专利名称：一种机车受电弓接触压力在线检测设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种机车受电弓状态检测设备，尤其涉及一种铁路机车受电 弓接触压力在线4企测i殳备。
背景技术：
近年来，许多国家高速电气化铁路发展较快，我国对高速电气化铁路也展开 了许多研究工作。在高速电气化铁路系统中，必须保持稳定的受流状态。因此要
求受电弓与接触线间要有一定的接触压力当接触压力过小时，易造成离线，即 受电弓脱离接触线并产生电弧；当接触压力过大时，接触线抬升量过大,使接触 线局部弯曲，引起接触线疲劳损伤，同时使接触线磨耗增大,严重时造成弓网事 故。
目前，对受电弓受力状态的接触压力的检测，我国主要釆用较原始的检测 方法，即在机车入库时，对受电弓的接触压力进行;险测先将接触网局部停电， 然后检测人员登至车顶，通过测力装置(如弹簧秤)手工将受电弓向下拉，当 受电弓与接触网刚好脱离接触时，测试此时受电弓所受到的拉力，从而测出与 接触网之间的接触压力。该种测试方法要求接触网局部断电，且需要多个工作 人员同时配合操作，操作麻烦，费时费力，效率低、精度低、准确性差；且稍 不小心即会产生安全事故，存在严重的安全隐患。并且该种人工测量方法不是 在线动态检测，而是一种静态的模拟测试，不能准确真实地测出，机车实际运 行时的受电弓的接触压力。
发达国家釆用的方法是对运行线路的每根受电弓上加装力传感器和加速 度传感器，可以实现对受电弓的接触压力进行动态实时检测。该种方法可检测 受电弓在接触网上任意点处的接触压力，但也存在以下不足 一、加装的传感 器暴露在空气中，工作环境恶劣，易损坏、可靠性低，并且检测准确性也受影 响；二、加装的传感器接近高压接触网，其绝缘及抗干扰能力要求高，价格昂贵； 三、需要在所有列车的每根受电弓上加装相应的设备，需要的传感器数量巨大， 成本高。
目前，我国弓网间接触压力的实际测量数据十分缺乏，这方面的数据主要来
源于德、法、日等国，不适合我国对弓网间接触压力的研究和受流质量的分析， 不利于我国引进恰当的接触网悬挂系统，不利于我国调整铁路的发展。因此， 急需研发一种合适的受电弓接触压力的检测设备。
发明内容
本发明的目的就是提供一种机车受电弓接触压力在线检测设备，该设备能
对机车进行在线动态;险测，其成本低廉，检测精度高，使用安全、方便；机械 强度高，稳定性、可靠性好，使用寿命长。
本发明解决其技术问题，所采用的技术方案为 一种机车受电弓接触压力 在线检测设备，其结构特点是
轨道外侧的立柱的轨道一侧固定有支架，升降丝杆的下端部固定在支架的 轴承内圈，升降丝杆依次穿过支架上方的工作台安装架和工作平台，且与固定 在工作台安装架上的升降螺母配合；工作平台通过连接螺柱固定在工作台安装 架上；
靠近立柱側的工作平台上面固定有拉压力传感器，与拉压力传感器相连的 纲绳向下穿过工作平台及工作台安装架与近侧水平绝缘子的一端相连；该水平 绝缘子的另一端与远侧水平绝缘子相连，且其连接处与垂直绝缘子的下端部铰 接，垂直绝缘子向上穿过工作平台，并固定在工作平台上；远侧水平绝缘子的 另一端部向下连接接触网夹子；拉压力传感器与数据处理及控制设备电连接。
本发明的工作过程和工作原理是将本发明设备的接触网夹子先夹住接触 网，当运行的机车通过该处时，机车上的受电弓从底部向上托起接触导线，使 得接触网与受电弓之间产生接触压力，该接触压力通过接触网夹子作用在远侧 水平绝缘子的端部。由于远侧水平绝缘子和近侧水平绝缘子相连且可以沿其与 垂直绝缘子的铰接点为轴进行转动，构成杠杆结构。当杠杆的远侧水平绝缘子 的接触网夹子端受到向上的推力作用时，杠杆的另 一 端即近侧水平绝缘子则产 生一个向下的拉力，该拉力通过钢绳作用于拉压力传感器上，数据采集设备采
