CN104808066B - 一种受电弓滑板电阻的检测装置与检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种受电弓滑板电阻的检测装置及其检测方法，所述检测装置包括：具有测试探头组件和测量电路的测试装置，所述测试探头组件用于与受电弓滑板接触连接后形成一个电阻测试回路；其特征在于，还包括：受电弓滑板固定装置，用于将受电弓滑板固定在支座上；安装所述测试探头组件的三维移动装置，用来使所述测试探头组件在X、Y、Z方向上运动，使所述测试探头组件移动到受电弓滑板的各个测试点；连接所述三维移动装置、所述受电弓滑板固定装置和所述测试探头组件的控制***。本发明结构简单，并且可实现对受电弓滑板的多点、单点粘结电阻快速、高效检测。

Description

一种受电弓滑板电阻的检测装置与检测方法

技术领域

本发明涉及受电弓滑板的检测领域，尤其涉及一种受电弓滑板电阻的检测装置与检测方法。

背景技术

受电弓滑板是电力机车获得动力的重要集电元件，安装在受电弓的最上部，直接与接触导线接触，在滑动状态下从接触导线上获得100-1000A的电流为机车供应电力。

随着列车速度的不断提高，对受电弓滑板的综合性能提出了越来越高的要求，以保证电力机车安全可靠的运行。其中，受电弓滑板的粘结电阻是其要检测的重要性能之一，为确保行车安全，受电弓滑板的粘结电阻要求不超过2mΩ，所以，在受电弓滑板出厂前，要对其粘结电阻进行出厂检测。

目前受电弓滑板的生产厂家基本上还是采用手工操作来检测受电弓滑板的粘结电阻，手工测量效率低，而且测得的精度达不到要求，误差很大。为解决上述问题，公开号为CN101672875A的中国发明专利申请公开了一种电力机车受电弓碳滑板粘结电阻的检测***，该发明基于伏安法原理，提供了一种对受电弓滑板的粘结电阻进行快速、高效质量检测的检测***以及检测方法。该发明只提出了对受电弓滑板的某一个测试点进行测量，提高了一个测试点的检测效率，但是要保证受电弓滑板的粘结电阻小于2mΩ，需要对受电弓滑板的多个测试点进行测量，如果采用该发明的检测***对多个测试点进行测量时，测量效率还是很低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种受电弓滑板电阻的检测装置，本发明采用自动控制装置对受电弓滑板的粘结电阻进行检测，实现多点测试快速、高效。

本发明的另一目的是提供一种受电弓滑板电阻的检测方法。

根据本发明第一目的，提供了一种受电弓滑板电阻的检测装置，包括：测试台，具有用于放置受电弓滑板的支座；具有测试探头组件和测量电路的测试装置，所述测试探头组件用于与受电弓滑板接触连接后形成一个电阻测试回路；受电弓滑板固定装置，用于将受电弓滑板固定在支座上；安装所述测试探头组件的三维移动装置，用来使所述测试探头组件在X、Y、Z方向上运动，使所述测试探头组件移动到受电弓滑板的各个测试点；连接所述三维移动装置、所述受电弓滑板固定装置和所述测试探头组件的控制***，用来控制所述三维移动装置将所述测试探头组件移动到受电弓滑板的测试点、控制受电弓滑板固定装置将受电弓滑板固定在支座上以及控制所述测试探头组件与受电弓滑板接触并夹紧。

优选地，所述受电弓滑板固定装置包括：对应设置在受电弓滑板两侧的两个夹紧气缸组件，所述每个夹紧气缸组件包括：固定在测试台上的夹紧气缸；与所述夹紧气缸的活塞杆连接的夹紧臂；其中，所述夹紧气缸内设置有用于检测活塞杆伸出或缩回到位的夹紧气缸传感器，所述夹紧气缸传感器与控制***连接。

优选地，所述测试探头组件包括：测试探头和连接所述测试探头的探头驱动装置。

优选地，所述探头驱动装置包括：测试探头支架；对应安装在所述测试探头支架上下两端的两个测试气缸；其中，所述测试气缸内设置有用于检测活塞杆伸出或缩回到位的测试气缸传感器，所述测试气缸传感器与控制***连接；其中，每个所述测试气缸的活塞杆上分别连接有一个所述测试探头。

