一種機車受電弓特性的檢驗方法及系統裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種鐵路機車部件檢驗作業(yè)方法的改進，具體涉及一種機車受電弓特性的檢驗方法及系統裝置，該方法及系統裝置能對各類機車上受電弓的性能狀態(tài)合格與否進行檢測，包括受電弓升降弓速度、受電弓受力情況與高度位移的關系等等。能對各種不良情況預警，自動記錄后可傳輸至終端數據庫做進一步分析。
[0002]【背景技術】:
受電弓是電力牽引機車從接觸網取得電能的重要電氣設備，安裝在機車或動車車頂上。受電弓可分單臂弓和雙臂弓兩種，均由滑板、上框架、下臂桿(雙臂弓用下框架)、底架、升弓彈簧、傳動氣缸、支持絕緣子等部件組成。菱形受電弓，也稱鉆石受電弓，以前非常普遍，后由于維護成本較高以及容易在故障時拉斷接觸網而逐漸被淘汰，近年來多采用單臂弓(見圖)。負荷電流通過接觸線和受電弓滑板接觸面的流暢程度，它與滑板與接觸線間的接觸壓力、過渡電阻、接觸面積有關，取決于受電弓和接觸網之間的相互作用。
[0003]為了保證作業(yè)安全，受電弓在應用一段時間后必須要進行校檢；目前受電弓特性大多采用受電弓特性試驗臺和一種渦輪蝸桿結構的受電弓測試儀來進行，國內現有的受電弓特性試驗臺屬于人工型和半自動型。這些檢測設備都存在檢測系統過于復雜，體積龐大，操作不方便的不足，因此現有的受電弓的檢測及有待加以改進。
[0004]通過專利檢索沒發(fā)現有與本發(fā)明相同技術的專利文獻報道，與本發(fā)明有一定關系的專利主要有以下幾個:
1、中國實用新型專利說明書CN2316662Y公開了一種便攜式受電弓測試儀，它由機架、掛鉤、鋼絲繩、傳感器、傳動裝置、儀表箱等組成，測試時由人工搖動搖把，控制受電弓升降，輸出參數通過數顯表顯示，采用人工記錄。這種測試儀的缺點是:人工搖把不能保證受電弓升降時勻速運動，直接影響測試結果的準確性，輸出以間斷的數顯表顯示，不能真實反映受電弓接觸壓力與升、降弓高度的連續(xù)變化關系，儀器的通用性不強，不能滿足各種類型受電弓性能檢測的需要。
[0005]2、中國實用新型專利說明書CN2405835Y公開了一種受電弓測試儀，這種受電弓測試儀存在以下缺點:采用了普通電機、減速機、槽輪依次排列的結構順序，體積普遍較大，重量較大，造成工人攜帶不方便；測力傳感器外置使得傳感器容易收到外界環(huán)境干擾，導致測試數據準確性降低，產品檔次感和整體性不佳；只配置了磁力吸鐵固定裝置，因為新型機車車頂有采用鋁合金的材質，導致磁力吸鐵固定裝置失效，不能適用所有機車車型；沒有測試受電弓自由升弓最大高度所需的時間的功能；沒有受電弓升降弓控制閥DCllOV輸出，測試受電弓特性時需要一個人在機車下控制受電弓的充氣和排氣，操作不便。
[0006]上述這些專利，所以上述這些專利雖然都涉及到了機車受電弓的檢測作業(yè)，其中還有的涉及到了對檢測的一些改進，但都沒有提出如何改進現有檢測儀器復雜，體積龐大，不便于操作的問題，仍有待進一步加以改進。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于針對現有機車受電弓的檢測作業(yè)所存在的問題，提出一種檢測儀器體積更小，檢測更加方便的機車受電弓特性的檢驗方法及系統裝置，該種檢驗方法及系統裝置能對各類機車上受電弓的性能狀態(tài)合格與否進行檢測，包括受電弓升降弓速度、受電弓受力情況與高度位移的關系等等。能對各種不良情況預警，自動記錄后可傳輸至終端數據庫做進一步分析。
