一种手持受电弓磨耗检测装置及方法与流程

本发明涉及一种手持受电弓磨耗检测装置及方法，属于受电弓磨耗测量。

背景技术：

1、受电弓磨耗是列车行驶时候的病害之一，准确测量磨耗值对于受电弓养护维、维修、和保证列车行车安全具有重要意义。随着轨道交通行业的高速发展，传统的人工接触式测量方法，效率低下且无法实现快速测量，己经无法满足目前测量需求。因此，本专利提出基于线结构光视觉测量技术，研发了一套搭载于手推式受电弓磨耗检测装置，非接触式受电弓磨耗测量系统，实现受电弓磨耗的准确测量。

2、电力牵引机车通过受电弓上的碳滑板从接触网取得电能，驱动列车行走，受电弓安装在车顶上。为保证牵引电流的顺利流通，受电弓和接触线之间必须有一定的接触压力，有压力就存在磨损，滑板的厚度直接响到行车安全，当某一处磨损达到规定最低限值前必须更换受电弓。

3、一、目前国内碳滑板磨耗测量目的，是为了发现磨耗是否到达更换极限，提醒维修人员及时更换受电弓，防止造成行车事故。使用最多的是维修工爬上车顶，目测发现深凹处，用游标卡尺测量深度和宽度，此方法弊端在于它没有完整的数据记录。

4、二、当下应用最为广泛的是，在车辆段安装智能在线检测设备，采用照相测量方法，将检测设备安装在固定的龙门架上，列车进库，进行补光、拍照，拍出的图像是一条或多条直线，来拟合图像。

5、此种机构检测距离太远，检测精度低，不能提供受电弓滑板真实的磨耗对比数据。而且不同厂家生产的受电弓，其几何尺寸也存在着差异，因此弓起弓落位置没有严格的公差范围，而龙门架拍照方法虽然是实时监测数据，但是距离太远，加上自然光干扰，监测效果还不如人工近距离观察准确。

6、三、传统意义的手持式受电弓磨耗检测、太长而且笨重，拆装全靠螺栓拧，此种方式操作步骤过于繁琐，在有限的天窗点时间内，完成安装、调平、检测、拆卸，十分困难。

7、为此，亟待一种便携式受电弓滑板磨耗激光检测仪，提供一种具有轻量化、便携式、平稳、高精度、设备显得由为重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种手持受电弓磨耗检测装置及方法，以解决传统意义的手持式受电弓磨耗检测、太长且笨重以及精密度低的缺陷。

2、第一方面：

3、一种手持受电弓磨耗检测装置，包括：

4、支撑件，所述支撑件上部设有上把手，下部设有下连接件，所述下连接件底部设有3d相机、激光器和2d相机；所述下连接件的一侧设有安装板，所述安装板设有编码器，所述编码器通过伞齿轮连接有四滚轮联动组；所述3d相机、激光器和2d相机收到编码器的脉冲信号开始拍照，并根据照片检测受电弓磨耗；

5、伸缩结构，所述伸缩结构分别设于下连接件两端，且顶部贯穿下连接件，两个伸缩结构的顶部之间连接有连接板，所述伸缩结构的底部设有压紧轮；

6、下把手，所述下把手通过支撑件限位与连接板固接；

7、向上拉动所述下把手，所述伸缩结构带动压紧轮向上，将所述四滚轮联动组卡在受电弓底部，松开下把手，压紧轮压在受电弓上方。

8、进一步地，所述安装板对应受电弓另一侧位置设有滑动配合的随动轮组。

9、进一步地，所述连接板侧部设有固定板，所述固定板的底部设有与受电弓一侧滑动配合的随动轮组。

10、进一步地，所述固定板设有壳体防护结构，所述壳体防护结构设有led屏幕显示模组、开机按钮、检测开关和语音播报组件。

11、进一步地，所述壳体防护结构上还设有用于给编码器提供电源的充电电池模组。

12、进一步地，所述伸缩结构包括支撑杆、弹簧和滑轮支架，所述滑轮支架设在支撑杆底部，所述弹簧套设在支撑杆上，且一端抵设在滑轮支架上，另一端抵设在下连接件下方。

13、第二方面：

14、一种基于第一方面所述的手持受电弓磨耗检测装置的检测方法，所述方法包括：

15、提升下把手，伸缩结构上抬，从受电弓一侧起始点插入受电弓，松开下把手，弹簧自动复位，四滚轮联动组与压紧轮上下卡住受电弓，两侧的随动轮组卡在受电工两侧；

16、将装置从一侧开始推动，四滚轮联动组运动时，通过伞齿轮传动编码器，将设备的移动距离转化为脉冲信号；

17、激光器、3d相机和2d相机接收到脉冲信号，开始扫描碳滑板表面的三维信息计算磨耗和采集碳滑板表面的2d纹理信息，获得碳滑板表面的2d纹理和3d数据，观察碳滑板表面的磨损情况。

