靴轨检测装置的制作方法

本实用新型属于轨道交通技术领域，具体涉及一种靴轨检测装置。

背景技术：

城市轨道交通的高速发展对地铁供电系统的安全稳定性提出了新的要求。接触轨(第三轨)是在线路旁侧铺设，专为地铁列车供电的特殊输电形式。集电靴是用于向接触轨动态取流，满足列车电力需求的供能装置。在工作状态下，集电靴在接触轨下受流面动态滑行，从而形成供电回路，给列车提供电力。

地铁采用在铁轨中间用靴轨供电的方式，在地铁机车集电系统中，需要保持稳定的受流中通，因此要求集电靴与接触轨之间保持一定的接触压力，当接触压力过小时，容易造成脱轨，即集电靴脱离接触轨并产生电弧。

这种地铁的故障检测还主要是依靠人工，人工进行靴轨故障检测的方法效率比较低，容易产生误检漏检的情况，由于利用人工进行靴轨检测只能等机车停止时才能进行，而当机车在行驶过程中出现故障时，可能不能够及时对故障进行检测，导致可能更危险的事故发生。

因此，需要可靠的检测方式来监测靴轨的工作状态及运营状况，以保证设备安全稳定运行。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了提高靴轨供电机车的故障检测效率，以有效防止因为故障导致的事故。

为实现上述目的，本实用新型提出一种靴轨检测装置，包括：

相机封装模块，所述相机封装模块安装于车体底部，包括壳体和设于所述壳体内的集电靴监测相机和接地靴监测相机，所述壳体的一个立面上设有相机视窗，所述集电靴监测相机的光轴与所述相机视窗垂直，拍摄方向朝向集电靴，所述接地靴监测相机的光轴与所述相机视窗垂直，拍摄方向朝向接地靴；

交换机，所述交换机设于所述车体上，且与所述集电靴监测相机和所述接地靴监测相机通信连接，用于存储及转发所述集电靴监测相机拍摄的集电靴图像以及所述接地靴监测相机拍摄的接地靴图像；

主控服务器，所述主控服务器与所述交换机通信连接，用于接收所述交换机转发的所述集电靴图像和所述接地靴图像。

优选地，所述相机封装模块还包括设置于所述壳体内的补光灯，所述立面上设有补光灯视窗，所述补光灯靠近所述补光灯视窗。

优选地，所述补光灯包括LED光和/或激光器。

优选地，所述相机视窗和所述补光灯视窗相对于所述壳体的底面倾斜设置。

优选地，所述相机视窗和/或所述补光灯视窗外覆透明自洁涂层。

优选地，所述相机封装模块通过支架挂设于所述集电靴上方的车底框架横梁上。

优选地，所述支架的上部设有钢扎带，所述支架的下部设有铰接架，所述铰接架包括相对的第一臂部和第二臂部，所述第一臂部和第二臂部上分别设有第一销孔和第二销孔，所述相机封装模块通过分别与所述第一销孔和第二销孔相配合的第一销轴和第二销轴铰接于所述铰接架。

优选地，所述钢扎带套设于所述车底框架横梁，且能够沿所述车底框架横梁滑动。

优选地，所述铰接架可转动地连接于所述支架的底面。

优选地，所述主控服务器包括故障识别报警模块，所述故障识别报警模块用于比较所述集电靴图像与标准集电靴图像，并根据比较结果发出第一报警信息，以及比较所述接地靴图像与标准接地靴图像，并根据比较结果发出第二报警信息。

本实用新型的有益效果在于：

1、通过集电靴监测相机和接地靴监测相机分别对集电靴和接地靴进行实时监测，并通过交换机将监测相机拍摄的集电靴图像以及接地靴监测相机拍摄的接地靴图像发送至主控服务器，进而可通过操作人员或主控服务器识别监测到的集电靴图形和/或接地靴图像的脱靴异常状态。该装置提升了检测效率，降低了靴轨故障检测中的误报错报的情况。

2、通过故障识别报警模块分别对集电靴图像和接地靴图像与标准集电靴图像和标准接地靴图像进行比较，对故障进行判断，并自动报警。

3、通过相机封装模块和支架对集电靴监测相机和接地靴监测相机进行封装固定，并对相机视窗和/或补光灯视窗外贴覆透明自洁涂层，集电靴监测相机和接地靴监测相机进行实时高清图像拍摄，提高了拍摄的稳定性。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的靴轨检测装置的结构示意图。

