离内。

具体过程为：首先，对电力机车104的车顶设备、高压设备的布置情况进行分析，在三维软件上绘制车顶受电弓及高压设备，测量成像组件106-1及光源组件106-2的各位置距离高压带电设备的距离；测量成像组件106-1及光源组件106-2安装后是否满足限界要求；最后，确定安装位置，明确安装的机械接口。根据车顶受电弓105的安装位置，在保障高压电气安全绝缘距离以及保障车辆限界要求条件下，成像组件106-1(即，相机)从两侧聚焦接触线102与受电弓105的接触区域，拍摄吊弦动态形态；根据不同安装距离，可以设计选择高清成像设备的技术参数。

为了对上述接触网吊弦动态形态的检测设备进行更为清楚的解释，下面结合一个具体的实施例来进行说明，然而值得注意的是该实施例仅是为了更好地说明本实用新型，并不构成对本实用新型不当的限定。

以某一高铁线路为例，检测车在该线路上行驶，受电弓与接触线接触，接触线抬升使得吊弦发生弯曲，通过成像组件，对接触网吊弦进行成像，显示装置将吊弦动态形态的图像数据呈现给运维人员查看，运维人员可以根据实际情况进行接触网的维护。

另外，显示装置可以根据吊弦动态形态的图像数据，进行图像识别，将图像数据中的吊弦进行初步分类，划分为正常状态或异常状态类，确定吊弦的状态。

本实用新型提出的接触网吊弦动态形态的检测设备可以实现吊弦动态形态的高清成像，并对吊弦状态进行显示，整个过程可以随车辆运行完成，采集效率高，全面掌握吊弦在动态载荷下的形态，能为吊弦状态预测提供有效的信息支撑。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本实用新型的精神和原理，但是应该理解，本实用新型并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本实用新型旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。