优选地，所述测量电路包括：与所述测试探头通过导线连接的低电阻测试装置；与所述低电阻测试仪通过数据线连接的计算机；其中，所述测试探头、低电阻测试装置和受电弓滑板的测试点连接形成一个电阻测试回路；其中，所述计算机用于同步显示受电弓滑板的测试点的电阻值并用于判断是否合格。

优选地，所述三维移动装置包括：分别用于调整所述测试探头在X、Y、Z方向的位置的X向移动装置、Z向移动装置和Y向移动装置；其中，所述Z向移动装置分别与X向移动装置和Y向移动装置固定连接；其中，所述测试探头支架固定安装在所述Y向移动装置上。

优选地，所述X向移动装置为安装在测试台上的X向丝杠组件，所述X向丝杠组件包括：与受电弓滑板平行的X向丝杠；安装在所述X向丝杠一端并驱动其转动的第一步进电机；套设在所述X向丝杠上并与其螺纹连接的X向传动螺母；其中，所述Z向移动装置固定安装在X向传动螺母上并在X向传动螺母的带动下沿所述X向丝杠在X方向上移动。

优选地，所述Z向移动装置为Z向丝杠组件，所述Z向丝杠组件包括：固定安装在所述X向传动螺母上的丝杠座；安装在所述丝杠座上的Z向丝杠；安装在所述Z向丝杠一端并驱动其转动的第二步进电机；套设在所述Z向丝杠上并与其螺纹连接的Z向传动螺母；其中，所述Y向移动装置固定安装在所述Z向传动螺母上并在Z向传动螺母的带动下沿所述Z向丝杠在Z方向上移动。

优选地，所述Y向移动装置为Y向气缸组件，所述Y向气缸组件包括：固定安装在所述Z向传动螺母上的Y向气缸支架；安装在所述Y向气缸支架上的Y向气缸；其中，所述测试探头支架固定安装在所述Y向气缸的活塞杆上并在Y向气缸的活塞杆的带动下在Y方向上移动；其中，所述Y向气缸内设置有用于检测活塞杆伸出或缩回到位的Y向气缸传感器，所述Y向气缸传感器与控制***连接。

根据本发明第二目的，提供了一种受电弓滑板电阻的检测方法，包括以下步骤：

受电弓滑板固定装置将受电弓滑板固定在测试台的支座上；三维移动装置驱动测试探头组件在X、Y、Z方向上运动，使所述测试探头组件移动到受电弓滑板需要测量的测试点；控制所述测试探头组件接触并夹紧所述测试点；在所述测试探头组件接触并夹紧所述测试点后，使用所述测量电路对所述受电弓滑板测试点的电阻进行测量。

本发明的有益效果体现在以下方面：

1、本发明受电弓滑板电阻的检测装置结构简单，成本低，采用自动化控制；

2、本发明对受电弓滑板每个测试点的粘结电阻可实现自动测试，测试电阻值同步上传到计算机进行保存以及判断合格；

3、本发明的测试探头与受电弓滑板测试点接触后可同时将测试点的电流、电压值传回低电阻测试装置，快速得到受电弓滑板测试点的粘结电阻值；

4、本发明的三维移动装置可将测试探头准确、快速的移动到受电弓滑板的各个测试点，高效得到受电弓滑板的粘结电阻值；

5、本发明的受电弓滑板固定装置将受电弓滑板固定，可实现测试探头准确移动到受电弓滑板的各个测试点。

附图说明

图1是本发明受电弓滑板电阻的检测装置在测试状态的主视图；

图2是图1所示的A-A向视图；

图3是本发明受电弓滑板电阻的检测装置不在测试状态的侧视图；

图4是本发明的测试装置的测试原理图。

附图标记说明：1-测试台；11-支座；2-受电弓滑板；3-夹紧气缸组件；31-夹紧气缸；32-夹紧臂；32a-伸缩臂；32b-摆动臂；4-测试探头组件；41-测试探头支架；42-测试气缸；43-测试探头；5-低电阻测试装置；51-导线；6-计算机；61-数据线；7-X向移动装置；71-X向丝杠；72-第一步进电机；73-X向传动螺母；8-Z向移动装置；81-Z向丝杠；82-第二步进电机；83-Z向传动螺母；84-丝杠座；9-Y向移动装置；91-Y向气缸支架；92-Y向气缸。