集传感器的压力，从而动态检测出受电弓的接触压力。
通过固定在支架上的丝杆和以及丝杆上套合的固定在工作台安装架上的升 降螺母，可以在垂直方向上调整工作台安装架及与其固定相连的工作平台的垂 直位置，进而调整由水平绝缘子和垂直绝缘子构成的杠杆机构的垂直位置。因 此，本发明设备可以人工调整上下高度，以适应接触网高度的变化，从而满足
受电弓在不同高度接触网下的接触压力的测试。
与现有技术相比，本发明的有益效果是
一、 利用水平绝缘子和垂直绝缘子构成的绝缘杠杆机构，使测力装置与接 触网的高压电绝缘且远离高压电；传感器工作在低压状态，使用安全，也不受 高压电网干扰，稳定性、可靠性好，降低了传感器的购置成本，延长了传感器 的使用寿命。
二、 通过杠杆机构自动将工作位受电弓的接触压力传送给拉压力传感器， 实现机车受电弓工作位接触压力的动态在线测试，不占用机车的周转运行时间， 不需要对接触网停电，其操作使用极其方便。
三、 本设备连接在接触网上方，不与接触网下方的受电弓直接接触，避免 了受电弓受到冲击而影响行车安全。
四、 检修时，可以卸掉工作平台与工作台安装架间的螺紋连接件以及拉压 力传感器的连接钢绳，松开接触网夹子，即可使本发明的工作平台及杠杆机构 绕丝杆转动至立柱(低压)側，离开接触网，进行检修；检修安全、方便且不 影响列车行驶。
上述的拉压力传感器和垂直绝缘子固定于工作平台上面的具体结构为工 作平台上横向设置有滑轨，滑轨上套合滑块，滑块上部固定滑板，拉压力传感 器和垂直绝缘子固定在滑板上，拉压力传感器的钢绳和垂直绝缘子穿过工作平 台上的穿孔为横向长条孔。
工作平台上设置的滑轨，使由水平绝缘子、垂直绝缘子和拉压力传感器构 成的测力杠杆4几构可以自由地在工作平台上才黄向移动。这样当列车运刊-摆动而 使接触网产生拉出值(横向位移)变化时，本设备可自动调整其横向水平位置 以适应其接触网拉出值的变化，消除其对检测结果的影响，提高检测的精度和 准确度。
上述的接触网夹子与远侧水平绝缘子相连的具体结构为接触网夹子的上 端部与纵向滑轨相连，纵向滑轨上套合纵向滑块，纵向滑块上部固定与远侧水 平绝缘子的端部相连。
当温度发生变化时，接触网会相应发生热胀冷缩的变化，可使接触网产生 纵向(长度方向)的移动。如果水平绝缘子与接触网夹子及接触网固定连接， 则将对水平绝缘子产生纵向拉力及强制的扭转力，从而影响检测结果。通过接触网夹子上安装的滑轨与滑槽的纵向相对移动，实现水平绝缘子与接触网夹子 纵向位置的自适应调整，从而避免因温度变化导致接触网产生纵向位移而对检 测结果的干扰，进一步提高了测量精度和可靠性。
上述的支架上还固定有导向杆，导向杆套合在工作台安装架的导向杆导孔 上，导向杆的上端与水平横杆的一端相连，升降丝杆穿过水平横杆的另一端。
这样，由工作台安装架、导向杆、水平横杆、升降丝杆四者构成矩形结构， 可使伸出的工作台安装架和工作平台更加平稳、牢固。
上述的滑板上固定有传感器罩，拉压力传感器置于传感器罩内，与拉压力 传感器相连的纲绳在工作台安装架以下的部位套有钢绳套管，钢绳套管的上部 螺紋固定在工作台安装架上。这样，可避免拉压力传感器及钢绳受风、雨等环 境因素的干扰，提高检测的精度，并延长其使用寿命。
上述的数据处理及控制设备还与轨道两旁道床区外、车厢厢体的高度范围
内安装的预压力采集触发传感器电连接；数据处理及控制设备还与轨道外侧安 装的接近传感器和离去传感器电连接。
