CN214893085U - 一种接触线磨耗快速测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种接触线磨耗快速测量装置，包括车顶（1），车顶（1）上设置有固定台（3），固定台（3）平行于接触线（9）的两边设置有多组安装架（2），每一组安装架（2）之间设置有固定杆（4），固定杆（4）上设置有多组激光器固定杆（5），激光器固定杆（5）上设置有激光器（6）和相机固定杆（7），相机固定杆（7）上设置有多个相机（8），相机（8）向上采集接触线（9）的横截面图像，相机（8）和激光器（6）一一对应并组成光切测量组件，每一组光切测量组件与接触线（9）组成测量三角。本实用新型可快速连续测量、测量精度高、测量效率高的优势，解决了传统人工测量接触网磨耗作业效率低、风险高、误差大的缺点。
Description
技术领域
本实用新型涉及轨道运输技术领域，尤其涉及一种接触线磨耗快速测量装置。
背景技术
随着我国的电气化铁路运营里程的不断增加，接触网作为电气化铁路一个重要的使用和运营环节，其无论是从起初的设计组装以及加工，还是后期的维护和施工中的技术处理等方面，均以其重要的作用影响着整个电气化铁路运作安全。
电力机车在运营过程中通过车载受电弓与电气化铁路接触网相互接触取流，获取动能。随着运营时间的累计，接触网导线与受电弓长时间滑动接触过程中逐渐被磨损。当接触线磨损严重时，弓网受流质量将下降，接触网导线机械性能亦会下降，存在断裂的风险，影响电力机车运营安全。因此需对电气化铁路接触网导线磨耗的监控，及时发现磨耗缺陷位置进行维护，以保证运营安全。
传统的接触线磨耗测量方法：工区接触网检修员工，利用接触网停电天窗，配合梯车或作业车登高作业，采用螺旋测量仪测量接触线定位点、吊弦点等关键位置的接触线残余高度，再利用标准接触线直径减去残余高度即为接触线磨耗。
传统接触线磨耗测量方法存在缺点：1.磨耗测量数据为单点测量，不能完全反映接触网磨耗情况，且人为测量误差大；2.登高测量作业人员需求量大，测量效率较低，安全风险高；3.测量作业需接触网停电，影响客运车辆运营。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种接触线磨耗快速测量装置，包括车顶，所述车顶上设置有固定台，所述固定台平行于接触线的两边设置有多组安装架，每一组安装架之间设置有固定杆，所述固定杆上设置有多组激光器固定杆，所述激光器固定杆上设置有激光器和相机固定杆，所述相机固定杆上设置有多个相机，所述相机向上采集接触线的横截面图像，所述相机和激光器一一对应并组成光切测量组件，每一组光切测量组件与接触线组成测量三角。
具体的，所述激光器固定杆垂直于固定杆方向上设置。
具体的，所述相机固定杆垂直于激光器固定杆方向上设置。
具体的，还包括车内设备和车底设备，所述车内设备包括检测主机和电气控制器，所述检测主机通过光纤连接相机，所述电气控制器通过电源线分别连接检测主机、相机和激光器，所述车底设备包括速度传感器，所述速度传感器通过信号线连接检测主机，所述速度传感器通过电源线连接电气控制器。
具体的，所述相机采用高清面阵工业数字相机。
具体的，所述激光器采用线激光器。
本实用新型的有益效果在于：可快速连续测量、测量精度高、测量效率高的优势，解决了传统人工测量接触网磨耗作业效率低、风险高、误差大的缺点；可在40KM/H速度下完成对电气化铁路接触网磨耗的连续、高精度检测。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型俯视图；
图3为本实用新型光切测量组件示意图；
图4为本实用新型***结构示意图；
图5为本实用新型接触线磨耗测量及圆拟合计算示意图；
图中：1-车顶，2-安装架，3-固定台，4-固定杆，5-激光器固定杆，6-激光器，7-相机固定杆，8-相机，9-接触线。
具体实施方式
为解决接触网磨耗测量存在的痛点，结合目前国内成熟的车载式接触网几何参数测量技术，本申请设计一套车载式接触线磨耗快速测量装置。
根据基于机器视觉的光切法测量原理，设计了一套车载式接触线磨耗快速测量装置。该装置利用线激光器垂直向上投射到接触线上，高清面阵工业数字相机拍摄激光线发射至接触线后反射的接触线横截面高清图像。高清图像通过光纤传输至专用检测计算机进行分析处理，利用专业图像处理算法识别接触网磨耗点，计算接触线磨耗。本接触线磨耗测量装置能够快速连续高精确的测量接触线磨耗，具有良好的应用前景。