具体实施方式

下面结合具体实施例详细叙述本发明。

如图1、2、3所示，一种受电弓滑板电阻的检测装置，包括：测试台1；具有测试探头组件4和测量电路的测试装置；受电弓滑板固定装置；安装所述测试探头组件4的三维移动装置；连接所述三维移动装置、所述受电弓滑板固定装置和所述测试探头组件的控制***。其中，测试台1具有支座11，用于放置待测试的受电弓滑板2；受电弓滑板2放置在支座11上以后，控制***控制受电弓滑板固定装置将受电弓滑板2固定在支座11上；然后，控制***控制所述三维移动装置动作并带动安装在其上的测试探头组件在X、Y、Z方向上运动，将所述测试探头组件4准确移动到受电弓滑板的测试点；最后，控制***控制测试探头组件4与受电弓滑板接触连接，使测试探头组件4、受电弓滑板的测试点和测量电路形成一个电阻测试回路，用来检测受电弓滑板测试点的粘结电阻。其中，本发明通过控制***控制三维移动装置将测试探头组件4准确移动到受电弓滑板的各个测试点，利用测试装置可以精确测量受电弓滑板的粘结电阻。

下面结合附图对本发明受电弓滑板电阻的检测装置的具体结构及其相互关系进行详细介绍。

如图1至3所示，测试台1上放置有待测试的受电弓滑板，受电弓滑板固定装置和三维移动装置。

其中，如图1所示，所述受电弓滑板固定装置包括：对应设置在受电弓滑板两侧的两个夹紧气缸组件3，所述两个夹紧气缸组件3用于将受电弓滑板固定在支座11上，使待测试的受电弓滑板上的每一个测试点相对于测试探头组件4均有确定的位置，使测试探头组件4能够准确定位。如图3所示，所述每个夹紧气缸组件3包括：固定在测试台上的夹紧气缸31；与所述夹紧气缸31的活塞杆连接的夹紧臂32。所述夹紧臂32包括：与所述夹紧气缸31的活塞杆固定连接的伸缩臂32a以及与所述伸缩臂32a铰接的摆动臂32b，当所述伸缩臂32a随着活塞杆做伸缩运动时，带动摆动臂32b做摆动运动。

此外，所述夹紧气缸31内设置有用于检测活塞杆伸出或缩回到位的夹紧气缸传感器，所述夹紧气缸传感器与控制***连接。具体的，当用于检测活塞杆伸出到位的夹紧气缸传感器检测到活塞杆伸出到位后，发送信号给控制***，控制***控制活塞杆停止伸出，此时摆动臂32b摆动到位，从而将受电弓滑板夹紧在支座上。当结束检测受电弓滑板的电阻，夹紧气缸31的活塞杆收缩，当用于检测活塞杆缩回到位的夹紧气缸传感器检测到活塞杆缩回到位后，发送信号给控制***，控制***控制活塞杆停止缩回，此时夹紧臂32恢复原位。

其中，所述测试探头组件4用来与受电弓滑板接触连接并形成一个电阻测试回路。如图2或3所示，所述测试探头组件4包括：用来与受电弓滑板接触连接的测试探头43和连接所述测试探头43的探头驱动装置。所述测试探头43为任意具有导电特性的金属件。

具体的，所述探头驱动装置包括：测试探头支架41；对应安装在所述测试探头支架41上下两端的两个测试气缸42，每个所述测试气缸42的活塞杆上分别连接有一个所述测试探头43。