[0008]為了達到這一目的，本發(fā)明提供了一種機車受電弓特性的檢驗方法，在受電弓氣囊充氣，受電弓升弓狀態(tài)下，在受電弓上懸掛一個位移與拉力測試裝置，并通過位移與拉力測試裝置帶動受電弓做勻速上升和下降動作，并在移動過程中由位移與拉力測試裝置讀取受電弓高度位移和拉力值，再將所測得的高度位移和拉力值傳送到無線人機交互微機，由無線人機交互微機通過接收的高度位移和壓力值計算出壓力差，形成高度位移和壓力曲線，再與正常值進行對比，判斷受電弓特性狀況，實現受電弓特性的檢驗。
[0009]進一步地，所述的通過位移與拉力測試裝置帶動受電弓做勻速上升和下降動作是在位移與拉力測試裝置上設置一檢測繩，將檢測繩一端掛在受電弓上，另一端穿過一個拉力傳感器，纏繞在一個驅動電機上，通過驅動電機轉動帶動檢測繩拉住受電弓做勻速上升和下降動作，并在移動過程中由拉力傳感器讀取高度位移和壓力值，并由無線人機交互微機計算出壓力差，形成高度位移和壓力曲線，實現受電弓特性的檢驗。
[0010]進一步地，所述的檢測繩另一端穿過一個拉力傳感器是在拉力傳感器上設置一個導輪支座組件，檢測繩從導輪支座組件上通過，導輪支座組件是一個定滑輪機構，導輪支座組件與拉力傳感器連接，利用定滑輪只改變力的方向不改變力的大小原理，拉力傳感器測出受電弓升降的壓力。
[0011]進一步地，所述的纏繞在一個驅動電機上是指將檢測繩纏繞在與驅動電機連接在一起的槽輪轉動組件上，槽輪轉動組件由驅動電機帶動旋轉，從而實現檢測繩的收線和放線。
[0012]進一步地，所述的檢測繩的收線和放線是驅動電機轉動，驅動電機輸出軸帶動槽輪轉動組件的槽輪運轉，檢測繩一端固定在槽輪一側布線槽上，驅動電機帶動槽輪卷線，檢測繩經過壓線輪和導線輪，槽輪帶螺旋卷線槽，壓線輪壓緊螺旋卷線槽內的檢測繩，槽輪轉動時收放線同時驅動壓線輪沿導軌做往復運動，通過壓線和導線裝置可以實現多種工況的收放線作業(yè)；同時通過卷線槽輪同軸心的一端接旋轉編碼器讀取槽輪收放線長度。
[0013]進一步地，所述的通過驅動電機轉動帶動檢測繩拉住受電弓做勻速上升和下降動作是計算機通過電機驅動器控制減速步進電機的轉速和分步，設備調試階段將轉速調速至試驗要求速度范圍，電機驅動槽輪轉動卷起鋼絲繩，鋼絲繩控制受電弓做勻速升弓和勻速降弓運動，同時由拉力傳感器和光柵編碼器通過數據采集裝置向計算機輸入采集數據。
[0014]進一步地，所述受電弓特性的檢驗步驟是:打開檢測儀器開關，DCllOV輸出，受電弓氣囊充氣，受電弓升弓，初始位置感應開關感應到開始計時，弓升到最大升弓高度，最大高度等長檢測繩牽動最大高度位置感應開關，計時結束，平板電腦接收數據，計算出最大升弓高度用時T。
[0015]一種實現上述機車受電弓特性的檢驗方法的檢測系統，包含便攜式受電弓測試儀和人機交互微機部分兩部分；所述便攜式受電弓測試儀包括便攜式受電弓測試儀本體和檢測繩，檢測繩由便攜式受電弓測試儀本體內的收放線機構帶動伸縮，在收放線機構一端接有讀取高度位移數據的光柵編碼器，同時在儀器內設有懸臂梁拉力傳感器與導輪支架組成的拉力測試機構和最大高度升降弓時間測試組件；所述人機交互微機部分為集成式帶無線數據傳輸的控制系統。
