一种地铁受电弓动态检测数据处理箱的制作方法

本实用新型属于城铁客车受流装置动态试验领域，特别地涉及一种地铁受电弓动态检测数据处理箱。

背景技术：

随着城市的快速发展，城市轨道交通日益增多。新建地铁线路开通运营前期，需对受电弓运行轨迹、受电弓监控、弓网受流质量进行测试，分别检测受电弓运行轨迹是否满足要求，弓网受流质量是否良好等状态。

以往对这方面检测都是单一进行的，不同检测项目采用不同的数据处理设备，导致每次试验检测，需连接很多设备，线缆布局混乱，且容易出现纰漏，还存在不能实时对比所有检测数据，分析各个数据之间关联关系的问题。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种地铁受电弓动态检测数据处理箱，其集成了受电弓运行轨迹、受电弓监控、弓网受流质量等多种动态参数的数据处理，且便于操作与携带。

为了实现上述目的，本申请提供一种地铁受电弓动态检测数据处理箱，所述地铁受电弓动态检测数据处理箱包括：箱体、设置在所述箱体的前面板上的模拟信号输入接口、数字信号输入接口、光信号输入接口和数据输出接口以及设置在箱体内的信号预处理电路、光纤接收器和工业计算机，所述模拟信号输入接口包括燃弧接口和牵引电流接口，所述光信号输入接口包括硬点接口和压力接口，所述数字信号输入接口包括动态监控接口和运行轨迹接口，所述模拟信号输入接口经由所述信号预处理电路连接至所述工业计算机，所述数字信号输入接口连接至所述工业计算机，所述光信号输入接口经由所述光纤接收器连接至所述工业计算机，所述工业计算机连接至所述数据输出接口。

进一步地，所述信号预处理电路包括a/d转换电路和单片机，所述燃弧接口和牵引电流接口经由所述a/d转换电路和所述单片机连接至所述工业计算机。

进一步地，所述数字信号输入接口还包括温度接口。

进一步地，所述数字信号输入接口还包括速度里程接口，所述箱体内还设置有速度脉冲计数器电路，所述速度里程接口经由所述速度脉冲计数器电路连接至所述工业计算机。

进一步地，所述速度脉冲计数器电路包括用于实现速度脉冲计数器的fpga芯片。

进一步地，所述光信号输入接口还包括扩展光纤接口。

进一步地，所述光纤接收器通过usb连接至所述工业计算机。

进一步地，所述箱体内还设置有交换机，所述动态监控接口、所述运行轨迹接口、所述信号预处理电路和所述数据输出接口中的一者或多者通过所述交换机与所述工业计算机连接。

进一步地，所述箱体的前面板上还设置有用于外接交流电源的电源接口，所述箱体内设置有第一电源模块和第二电源模块，所述电源接口连接至所述第一电源模块和所述第二电源模块，所述第一电源模块将交流电转换为第一直流电压，所述第二电源模块将交流电转化为第二直流电压，所述第一电源模块连接至所述信号预处理电路，所述第二电源模块连接至所述工业计算机。

进一步地，所述第一电源模块将交流电转化为12v直流电压，所述第二电源模块将交流电转化为24v直流电压。

根据本实用新型的地铁受电弓动态检测数据处理箱至少具有如下优点：

1、携带方便、操作简单、接线方便，可靠，能大量节省试验时间，提高工作效率。

2、通过集成动态数据处理设备，实现现场试验方便快捷，降低出错几率。

3、本实用新型设计的地铁受电弓动态检测数据处理箱包含了受电弓硬点、压力、受电弓运行状态视频和燃弧数据，能够综合对比各个参数检测数据，实时分析，快速解决问题。

4、本实用新型设计的地铁受电弓动态检测数据处理箱包含受电弓运行状态视频和受电弓运行轨迹，能够综合对比视频资料和轨迹检测数据，快速分析出现问题原因。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为示出了根据本实用新型的示例性实施例的地铁受电弓动态检测数据处理箱的配置的框图。

图2为示出了根据本实用新型的示例性实施例的地铁受电弓动态检测数据处理箱的信号预处理电路的配置的框图。

图3示出了根据本实用新型的示例性实施例的数据处理设箱的前面板的布局。

其中，上述附图包括以下附图标记：

101-燃弧接口；102-牵引电流接口；103-动态监控接口；104-运行轨迹接口；105-温度接口；106-压力接口；107-硬点接口；108-扩展光纤接口；109-速度里程接口；110-电源接口；111-备用接口；200-信号预处理电路；201-a/d转换电路；202-单片机；300-工业计算机；400-光纤接收器；500-速度脉冲计数器电路；601-数据输出接口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本实用新型提供一种地铁受电弓动态检测数据处理箱，所述地铁受电弓动态检测数据处理箱包括：箱体、设置在所述箱体的前面板上的模拟信号输入接口、数字信号输入接口、光信号输入接口和数据输出接口以及设置在箱体内的信号预处理电路、光纤接收器和工业计算机，所述模拟信号输入接口包括燃弧接口和牵引电流接口，所述光信号输入接口包括硬点接口和压力接口，所述数字信号输入接口包括动态监控接口和运行轨迹接口，所述模拟信号输入接口经由所述信号预处理电路连接至所述工业计算机，所述数字信号输入接口连接至所述工业计算机，所述光信号输入接口经由所述光纤接收器连接至所述工业计算机，所述工业计算机连接至所述数据输出接口。