此外，所述测试气缸42内设置有用于检测活塞杆伸出或缩回到位的测试气缸传感器，所述测试气缸传感器与控制***连接。当测试探头43移动到受电弓滑板的测试点后，控制***控制两个测试气缸42的活塞杆伸出，带动所述两个测试探头43做相向运动，直到这两个测试探头43与受电弓滑板的测试点接触连接，此时，分别设置在两个测试气缸42内用于检测活塞杆伸出到位的测试气缸传感器检测到活塞杆伸出到位，发送信号给控制***，控制***控制活塞杆停止伸出。

两个测试探头43与受电弓滑板的测试点接触连接后，两个测试探头43、受电弓滑板的测试点以及测量电路形成一个电阻测试回路，该电阻测试回路可得到受电弓滑板测试点的电阻值。

其中，如图4所示，所述测量电路与两个测试探头43连接，并且所述测量电路包括：与所述测试探头43通过导线51连接的低电阻测试装置5；与所述低电阻测试仪5通过数据线61连接的计算机6。其中，所述测试探头43、低电阻测试装置5和受电弓滑板的测试点连接形成一个电阻测试回路；所述低电阻测试装置5用于获取受电弓滑板测试点的电阻值并同步传送到计算机6。所述计算机6用于同步显示存储受电弓滑板测试点的电阻值并用于判断是否合格。

所述低电阻测试装置5根据直流电流电压法测量受电弓滑板的粘结电阻：来自低电阻测试装置5的测量电流从一个测试探头43输入，流经受电弓滑板的测试点，从另一个测试探头43输出，回到低电阻测试装置5，形成电流回路；与此同时，与受电弓滑板的测试点连接的两个测试探头43可获取受电弓滑板测试点的电压值，根据伏安法，低电阻测试装置5可计算出受电弓滑板测试点的粘结电阻值。

其中，三维移动装置连接所述测试探头组件4并用来调整所述测试探头组件4在X、Y、Z方向的位置。如图1至3所示，所述三维移动装置包括：分别用于调整所述测试探头43在X、Y、Z方向的位置的X向移动装置7、Z向移动装置8和Y向移动装置9。其中，所述Z向移动装置8分别与X向移动装置7和Y向移动装置9固定连接；所述测试探头支架41固定安装在所述Y向移动装置9上。

所述X向移动装置为安装在测试台上的X向丝杠组件，如图1至3所示，所述X向丝杠组件包括：与受电弓滑板平行的X向丝杠71；安装在所述X向丝杠一端并驱动其转动的第一步进电机72；套设在所述X向丝杠上并与其螺纹连接的X向传动螺母73。

所述Z向移动装置8固定安装在X向传动螺母73上并在X向传动螺母的带动下沿所述X向丝杠在X方向上移动。所述Z向移动装置8为Z向丝杠组件，如图2至3所示，所述Z向丝杠组件包括：固定安装在所述X向传动螺母73上的丝杠座84；安装在所述丝杠座84上的Z向丝杠81；安装在所述Z向丝杠一端并驱动其转动的第二步进电机82；套设在所述Z向丝杠上并与其螺纹连接的Z向传动螺母83。

所述Y向移动装置9固定安装在所述Z向传动螺母83上并在Z向传动螺母的带动下沿所述Z向丝杠在Z方向上移动。所述Y向移动装置9为Y向气缸组件，如图2至3所示，所述Y向气缸组件包括：固定安装在所述Z向传动螺母83上的Y向气缸支架91；安装在所述Y向气缸支架上的Y向气缸92；其中，所述测试探头支架41固定安装在所述Y向气缸的活塞杆上并在Y向气缸的活塞杆的带动下在Y方向上移动。

在控制***的控制下，X向丝杠组件、Z向丝杠组件和Y向气缸组件配合动作，将测试探头43移动到受电弓滑板的测试点处。

此外，所述Y向气缸92内设置有用于检测活塞杆伸出或缩回到位的Y向气缸传感器，所述Y向气缸传感器与控制***连接。具体的，当用于检测活塞杆伸出到位的Y向气缸传感器检测到活塞杆伸出到位后，发送信号给控制***，控制***控制活塞杆停止伸出，使测试探头43与受电弓滑板的测试点位于同一竖直面上，并且使受电弓滑板的测试点正好位于两个测试探头43中间。