图2示出了根据本实用新型一个实施例的相机封装模块结构示意图。

图3示出了根据本实用新型一个实施例的相机封装模块安装示意图。

附图标记说明：

1、主控服务器；2、交换机；3、集电靴监测相机和接地靴监测相机；4、铰接架；5、相机封装模块；6、补光灯视窗；7、相机视窗；8、车底框架横梁；9、钢扎带；10、支架；11、第一臂部；12、第二臂部。

具体实施方式

下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

根据本实用新型实施例的一种靴轨检测装置，包括：

相机封装模块，相机封装模块安装于车体底部，包括壳体和设于壳体内的集电靴监测相机和接地靴监测相机，壳体的一个立面上设有相机视窗，集电靴监测相机的光轴与相机视窗垂直，拍摄方向朝向集电靴，接地靴监测相机的光轴与相机视窗垂直，拍摄方向朝向接地靴；交换机，交换机设于车体上，且与集电靴监测相机和接地靴监测相机通信连接，用于存储及转发集电靴监测相机拍摄的集电靴图像以及接地靴监测相机拍摄的接地靴图像；主控服务器，主控服务器与交换机通信连接，用于接收交换机转发的集电靴图像和接地靴图像。

集电靴是地下铁道电动车组与第三轨接触的集电装置，集电靴分为上接触式、下接触式和侧接触式三种，为了保证良好取流，集电靴与第三轨之间的接触压力应保持在98～196N的范围内；接地靴作为轨道移动设备的滑动接地装置，可用于电接地，保证零电位可为雷电安全引至地面轨道的接地极，从而克服了原来接地依靠结构件和车轮接地，当遇雷击时整机电位升高而使电器设备损坏。

通过集电靴监测相机和接地靴监测相机分别对集电靴和接地靴进行实时监测，并通过交换机将监测相机拍摄的集电靴图像以及接地靴监测相机拍摄的接地靴图像发送至主控服务器，进而可通过操作人员或主控服务器识别监测到的集电靴图形和/或接地靴图像的脱靴异常状态，立刻对故障区域进行报警，减少检测人员的反应时间，能够提前对故障进行处理，有效防止因为此故障导致的更危险的事故的发生。

具体地，该装置包括一台主控服务器，设置于车内的监控柜；多台交换机，每台交换机设置于一节列车上；多个相机封装模块，每个相机封装模块安装于一节列车的底部，车载所有设备由本车就近取电，通过车上既有跨桥线进行垮桥通信。

具体地，集电靴监测相机的拍摄方向朝向车底轨道的中间位置，并对准两个集电靴的位置，接地靴监测相机的拍摄方向朝向接地靴，实时拍摄清晰的集电靴图像和接地靴图像，为故障判断提供更准确的图像比对信息，主控服务器通过数据分析可以立刻判断出集电靴脱靴的位置和/或接地靴折断的位置以及相关信息。

具体地，每台交换机与主控服务器通过跨桥连接器通信连接。

作为优选方案，相机封装模块还包括设置于壳体内的补光灯，立面上设有补光灯视窗，补光灯靠近补光灯视窗。

具体地，补光灯实现对集电靴监测相机和接地靴监测相机的补光功能，能自动适应环境光线变化，满足在列车最大运行速度条件且光线较弱的条件下，实现集电靴监测相机和接地靴监测相机可靠的工作。

更为优选地，主控服务器选用高性能嵌入式工控服务器，无风扇设计，能适应7×24小时持续工作。

更为优选地，交换机采用工业级8接口交换机，耐候性强，支持7×24小时持续工作。

更为优选地，监测相机选用POE供电工业相机，可输出130w像素高清图像或1080P视频。

作为优选方案，补光灯包括LED光和/或激光器。

作为优选方案，相机视窗和补光灯视窗相对于壳体的底面倾斜设置，使集电靴监测相机的光轴、接地靴监测相机的光轴以及补光灯的光轴与其斜下方车底轨道位置上的集电靴和接地靴的拍摄角度适应。

作为优选方案，相机视窗和/或补光灯视窗外覆透明自洁涂层，具有一定的防污自洁功能，保证集电靴监测相机和接地靴监测相机进行实时高清图像拍摄，提高了拍摄的稳定性。

作为优选方案，相机封装模块通过支架挂设于集电靴上方的车底框架横梁上。

具体地，相机封装模块通过支架紧固的挂设于集电靴的车体框架横梁，不需对车底结构进行钻孔、焊接等改造。

作为优选方案，支架的上部设有钢扎带，支架的下部设有铰接架，铰接架包括相对的第一臂部和第二臂部，第一臂部和第二臂部上分别设有第一销孔和第二销孔，相机封装模块通过分别与第一销孔和第二销孔相配合的第一销轴和第二销轴铰接于铰接架。