本实用新型的地铁受电弓动态检测数据处理箱集成了受电弓运行轨迹、受电弓监控、弓网受流质量等多种动态参数的数据处理，且便于操作与携带。

下面参考图1-3来详细描述根据本申请的实施例的地铁受电弓动态检测数据处理箱。图1为示出了根据本实用新型的示例性实施例的地铁受电弓动态检测数据处理箱的配置的框图。图2为示出了根据本实用新型的示例性实施例的地铁受电弓动态检测数据处理箱的信号预处理电路的配置的框图。图3示出了根据本实用新型的示例性实施例的数据处理设箱的前面板的布局。

如图1-3所示，根据本申请的实施例的地铁受电弓动态检测数据处理箱包括箱体1，箱体的前面板上设置有用于接收模拟信号的模拟信号输入接口、用于接收数字信号的数字信号输入接口、用于接收光信号的光信号输入接口和用于输出数据的数据输出接口。模拟信号输入接口包括燃弧接口101和牵引电流接口102，数字信号输入接口包括动态监控接口103、运行轨迹接口104、可选的温度接口105、可选的备用接口111和可选的速度里程接口109。光信号输入接口包括压力接口107、硬点接口108和扩展光纤接口109。箱体1内设置有信号预处理电路200、工业计算机300和光纤接收器400。燃弧接口101和牵引电流接口102等模拟信号输入接口经由信号预处理电路200连接至工业计算机300，动态监控接口103、运行轨迹接口104、温度接口105、备用接口111等数字信号输入接口连接至工业计算机300，压力接口106、硬点接口107、扩展光纤接口108等光信号输入接口经由所述光纤接收器400连接至工业计算机300，工业计算机300连接至数据输出接口601。

地铁受电弓动态检测数据处理箱用于对受电弓动态检测参数进行后期数据处理。受电弓动态检测参数包括受电弓运行轨迹、受电弓监控和弓网燃弧、弓网硬点和压力(弓网受流质量参数)等等。

燃弧接口101外接燃弧传感器，以接收燃弧传感器传输来的模拟信号。燃弧传感器测量受电弓运行过程中产生的燃弧次数。燃弧接口101接收燃弧传感器传输来的代表燃弧次数的模拟信号并将该模拟信号传输至信号预处理电路200。牵引电流接口102外接电流传感器，以接收电流传感器传输来的模拟信号。电流传感器检测受电弓输出的母线电流。牵引电流接口102接收到电流传感器传输来的代表母线电流的模拟信号并将该模拟信号传输至信号预处理电路200。信号预处理电路200对燃弧传感器传输来的模拟信号和电流传感器传输来的模拟信号进行a/d转换，并将转换后的数字信号打包传输至工业计算机300进行处理。

如图2所示，信号预处理电路200可包括a/d转换电路201和单片机202。a/d转换电路201的输入端与燃弧接口101和牵引电流接口102连接，输出端与单片机202的输入端连接，单片机202的输出端与工业计算机300连接。也就是说，燃弧接口101和牵引电流接口102经由a/d转换电路201和单片机202连接至工业计算机300。a/d转换电路201接收从燃弧接口101和牵引电流接口102传输来的燃弧传感器信号和牵引电流传感器信号，将其转换为数字信号并传输至单片机202。单片机202将接收到的数字信号打包传输至工业计算机300。a/d转换电路201例如可以采用tm7705芯片来实现。单片机202例如可以采用具有高性能、低功耗的atmega8芯片来实现。

动态监控接口103外接动态高清传感器，以接收动态高清传感器传输来的数字信号。动态高清传感器安装在车顶以拍摄弓网运行状态图像。动态高清传感器将弓网运行状态图像数字信号传输至动态监控接口103，动态监控接口103接收该数字信号后传输到工业计算机300。

运行轨迹接口104用于外接受电弓动态轨迹传感器，以接收受电弓动态轨迹传感器传输来的数字信号。受电弓动态轨迹传感器检测受电弓在运行时的轨迹，并将表示受电弓在运行时的轨迹的数字信号传输至运行轨迹接口104，运行轨迹接口104接收该数字信号后传输至工业计算机300。

温度接口105外接红外传感器，以用于接收红外传感器传输来的数字信号。红外传感器检测弓网接触点以及受电弓弓头等区域的温度，并将表示该温度的数字信号传输至温度接口105，温度接口105接收该数字信号后传输至工业计算机300。