本发明利用受电弓滑板电阻的检测装置对受电弓滑板电阻的检测方法，包括以下步骤：

A）将待测试的受电弓滑板放置在测试台1的支座11上，开启受电弓滑板电阻的检测装置的电源，接通气源，按下测试开关，对应设置在受电弓滑板2两侧的两个夹紧气缸组件3在控制***的控制下将受电弓滑板固定在支座11上；

B）控制***接收到将受电弓滑板固定在支座11上的信号后，控制三维移动装置驱动安装在其上的测试探头组件在X、Y、Z方向上运动，使测试探头43与受电弓滑板的测试点位于同一竖直面上，并且使受电弓滑板的测试点正好位于两个测试探头43中间；

C）控制***接收到测试探头43移动到受电弓滑板的测试点后，控制所述测试探头43向受电弓滑板的测试点运动，直到接触并夹紧所述测试点；

D）在所述测试探头43接触并夹紧所述测试点后，所述测试探头43、低电阻测试装置5和受电弓滑板的测试点连接形成一个电阻测试回路，对所述受电弓滑板测试点的电阻进行测量。

其中，控制***控制三维移动装置动作的具体方法为：

首先，控制***控制X向丝杠组件和Z向丝杠组件同时动作，使所述测试探头组件在X、Z方向运动，使所述测试探头组件的两个测试探头的中心和受电弓滑板的测试点位于同一水平面上；

然后，在所述两个测试探头的中心和受电弓滑板的测试点位于同一水平面上之后，控制Y向气缸组件动作，使所述测试探头组件在Y方向运动，使测试探头43与受电弓滑板的测试点位于同一竖直面上，并且使受电弓滑板的测试点正好位于两个测试探头43中间。

对一个测试点的粘结电阻测试完之后，控制***再次控制三维移动装置动作，调整测试探头组件的位置，使测试探头移动到下一个测试点处进行测量，直到检测完所有的测试点。

检测完所有的测试点后，受电弓滑板电阻的检测装置恢复初始状态，等待检测下一个受电弓滑板。

利用本发明的受电弓滑板电阻的检测装置的测试装置可以快速实现对受电弓滑板每个测试点的粘结电阻的自动测试，测试电阻值同步上传到计算机进行保存以及判断合格。

此外，本发明通过在受电弓滑板的不同位置均匀选取多个测试点，使选取的各个测试点的粘结电阻均满足要求，提高检测精度。同时，为了进一步提高检测效率，本发明的三维移动装置可将测试探头准确、快速的移动到受电弓滑板的各个测试点，结合测试装置对各个测试点检测，高效得到受电弓滑板的粘结电阻值。

本发明的控制***优选PLC。

尽管上述对本发明做了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种受电弓滑板电阻的检测装置，包括：

测试台，具有用于放置受电弓滑板的支座；

具有测试探头组件和测量电路的测试装置，所述测试探头组件包括测试探头和连接所述测试探头的探头驱动装置，用于与受电弓滑板接触连接后形成一个电阻测试回路；

其特征在于，还包括：

具有对应设置在受电弓滑板两侧的两个夹紧气缸组件的受电弓滑板固定装置，用于将受电弓滑板固定在支座上；

安装所述测试探头组件的三维移动装置，用来使所述测试探头组件在X、Y、Z方向上运动，使所述测试探头组件移动到受电弓滑板的各个测试点；

连接所述三维移动装置、所述受电弓滑板固定装置和所述测试探头组件的控制***，用来控制所述三维移动装置将所述测试探头组件移动到受电弓滑板的测试点、控制受电弓滑板固定装置将受电弓滑板固定在支座上以及控制所述测试探头组件与受电弓滑板接触并夹紧；

