一种接触网限界自动检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种接触网限界的自动检测装置，用于检测接触网限界几何参数，属于接触网检测技术领域。


背景技术：

2.保障铁路接触网安全限界，对接触网供电安全和列车安全行驶至关重要，因此需要在线路验收和定期对接触网安全限界巡检测量。目前铁路相关部门对接触网的限界测量大多采用接触式限界测量仪和静态激光测量的方式完成，这种方式效率非常低、工作强度大。因此，目前亟需一种测量准确高效的接触网限界动态检测装置。


技术实现要素：

3.本实用新型意在提供一种接触网限界自动检测装置。
4.为达到以上目的，提供如下方案：一种接触网限界自动检测装置，包括底座和若干移动轮组，所述底座的底部设有若干移动轮组，还包括显示模块、激光探测模块、驱动模块和控制单元，所述控制单元安装在底座一端的顶部，激光探测模块通过驱动模块安装在底座另一端的顶部，所述激光探测模块包括激光组件和激光雷达，所述激光雷达安装在控制单元的顶部，所述激光组件包括安装箱体、以及设置在安装箱体处的激光传感器、摄像头和补光灯，所述激光传感器、摄像头、补光灯均与控制单元电连接，所述安装箱体与驱动模块固定连接。
5.进一步，所述驱动模块包括安装座、驱动电机和控制器，所述安装座固定在底座上，所述驱动电机和控制器均安装在安装座内，驱动电机与控制器电连接，控制器与控制单元电连接，驱动电机的输出轴与安装箱体固定连接，使得激光组件能够被驱动电机驱动摆动一定的角度。
6.进一步，所述控制单元为控制主机，所述激光雷达安装在控制主机上与控制主机电连接。
7.进一步，所述移动轮组处设有一个用于检测移动轮组移动距离的里程传感器。
8.进一步，所述显示模块包括支架和显示器，所述支架的一端与底座铰接，支架的另一端设有显示器。
9.进一步，所述支架上设有扶手。
10.进一步，所述底座的底部设有可拆卸续航电池和直线位移传感器。
11.本实用新型的工作原理及优点在于：本装置通过各模块的协同作用，采用非接触式检测方法通过高精度的激光雷达对接触网持续扫描测量，快速准确给出测量结果；通过精确控制驱动电机转动角度驱动激光传感器对接触网限界上特殊测量点及测量盲点快速测量，准确给出测量结果；控制主机集中控制激光雷达、驱动电机和激光传感器，对接触网安全界限全方位无死角测量，数据完整，测量高效，一套设备即可完成接触网几何参数和安全限界的全部测量。
附图说明
12.图1为本实用新型的结构示意图。
13.说明书附图中的附图标记包括：
14.1.底座，2.移动轮组，3.控制主机，4.激光雷达，5.驱动电机，6.激光组件，7.支架，8.扶手，9.显示器。
具体实施方式
15.下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
16.如图1所示：
17.一种接触网限界自动检测装置，包括底座1和若干移动轮组2，所述底座1的底部设有若干移动轮组2，还包括显示模块、激光探测模块、驱动模块和控制单元，所述控制单元安装在底座1一端的顶部，激光探测模块通过驱动模块安装在底座1另一端的顶部，所述激光探测模块包括激光组件6和激光雷达4，所述激光雷达4安装在控制单元的顶部，所述激光组件包括安装箱体、以及设置在安装箱体处的激光传感器、摄像头和补光灯，所述激光传感器、摄像头、补光灯均与控制单元电连接，所述安装箱体与驱动模块固定连接。
18.其中，底座用于安装和支撑本装置的其他构件，移动轮组2便于本装置移动，各移动轮组2与轨道适配，便于本装置沿轨道推行；控制单元用于控制本装置的电子元件的工作，显示模块用于显示检测参数，激光探测模块用于检测接触网的安全参数；激光传感器、摄像头、补光灯协同作用，使得本装置能够在不同观想强度、不同时间段内进行作业，激光传感器为现有成熟技术，在此不再赘述，可根据实际使用需求选购。
19.所述驱动模块包括安装座、驱动电机5和控制器，所述安装座固定在底座1上，所述驱动电机5和控制器均安装在安装座内，驱动电机5与控制器电连接，控制器与控制单元电连接，驱动电机5的输出轴与安装箱体固定连接，使得激光组件6能够被驱动电机5驱动摆动一定的角度。
20.其中，安装座用于安装驱动电机5和控制器，控制器为驱动电机5的伺服控制器，驱动电机5为伺服电机，均为现有成熟技术，在此不赘述；驱动电机5可进准控制激光组件6的摆动角度。
21.所述控制单元为控制主机3，所述激光雷达4安装在控制主机3上与控制主机3电连接。
22.其中，控制主机3为现有成熟技术，控制主机3中包括主控板和数据采集板；采集传感器数据的数据采集板使用stm32系列微处理解决方案，能适应铁路户外检测恶劣环境，以及很强的抗干扰性。stm32系列微处理集成了can总线和工业485、422、rs232协议，对接直线位移传感器、倾角、里程传感器和激光传感器数据进行采集，以及控制电机，对电机发出位置指令及精准控制旋转和停止。数据采集板采集到的数据传送给主控板。