当预压力采集触发传感器检测到有机车通过时，发出信号给数据处理及控 制设备，该设备使拉压力传感器开始工作。采集当前传感器预压力值，当机车 受电弓触发接近传感器时，拉压力传感器开始釆集数据，当受电弓触发离去传 感器时，拉压力传感器停止数据釆集，所有采集到的数据传输到数据处理及控 制设备，通过数据分析及处理可精确计算出受电弓工作位接触压力。这样实现 本发明设备的开始和结束时间的控制。同时，接近和离去传感器同时担负测速 的任务，通过采集受电弓两次通过传感器的时间差，计算出机车运行速度，并 将其引入压力计算公式中，消除由于车速变化带来的压力误差。
此外，当接近和离去传感器之间距离小于两个机车构成的连挂车或者动车 组之间最近受电弓的距离时，即可将同一列车的多个受电弓区分开来。分别采 集对应受电弓的数据；同时根据接近和离去传感器的信号确定该测试列车的受 电弓数，这样将根据受电弓的数目调用不同的计算方程，同时对应输出受电弓 的检测数据。
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的说明。
图l是本发明实施例的主视结构示意图。(去掉预压力采集触发传感器、接近传感器和离去传感器)
图2是图1的右3见示意图。
图3是本发明实施例的预压力釆集触发传感器、接近传感器和离去传感器 的安装位置示意图。
图4是图1的A部放大图。
具体实施例方式
图1、 2示出，本发明的一种具体实施方式
为 一种机车受电弓接触压力在 线检测设备，该设备在轨道外侧的立柱12的轨道一侧固定有支架21，升降丝杆 4的下端部固定在支架21的轴承31内圈，升降丝杆4依次穿过支架21上方的 工作台安装架22和工作平台7，且与固定在工作台安装架22上的升降螺母23 配合；工作平台7通过连接螺柱40固定在工作台安装架22上。
靠近立柱12侧的工作平台7上面固定有拉压力传感器5，与拉压力传感器 5相连的纲绳5c向下穿过工作平台7及工作台安装架22与近侧水平绝缘子6a 的一端相连；该水平绝缘子6a的另一端与远侧水平绝缘子6b相连，且其连接 处与垂直绝缘子8的下端部4交接，垂直绝缘子8向上穿过工作平台7，并固定在 工作平台7上；远侧水平绝缘子6b的另一端部向下连接接触网夹子24;拉压力 传感器5与数据处理及控制设备电连接。
拉压力传感器5和垂直绝缘子8固定于工作平台7上面的具体结构为工 作平台7上横向设置有滑轨7a,滑轨7a上套合滑块7b，滑块7b上部固定滑板 7c，拉压力传感器5和垂直绝缘子8固定在滑板7c上，拉压力传感器5的钢绳 5c和垂直绝缘子8穿过工作平台7上的穿孔为横向长条孔。
图4示出，接触网夹子24与远侧水平绝缘子6b相连的具体结构为接触 网夹子24的上端部与纵向滑轨35相连，纵向滑轨35上套合纵向滑块36，纵向 滑块36上部固定与远侧水平绝缘子6b的端部相连。
支架21上还固定有导向杆37，导向杆37套合在工作台安装架22的导向杆 导孔上，导向杆37的上端与水平横杆38的一端相连，升降丝杆4穿过水平横 杆38的另一端。
滑板7c上固定有传感器罩5a,拉压力传感器5置于传感器罩5a内，与拉 压力传感器5相连的纲绳5c在工作台安装架7以下的部位套有钢绳套管5b，钢 绳套管5b的上部螺紋固定在工作台安装架22上。
图3示出，数据处理及控制设备还与轨道ll两旁道床区外、车厢厢体的高
度范围内安装的预压力采集触发传感器13电连接；数据处理及控制设备还与轨 道外侧安装的接近传感器14和离去传感器15电连接。
权利要求