所述三维移动装置包括：

用于调整所述测试探头在Z方向上移动的Z向移动装置，其为Z向丝杠组件；

与所述Z向移动装置固定连接的且用于调整所述测试探头在X方向上运动的X向移动装置，其为安装在测试台上的X向丝杠组件；

与所述Z向移动装置固定连接的且用于调整所述测试探头在Y方向上移动的Y向移动装置，其为Y向气缸组件；

其中，所述探头驱动装置的测试探头支架固定安装在所述Y向移动装置上。

2.根据权利要求1所述的受电弓滑板电阻的检测装置，其特征在于，每个夹紧气缸组件包括：

固定在测试台上的夹紧气缸；

与所述夹紧气缸的活塞杆连接的夹紧臂；

其中，所述夹紧气缸内设置有用于检测活塞杆伸出或缩回到位的夹紧气缸传感器，所述夹紧气缸传感器与控制***连接。

3.根据权利要求2所述的受电弓滑板电阻的检测装置，其特征在于，所述探头驱动装置包括：

测试探头支架；

对应安装在所述测试探头支架上下两端的两个测试气缸；

其中，所述测试气缸内设置有用于检测活塞杆伸出或缩回到位的测试气缸传感器，所述测试气缸传感器与控制***连接；

其中，每个所述测试气缸的活塞杆上分别连接有一个所述测试探头。

4.根据权利要求3所述的受电弓滑板电阻的检测装置，其特征在于，所述测量电路包括：

与所述测试探头通过导线连接的低电阻测试装置；

与所述低电阻测试装置通过数据线连接的计算机；

其中，所述测试探头、低电阻测试装置和受电弓滑板的测试点连接形成一个电阻测试回路；

其中，所述计算机用于同步显示受电弓滑板的测试点的电阻值并用于判断是否合格。

5.根据权利要求1所述的受电弓滑板电阻的检测装置，其特征在于，所述X向丝杠组件包括：

与受电弓滑板平行的X向丝杠；

安装在所述X向丝杠一端并驱动其转动的第一步进电机；

套设在所述X向丝杠上并与其螺纹连接的X向传动螺母；

其中，所述Z向移动装置固定安装在X向传动螺母上并在X向传动螺母的带动下沿所述X向丝杠在X方向上移动。

6.根据权利要求5所述的受电弓滑板电阻的检测装置，其特征在于，所述Z向丝杠组件包括：

固定安装在所述X向传动螺母上的丝杠座；

安装在所述丝杠座上的Z向丝杠；

安装在所述Z向丝杠一端并驱动其转动的第二步进电机；

套设在所述Z向丝杠上并与其螺纹连接的Z向传动螺母；

其中，所述Y向移动装置固定安装在所述Z向传动螺母上并在Z向传动螺母的带动下沿所述Z向丝杠在Z方向上移动。

7.根据权利要求6所述的受电弓滑板电阻的检测装置，其特征在于，所述Y向气缸组件包括：

固定安装在所述Z向传动螺母上的Y向气缸支架；

安装在所述Y向气缸支架上的Y向气缸；

其中，所述测试探头支架固定安装在所述Y向气缸的活塞杆上并在Y向气缸的活塞杆的带动下在Y方向上移动；

其中，所述Y向气缸内设置有用于检测活塞杆伸出或缩回到位的Y向气缸传感器，所述Y向气缸传感器与控制***连接。

8.一种受电弓滑板电阻的检测方法，其特征在于，使用权利要求1-7任一项所述的受电弓滑板电阻的检测装置执行以下步骤：

受电弓滑板固定装置将受电弓滑板固定在测试台的支座上；

控制X向丝杠组件和Z向丝杠组件同时动作，使所述测试探头组件在X、Z方向运动，使测试探头组件的两个测试探头的中心和受电弓滑板的测试点位于同一水平面上；

在所述两个测试探头的中心和受电弓滑板的测试点位于同一水平面上之后，控制Y向气缸组件动作，使所述测试探头组件在Y方向运动，使测试探头与受电弓滑板的测试点位于同一竖直面上，并且使受电弓滑板的测试点正好位于两个测试探头中间；

控制所述测试探头组件的两个测试探头接触并夹紧所述测试点；

在所述测试探头组件的两个测试探头接触并夹紧所述测试点后，使用所述测量电路对所述受电弓滑板测试点的电阻进行测量。