作为优选方案，钢扎带套设于车底框架横梁，且能够沿车底框架横梁滑动。

作为优选方案，铰接架可转动地连接于支架的底面。

具体地，铰接架与支架连接，第一销轴和第二销轴分别与第一销孔和第二销孔配合连接，实现相机封装模块水平转动和仰俯转动，调节拍摄角度。

作为优选方案，主控服务器包括故障识别报警模块，故障识别报警模块用于比较集电靴图像与标准集电靴图像，并根据比较结果发出第一报警信息，以及比较接地靴图像与标准接地靴图像，并根据比较结果发出第二报警信息。

具体地，故障数据传输至故障识别报警模块，在监控屏中展示故障图像或故障发生前后的视频，如识别到集电靴图形和/或接地靴图像的脱靴异常图像，并通过语音提示所属的警报信息，提醒相关工作人员进行确认。

具体地，报警信息包括故障发生的站点区间、时间、车号、车辆号、端位等信息，可以以水印的形式叠加在图像或视频画面上，其故障图像或视频为相关图像(200KB/张)或故障发生前后5秒视频(3MB/段)。

实施例

图1示出了根据本实用新型一个实施例的靴轨检测装置的结构示意图，图2示出了根据本实用新型一个实施例的相机封装模块结构示意图，图3示出了根据本实用新型一个实施例的相机封装模块安装示意图。

如图1至图3所示，根据本实用新型实施例的一种靴轨检测装置，包括：

相机封装模块，相机封装模块安装于车体底部，包括壳体和设于壳体内的集电靴监测相机和接地靴监测相机2，壳体的一个立面上设有相机视窗，集电靴监测相机的光轴与相机视窗7垂直，拍摄方向朝向集电靴，接地靴监测相机的光轴与相机视窗7垂直，拍摄方向朝向接地靴；交换机，交换机2设于车体上，且与监测相机通信连接，用于存储及转发监测相机拍摄的集电靴图像以及接地靴监测相机拍摄的接地靴图像；主控服务器1，主控服务器1与交换机2通信连接，用于接收交换机2转发的集电靴图像和接地靴图像。

主控服务器1包括故障识别报警模块，故障识别报警模块用于比较集电靴图像与标准集电靴图像，并根据比较结果发出第一报警信息，以及比较接地靴图像与标准接地靴图像，并根据比较结果发出第二报警信息。

相机封装模块5还包括设置于壳体内的补光灯，立面上设有补光灯视窗6，补光灯的光轴与补光灯视窗6垂直，补光灯为LED光和/或激光器，相机视窗7和补光灯视窗6相对于壳体的底面倾斜设置，相机视窗7和/或补光灯视窗6外覆透明自洁涂层。

相机封装模块5通过支架10挂设于集电靴上方的车底框架横梁8上，支架10的上部设有钢扎带9，支架10的下部设有铰接架4，铰接架4包括相对的第一臂部11和第二臂部12，第一臂部11和第二臂部12上分别设有第一销孔和第二销孔，相机封装模块5通过分别与第一销孔和第二销孔相配合的第一销轴和第二销轴铰接于铰接架4。钢扎带7套设于车底框架横梁8，且能够沿车底框架横梁8滑动，用于调节支架7在车底框架横梁8上的位置，铰接架4可转动地连接于支架10的底面。通过支架10上的铰接架4调节相机封装模块5水平转动和仰俯转动，调节拍摄角度。

该监测车辆为四编组APM列车，对每节车底部安装相机封装模块，每个相机封装模块对两组集电靴和两组接地受流器分别进行实时监测；整列车监测设备共用一台主控服务器，车载所有设备由本车就近取电，通过车上既有跨桥线进行垮桥通信；每节车上布置一台交换机，每节车上的监测相机与该节车上的交换机通信连接，用于存储及转发监测相机拍摄的集电靴图像以及接地靴监测相机拍摄的接地靴图像，每节车上的交换机通过车上既有垮桥线连接主控服务器；故障数据传输至故障识别报警模块，在监控屏中展示故障图像或故障发生前后的视频，如识别到集电靴图形和/或接地靴图像的脱靴异常图像，并通过语音提示所属的警报信息，提醒相关工作人员进行确认。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。