1、一种机车受电弓接触压力在线检测设备，其特征在于轨道外侧的立柱(12)的轨道一侧固定有支架(21)，升降丝杆(4)的下端部固定在支架(21)的轴承(31)内圈，升降丝杆(4)依次穿过支架(21)上方的工作台安装架(22)和工作平台(7)，且与固定在工作台安装架(22)上的升降螺母(23)配合；工作平台(7)通过连接螺柱(40)固定在工作台安装架(22)上；靠近立柱(12)侧的工作平台(7)上面固定有拉压力传感器(5)，与拉压力传感器(5)相连的纲绳(5c)向下穿过工作平台(7)及工作台安装架(22)与近侧水平绝缘子(6a)的一端相连；该水平绝缘子(6a)的另一端与远侧水平绝缘子(6b)相连，且其连接处与垂直绝缘子(8)的下端部铰接，垂直绝缘子(8)向上穿过工作平台(7)，并固定在工作平台(7)上；远侧水平绝缘子(6b)的另一端部向下连接接触网夹子(24)；拉压力传感器(5)与数据处理及控制设备电连接。
2、 根据权利要求l所述的一种机车受电弓接触压力在线检测设备，其特征 在于所述的拉压力传感器(5)和垂直绝缘子(8)固定于工作平台(7)上面 的具体结构为工作平台(7 )上横向设置有滑轨(7a),滑轨(7a)上套合滑块(7b), 滑块(7b)上部固定滑板(7c)，拉压力传感器(5)和垂直绝缘子(8)固定在滑 板(7c)上，拉压力传感器(5)的钢绳(5c)和垂直绝缘子(8)穿过工作平台(7) 上的穿孔为横向长条孔。
3、 根据权利要求l所述的一种机车受电弓接触压力在线检测设备，其特征 在于所述的接触网夹子(24)与远侧水平绝缘子(6b)相连的具体结构为 接触网夹子(24)的上端部与纵向滑轨(35)相连，纵向滑轨(35)上套合纵向滑块 (36),纵向滑块(36)上部固定与远侧水平绝缘子(6b)的端部相连。
4、 根据权利要求1所述的一种机车受电弓接触压力在线检测设备，其特征 在于所述的支架(21)上还固定有导向杆(37),导向杆(37)套合在工作台安装 架(22)的导向杆导孔上，导向杆(37)的上端与水平横杆(38)的一端相连，升降 丝杆(4)穿过水平横杆(38)的另 一端。
5、 根据权利要求2所述的一种机车受电弓接触压力在线检测设备，其特征 在于所述的滑板(7c)上固定有传感器罩(5a),拉压力传感器(5)置于传感器罩(5a)内，与拉压力传感器(5)相连的纲绳(5c)在工作台安装架(7)以下 的部位套有钢绳套管(5b )，钢绳套管(5b )的上部螺紋固定在工作台安装架(22 ) 上。
6、根据权利要求l所述的一种机车受电弓接触压力在线检测设备，其特征 在于所述的数据处理及控制设备还与轨道(11)两旁道床区外、车厢厢体的 高度范围内安装的预压力采集触发传感器(13)电连接；数据处理及控制设备还 与轨道外侧安装的接近传感器(14)和离去传感器(15)电连接。
全文摘要
一种机车受电弓接触压力在线检测设备，其轨道外侧立柱的轨道一侧固定有支架，升降丝杆下端部固定在支架的轴承内圈，并依次穿过工作台安装架和工作平台，与安装架上的升降螺母配合；工作平台固定在安装架上；靠近立柱侧的工作平台上面设有拉压力传感器，与该传感器相连的钢绳向下穿过工作平台及安装架与近侧水平绝缘子的一端相连；水平绝缘子的另一端与远侧水平绝缘子相连，连接处与垂直绝缘子下端部铰接，垂直绝缘子向上穿过工作平台，固定在工作平台上；远侧水平绝缘子的另一端部向下连接接触网夹子；拉压力传感器与数据处理及控制设备电连接。该设备能在线动态检测，使用安全、方便，成本低廉，检测精度高，可靠性好，使用寿命长。
文档编号G01L5/00GK101196424SQ20071005092
公开日2008年6月11日 申请日期2007年12月20日 优先权日2007年12月20日
发明者渝 张, 彭建平, 凯 杨, 黎 王, 王泽勇, 葛岷桥, 赵全轲, 高晓蓉, 炜 黄 申请人:成都主导科技有限责任公司;西南交通大学