在一个可选实施例中，地铁受电弓动态检测数据处理箱的数字信号输入接口还包括速度里程接口109。速度里程接口109外接速度传感器，以接收速度传感器传输来的轨道车辆速度脉冲信号。速度传感器检测轨道车辆运行时的速度。地铁受电弓动态检测数据处理箱内可设置有速度脉冲计数器电路。速度里程接口109经由速度脉冲计数器电路500连接至工业计算机300。速度里程接口109将从速度传感器接收到的表示轨道车辆速度的脉冲信号提供至速度脉冲计数器电路500，速度脉冲计数器电路500对该脉冲信号进行计数，并将结果提供至工业计算机300。速度脉冲计数器电路500可通过fgpa芯片来实现速度脉冲计数器，例如通过型号为xc4003e的fgpa芯片实现。

在一个可选实施例中，地铁受电弓动态检测数据处理箱的数字信号输入接口还包括备用接口111。备用接口111连接至工业计算机300。该备用接口111可用于在其他数字信号输入接口出现故障时作为备用数字信号输入接口使用，或者可以作为接收其他数字信号的扩展数字信号输入接口使用，从而可以达到易于功能扩展、接口增减方便、维护更换快捷的效果。

压力接口106和硬点接口107通过光纤外接高压隔离模块，分别用于接收从压力传感器和硬点传感器传输来的信号。压力传感器用于检测检测受电弓滑条在与接触网接触时产生的向下压力，硬点传感器用于检测受电弓弓头的硬点。压力传感器和硬点传感器连接至高压隔离模块，高压隔离模块将压力传感器和硬点传感器采集的数据转换为光信号，并通过光纤传输至压力接口106和硬点接口107。光纤接收器400将压力接口106和硬点接口107接收到的光信号转化为电信号并传输至工业计算机300进行处理。优选地，光纤接收器400可通过usb连接至工业计算机300。

在本发明中，压力接口106和硬点接口107可以有一个或多个。例如，压力接口106可包括第一压力接口1061和第二压力接口1062，硬点接口107可包括第一硬点接口1071和第二硬点接口1072，其中第二压力接口和第二硬点接口可作为备用压力接口和备用硬点接口，以在需要测量多路压力和/或硬点信号时使用，或者在第一压力接口和/或第二压力接口出现故障时使用。除压力接口和硬点接口外，光信号接口还可以包括扩展光纤接口108，以供需要接收其他光信号时使用。通过设置备用的压力接口和/或硬点接口以及设置扩展光纤接口，可以达到易于功能扩展、接口增减方便、维护更换快捷的效果。

工业计算机300对接收到的燃弧传感器信号、电流传感器信号、动态高清传感器信号、动态轨迹传感器信号、压力传感器信号、硬点传感器信号、以及可选的温度信号、速度脉冲计数等信号进行后期数据处理，并将处理结果传输至数据输出接口601。

数据输出接口601可连接至远程桌面，以将工业计算机300处理的结果在远程桌面上进行存储、显示、打印等操作。

在一个可选实施例中，地铁受电弓动态检测数据处理箱的箱体内还设置有交换机。动态监控接口103、运行轨迹接口104、信号预处理电路200和数据输出接口601中的一者或多者通过交换机与工业计算机300连接。例如，在一个示例中，运行轨迹接口103、动态监控接口104、数据输出接口601通过交换机与工业计算机300连接，而信号预处理电路200与工业计算机300直接连接。

在一个可选实施例中，地铁受电弓动态检测数据处理箱的箱体的前面板上设置有用于外接交流电源的电源接口110。电源接口110外接交流电。箱体内设置有第一电源模块和第二电源模块。电源接口110连接至第一电源模块和第二电源模块。第一电源模块将交流电转换为第一直流电压，第二电源模块将交流电转化为第二直流电压。第一电源模块连接至信号预处理电路200，从而为信号预处理电路200供电。第二电源模块连接至工业计算机300，从而为工业计算机300供电。在一个示例中，第一电源模块将交流电转化为12v直流电压，以供信号预处理电路200使用，第二电源模块将交流电转化为24v直流电压，以供工业计算机300使用。可选地，地铁受电弓动态检测数据处理箱的箱体的前面板上还设置有电源开关112。电源开关112连接在电源接口110与电源模块之间，以控制电源的通断。

根据本实用新型的地铁受电弓动态检测数据处理箱至少具有如下优点：

1、携带方便、操作简单、接线方便，可靠，能大量节省试验时间，提高工作效率。

2、通过集成动态数据处理设备，实现现场试验方便快捷，降低出错几率。

3、本实用新型设计的地铁受电弓动态检测数据处理箱包含了受电弓硬点、压力、受电弓运行状态视频和燃弧数据，能够综合对比各个参数检测数据，实时分析，快速解决问题。

4、本实用新型设计的地铁受电弓动态检测数据处理箱包含受电弓运行状态视频和受电弓运行轨迹，能够综合对比视频资料和轨迹检测数据，快速分析出现问题原因。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。