参阅图1-3，本申请提出了一种实施例，一种接触线磨耗快速测量装置，包括车顶1，所述车顶1上设置有固定台3，所述固定台3平行于接触线9的两边设置有两组安装架2，每一组安装架2之间设置有固定杆4，所述固定杆4上设置有两组激光器固定杆5，所述激光器固定杆5垂直于固定杆4方向上设置，每一组激光器固定杆5上设置有一个激光器6，所述激光器6为线激光器，两组激光器固定杆5之间设置有一组相机固定杆7，所述相机固定杆7垂直于激光器固定杆5方向上设置，所述相机固定杆7上设置有两个相机8，所述相机8为高清面阵工业数字相机，所述高清面阵工业数字相机向上采集接触线9的横截面图像，所述高清面阵工业数字相机和线激光器一一对应并组成光切测量组件，每一组光切测量组件与接触线9组成测量三角，具体可参阅图3。
具体的，一种接触线磨耗快速测量装置还包括车内设备和车底设备，所述车内设备包括检测主机和电气控制器，所述检测主机通过光纤连接相机8，所述电气控制器通过电源线分别连接检测主机、相机8和激光器6，所述车底设备包括速度传感器，所述速度传感器通过信号线连接检测主机，所述速度传感器通过电源线连接电气控制器，所述电气控制器连接车辆电源。
具体的，固定台3与车顶1之间设置有线孔，光纤网线和电源线均通过线孔接入车内。
由于接触线直径一般为14.4mm，而接触网导线拉出值范围一般为-400~400mm（水平分布范围），而单组测量相机测量范围有限，为了兼顾测量范围、测量精度，本装置采用两组并列的高分辨率测量数字相机、激光器测量接触线磨耗，同时由于本装置为车载式检测装置，车辆走行速度较快，为满足车载运行环境采用高帧率、高分辨率工业相机，因此其数据量大，故车顶检测相机图像数据采用光纤传输至车内检测主机，车内检测主机主要用于采集车顶检测相机单元进行图像数据采集存储，图像数据通过光纤传输至检测计算机进行分析处理，识别接触网磨耗点，计算接触线磨耗。
具体的，本装置可安装在接触网作业车、检测车等工程车上，只需打开检测装置，即可完成对电气化铁路接触网/线磨耗的连续、高精度检测。
参阅图4，一种接触线磨耗快速测量***，包括车顶采集设备、车内检测设备和车底设备，车顶采集设备包括高清面阵工业数字相机和线激光器，车内检测设备包括检测主机和电气控制器，车底设备包括速度传感器；电气控制器一端连接车辆电源，另一端通过电源线分别连接高清面阵工业数字相机、线激光器、检测主机和速度传感器，高清面阵工业数字相机通过光纤网线连接检测主机，用以将采集到的图像数据传输至检测主机进行接触线磨耗计算，速度传感器通过信号线连接检测主机，所述检测主机为计算机。
具体的，本***对接触网/线磨耗进行连续、高精度检测，并将检测数据与***定位关联，建立与检测线路名称-行别-区间-公里标-支柱号关联的接触线磨耗检测数据；实时保存接触网横截面高清录像；采用接触网定位装置定位、接触网锚段特征结构定位、速度里程定位等多维度定位算法为检测***提高精确定位。
本***的处理方法：
S1：图像采集，接触线磨耗测量装置采用光切法测量组件，其单组接触线磨耗测量线激光器、数字相机组成测量三角，向上采集接触网导线的横截面高清图像，接触网导线的横截面高清图像经光纤传输至车内检测主机；
S2：磨耗测量，测量软件采集接触网高清图像并处理：
S21：先对图像Blob块进行二值化处理，然后通过Blob的最小外接矩形的宽度、高度、大小等Blob属性进行筛选，利用边缘模板匹配图像处理算法识别接触导线所在Blob块；
S22：对接触线Blob块使用灰度值重心算法计算激光条纹的重心坐标，识别接触线磨耗横截面外形轮廓像素坐标，识别接触线磨损拐点像素坐标；
S23：根据磨耗检测装置内外参标定参数将二维像素坐标，换算为世界坐标系水平、垂直方向坐标值；
S24：根世界坐标系水平、垂直方向坐标值计算接触导线底面磨损宽度L；利用圆拟合算法计算出接触线圆心位置和半径R，从而得出接触线残存高度值h（或磨损掉的高度值H），可参阅图5，
磨损高度：H = R - sqrt（R*R - 1/4L*L）
残存高度：h = R + sqrt（R*R - 1/4L*L）；