[0016]進一步地，所述的收放線機構包括大扭矩減速步進驅動電機、電機安裝固定組件、槽輪轉動組件、傳感器組件和檢測繩；驅動電機安裝固定在電機安裝固定組件上，驅動電機輸出軸通過傳動法蘭盤連接帶動槽輪轉動組件的槽輪運轉，檢測繩一端固定在槽輪一側布線槽上，檢測繩另一端穿過一個拉力傳感器連接到一掛鉤，掛鉤懸掛在受電弓的頂部。
[0017]進一步地，所述的槽輪轉動組件安裝有滾動軸承，利用滾動軸承外圈與槽輪過盈配合固定，滾動軸承內圈與電機安裝塊間隙配合，滾動軸承側面有擋圈限位，這樣驅動電機驅動后就實現了滾動軸承內圈與外圈的相對轉動，根據軸承的特性可以實現槽輪平穩(wěn)和快速轉動。
[0018]進一步地，所述的拉力傳感器上安裝有導輪支座組件，檢測繩從導輪支座組件上通過，導輪支座組件是一個定滑輪機構，導輪支座組件與拉力傳感器連接。
[0019]進一步地，所述的槽輪轉動組件包括傳動法蘭盤、槽輪、壓線輪和導線輪，在槽輪上有螺旋卷線槽；驅動電機帶動槽輪卷線，檢測繩經過壓線輪和導線輪，壓線輪壓緊螺旋卷線槽內的鋼絲繩，使得槽輪轉動時收放線同時驅動壓線輪沿導軌做往復運動；在卷線槽輪同軸心的一端連接有旋轉編碼器，讀取槽輪收放線長度。
[0020]進一步地，所述的電機安裝固定組件包括固定支架、固定拉桿和電機安裝塊，驅動電機通過固定拉桿和電機安裝塊固定在固定支架上。
[0021 ] 進一步地，所述的控制系統是由計算機通過電機驅動器控制減速步進電機的轉速和分步，設備調試階段將轉速調速至試驗要求速度范圍，電機驅動槽輪轉動卷起鋼絲繩，鋼絲繩控制受電弓做勻速升弓和勻速降弓運動，同時由拉力傳感器和光柵編碼器通過數據采集裝置向計算機輸入采集數據。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
本發(fā)明采取無線遙控的方式，通過電機帶動檢測繩拉住受電弓上下移動，并通過拉力傳感器進行檢測控制，解決了現有產品測試精度不高；體積大；不能操控受電弓升降弓電磁閥，操作不便；沒有集成測試受電弓從最低位置到最大高度升降弓所需時間的功能；缺少無線數據傳輸功能的不足。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明結構原理示意圖；
圖2是本發(fā)明便攜式檢測儀系統結構示意圖；
圖3是本發(fā)明便攜受電弓測試儀本體內的卷線槽輪機構結構示意圖；
圖4是本發(fā)明便攜式受電弓測試儀測試原理圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和具體實施例來進一步闡述本發(fā)明。
[0025]實施例一
通過附圖可以看出，本發(fā)明涉及一種機車受電弓特性的檢驗系統，包含便攜式受電弓測試儀I和人機交互微機部分2兩部分；所述便攜式受電弓測試儀I包括便攜式受電弓測試儀本體3和檢測繩4，檢測繩4由便攜式受電弓測試儀本體內的收放線機構5帶動伸縮；在收放線機構上設有讀取高度位移數據的光柵編碼器6，同時在儀器內設有懸臂梁拉力傳感器7與導輪支架組成的拉力測試機構8和最大高度升降弓時間測試組件9 ;所述人機交互微機部分2為集成式帶無線數據傳輸的控制系統。便攜式受電弓測試儀本體3測試時安放在機車車頂17上。
[0026]所述的收放線機構包括大扭矩減速步進驅動電機18、電機安裝固定組件19、槽輪轉動組件20、拉力傳感器7和檢測繩4 ;驅動電機18安裝固定在電機安裝固定組件19上，驅動電機18輸出軸22通過傳動