23.主控板实时处理激光雷达4数据，以及激光传感器的测量数据、摄像头图像，主控板建立接触网三维点云模型以及实时图像处理，要进行大量的数据处理和计算，因此要采用高性能intel或者arm9以上，主频在2ghz以上处理器。测量时，由主控板经过计算处理后，实时输出接触网限界各种参数到显示模块显示；主控板控制高精度的驱动电机5控制激光传感器测量角度，确保50米空间范围内接触网任意目标都可以精确测量。
24.所述移动轮组2处设有一个用于检测移动轮组移动距离的里程传感器。
25.其中，移动轮组2与退路轨道适配，使得本装置能够防止在轨道上移动，移动轮组2处还设有用于检测行动里程的里程传感器，里程传感器为现有成熟技术，在此不再赘述；里程传感器可将检测数据传输至控制主机3。
26.所述显示模块包括支架7和显示器9，所述支架7的一端与底座1铰接，支架7的另一端设有显示器9。
27.其中，支架7为活动支撑架，其可折叠、可伸缩、在一定角度上摆动；显示屏用于显示本装置的运行参数等显示数据，显示器9可装卸式高清触控显示屏，提供给使用者交互窗口和检测结果显示，采用可装卸式高清触控显示屏方便检测装置的便携式运输。
28.所述支架7上设有扶手8。
29.其中，扶手8便于支撑扶稳支架7。
30.所述底座1的底部设有可拆卸续航电池和直线位移传感器。
31.其中，可拆卸续航电池用于为本装置提供电能，直线位移传感器用于测量轨道距离，其为现有成熟技术，在此不再赘述。
32.具体实施过程如下：
33.本接触网限界的自动检测的底座1处设有可拆卸续航电池，本装置整体和轨道间绝缘。检测时，本装置架在铁轨上，底座1底部的移动轮组2分别卡在两条轨道上，本装置在沿着铁轨推行时，通过激光雷达4、激光传感器和摄像头自动测量接触网几何参数。底座1底部采用三组移动轮结构，确保装置在弯道、岔道等轨道环境下也能平稳测量。
34.本装置至少配置以下三个传感器：测量检测装置推行里程的里程传感器，测量轨距的直线位移传感器，测量轨超高的倾角传感器。为保证测量结果的精度，传感器都必须选用高精密传感器，工作温度和防水性能都必须达到规范要求。组装时，传感器都要装配在底座1内部，避免接线被拉扯，接头受潮等问题。
35.激光雷达4固定安装在控制主机3顶部，激光雷达4的原点坐标在装置出厂校验不会改变，正反方向测量不会产生明显精度误差，也不会因为反复使用产生精度误差。避免每次使用时重新组装或抬高激光雷达4导致产生的设备误差。
36.激光雷达4对接触网的定位器、吊弦、隧道吊柱、动态包络线、侧面界限等可以自动化测量的接触网参数进行测量，并输出到高清显示屏。
37.考虑到铁路户外检测恶劣环境，以及在线路周边存在配电柜等设备可能造成的干扰，控住主机内的数据采集板使用stm32系列微处理解决方案，能很好适应低温和高温工作环境要求，并具备很强的抗干扰性。stm32系列微处理集成了can总线和工业485、422、rs232协议，非常方便快速对接直线位移、倾角、光电编码器等工业传感器，以及驱动电机5和激光传感器。数据采集板采集到的数据传送给主控板处理。
38.主控板实时处理激光雷达4和各传感器数据，建立接触网三维点云模型，包括接触线、承力索、非支接触线、非支承力索、定位器、吊弦、电连接、支柱等，根据不同测量目标的模型特征进行迭代计算，输出接触网包括支柱、定位器、吊弦等检测结果，并建立接触网一杆一档的检测数据索引管理。
39.激光组件6采用高精度的激光传感器、高清摄像头和补光灯，适合在阳光下、夜间、隧道内作业。
40.采用高精度的驱动电机5控制激光传感器测量角度，确保50米空间范围内接触网任意目标都可以精确测量，驱动电机5带18位以上的高精度编码器，并具有高转动惯量，可以顺畅转动激光组件6以及精准反馈激光测量角度。
41.本装置的显示器9采用可装卸式高清触控显示屏，10寸大屏显示，并经过防水、高温暴晒、低温防冻等实验，装置使用人员可以方便的查看检测结果，采用可装卸式高清触控显示屏方便检测装置的便携式运输
42.本装置通过各模块的协同作用，采用非接触式检测方法通过高精度的激光雷达4对接触网持续扫描测量，快速准确给出测量结果；通过精确控制驱动电机5转动角度驱动激光传感器对接触网限界上特殊测量点及测量盲点快速测量，准确给出测量结果；控制主机3集中控制激光雷达4、驱动电机5和激光传感器，对接触网安全界限全方位无死角测量，数据完整，测量高效，一套设备即可完成接触网几何参数和安全限界的全部测量。
43.以上所述仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的适用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。