S25：两组磨耗测量装置数据拼接、存储。
上述实施例中，描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种接触线磨耗快速测量装置，包括车顶（1），其特征在于，所述车顶（1）上设置有固定台（3），所述固定台（3）平行于接触线（9）的两边设置有多组安装架（2），每一组安装架（2）之间设置有固定杆（4），所述固定杆（4）上设置有多组激光器固定杆（5），所述激光器固定杆（5）上设置有激光器（6）和相机固定杆（7），所述相机固定杆（7）上设置有多个相机（8），所述相机（8）向上采集接触线（9）的横截面图像，所述相机（8）和激光器（6）一一对应并组成光切测量组件，每一组光切测量组件与接触线（9）组成测量三角。
2.如权利要求1所述的一种接触线磨耗快速测量装置，其特征在于，所述激光器固定杆（5）垂直于固定杆（4）方向上设置。
3.如权利要求1所述的一种接触线磨耗快速测量装置，其特征在于，所述相机固定杆（7）垂直于激光器固定杆（5）方向上设置。
4.如权利要求1所述的一种接触线磨耗快速测量装置，其特征在于，还包括车内设备和车底设备，所述车内设备包括检测主机和电气控制器，所述检测主机通过光纤连接相机（8），所述电气控制器通过电源线分别连接检测主机、相机（8）和激光器（6），所述车底设备包括速度传感器，所述速度传感器通过信号线连接检测主机，所述速度传感器通过电源线连接电气控制器。
5.如权利要求1所述的一种接触线磨耗快速测量装置，其特征在于，所述相机（8）采用高清面阵工业数字相机。
6.如权利要求1所述的一种接触线磨耗快速测量装置，其特征在于，所述激光器（6）采用线激光器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202121008113.8U CN214893085U (zh) | 2021-05-12 | 2021-05-12 | 一种接触线磨耗快速测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202121008113.8U CN214893085U (zh) | 2021-05-12 | 2021-05-12 | 一种接触线磨耗快速测量装置 |
Publications (1)
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| CN214893085U true CN214893085U (zh) | 2021-11-26 |
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| CN202121008113.8U Active CN214893085U (zh) | 2021-05-12 | 2021-05-12 | 一种接触线磨耗快速测量装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN214893085U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117029696A (zh) * | 2023-10-08 | 2023-11-10 | 天津津铁供电有限公司 | 一种用于刚性悬挂接触网的磨耗检测方法及检测设备 |
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2021
- 2021-05-12 CN CN202121008113.8U patent/CN214893085U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN117029696A (zh) * | 2023-10-08 | 2023-11-10 | 天津津铁供电有限公司 | 一种用于刚性悬挂接触网的磨耗检测方法及检测设备 |
| CN117029696B (zh) * | 2023-10-08 | 2024-01-02 | 天津津铁供电有限公司 | 一种用于刚性悬挂接触网的磨耗检测方法及检测设备 |
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