18、进一步地，所述方法还包括：

19、将设备的移动距离转化为脉冲信号，从而实现实时跟踪，移动速度和移动距离，并用于动态调节拍摄帧率，同时保证采集的图像在位移距离上的连续性，装置推扫行驶到监测点的平均速度为100mm/s,高精度编码器分辨率为600，编码器随动轮直径为30mm利用编码器触发检测；

20、编码器旋转一周＝π*d

21、＝3.14*30＝94.2mm

22、时间＝路程除以速度：t＝s/v

23、94.2/600＝0.157s

24、已知速度为100mm/s每0.157s触发一次得出

25、求解100mm/0.157s≈637次。

26、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

27、1、本发明使用激光三角法的3d相机采集碳滑板的表面三维点云信息，3d视觉系统使用基于激光三角法的3d相机扫描碳滑板表面的三维信息计算磨耗，同时使用2d相机采集碳滑板表面的2d纹理信息，装置可同时获得碳滑板表面的2d纹理和3d数据，可直观观察碳滑板表面的磨损情况；通过三维图像来检测滑板表面是否存在裂纹、凹坑，倾斜等数值，通过图像，系统自动分析和测量受电弓轮廓；

28、2、通过伞齿轮传动编码器，将设备的移动距离转化为脉冲信号，实现实时跟踪，移动速度和移动距离，并用于动态调节拍摄帧率，同时保证采集的图像在位移距离上的连续性，实现每秒拍摄速度六百多次的的相机高频相机加高精度编码器拟合成的图像，测量出磨耗精度完全可以满足监测精度要求；

29、3、设备轻量化、由于近距离探测，使得相机和激光器测量单元所需探测距离相对比较短，因此设备从机械考虑出发所需要的物理空间相对较小，设备就可以制作的小巧玲珑，再加上外围护罩采用3d打印技术，使得设备更加轻便。

技术特征：

1.一种手持受电弓磨耗检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的手持受电弓磨耗检测装置，其特征在于，所述安装板对应受电弓另一侧位置设有滑动配合的随动轮组。

3.根据权利要求1所述的手持受电弓磨耗检测装置，其特征在于，所述连接板侧部设有固定板，所述固定板的底部设有与受电弓一侧滑动配合的随动轮组。

4.根据权利要求3所述的手持受电弓磨耗检测装置，其特征在于，所述固定板设有壳体防护结构，所述壳体防护结构设有led屏幕显示模组、开机按钮、检测开关和语音播报组件。

5.根据权利要求3所述的手持受电弓磨耗检测装置，其特征在于，所述壳体防护结构上还设有用于给编码器提供电源的充电电池模组。

6.根据权利要求1所述的手持受电弓磨耗检测装置，其特征在于，所述伸缩结构包括支撑杆、弹簧和滑轮支架，所述滑轮支架设在支撑杆底部，所述弹簧套设在支撑杆上，且一端抵设在滑轮支架上，另一端抵设在下连接件下方。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述的手持受电弓磨耗检测装置的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的手持受电弓磨耗检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结
本发明公开了一种手持受电弓磨耗检测装置，包括：所述支撑件上部设有上把手，下部设有下连接件，所述下连接件底部设有3D相机、激光器和2D相机；所述下连接件的一侧设有安装板，所述安装板设有编码器，所述编码器通过伞齿轮连接有四滚轮联动组；所述3D相机、激光器和2D相机收到编码器的脉冲信号开始拍照，并根据照片检测受电弓磨耗；所述伸缩结构分别设于下连接件两端，且顶部贯穿下连接件，两个伸缩结构的顶部之间连接有连接板，所述伸缩结构的底部设有压紧轮；所述下把手通过支撑件限位与连接板固接；向上拉动所述下把手，所述伸缩结构带动压紧轮向上，将所述四滚轮联动组卡在受电弓底部，松开下把手，压紧轮压在受电弓上方。

技术研发人员：王大来,潘晓,王满意,魏智鹏,赵凯旋,吴伟康,刘浩,陆晓隽,舒静雯
受保护的技术使用者：江苏集萃智能光电系统研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19