专利名称：一种受电弓滑板磨耗监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及对在轨列车、机车、电车等使用的受电弓的磨耗情况进行监测的系统。
背景技术：
受电弓是一种安装在电力牵引机车顶部，用以从接触网取得电能的电气设备。其通常由顶部的滑板、上框架、下框架、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。为了保证受电弓牵引电流的顺利流通，受电弓顶部的滑板和接触网的接触线之间必须可靠接触，并有一定的接触压力。然而，受电弓是随机车高速行进的，机车行进过程中接触线一直相对受电弓顶部的滑板滑动，接触线与滑板的相对滑动过程中，会对滑板产生摩擦，使滑板上的导电材料受到磨耗，一旦磨耗过渡，滑板与接触线之间的接触压力不足，就可能产生弓网事故。为了避免弓网事故的发生，必须经常对受电弓的滑板进行检查，一旦磨耗过渡，及时进行更换。目前，对受电弓磨耗情况的检测，采用的方法还较原始，主要是通过人工每天在机车出库和入库的时候进行目测，其效率低、精度差；检查结果依据人为经验判断，容易出现误判。

发明内容
本发明旨在给出一种能够自动对受电弓的滑板表面的磨耗情况进行监测的系统， 以提高监测效率和精度，避免误判的发生。本发明所述的受电弓滑板磨耗监测系统，包括用于对受电弓上方进行拍照的三维立体相机和用于照射受电弓上方的激光器，三维立体相机和激光器连接PLC控制器，由PLC 控制器控制其开闭，PLC控制器还连接有工控机，工控机与三维立体相机之间通过宽带网络连接，通过宽带网络接收三维立体相机传送的照片，并存储。本发明所述的受电弓滑板磨耗监测系统，使用时，先在监测处的上方安装好三维立体相机(3D相机)和激光器，并调整好激光器的照射角度和3D相机的镜头方向和焦距，使受电弓经过时，激光器能够全面清晰的照射到受电弓，3D相机能够全面、清晰的拍摄受电弓。受电弓通过时，3D相机能够清晰全面的将激光照射下的受电弓顶部进行拍照，并将拍摄的三维照片通过宽带网络发送给工控机，在工控机中存储下受电弓通过时的三维照片， 通过对三维照片进行分析，可清晰的得出受电弓顶部滑板的三维坐标值，并能以图示的方式清晰显示，从而可清楚的、直观的、准确的得出滑板的磨耗情况。所述受电弓滑板磨耗监测系统，能够自动实现对受电弓滑板磨耗情况的监测，效率及精度高，不易出现误判，更可靠的避免弓网事故的发生。


图1本发明所述受电弓滑板磨耗监测系统的连接原理图；图2为本发明所述受电弓滑板磨耗监测系统的安装示意图。
具体实施例方式如图1、一种受电弓滑板磨耗监测系统，包括三维立体相机1 (3D相机)和激光器 2 ； 3D相机及激光器安装在监测处的上方，其可通过固定架3安装在监测处的上方，相对于固定架可转动，安装后可通过转动调整角度，以使受电弓4经过时，激光器能够全面清晰的照射到受电弓，3D相机能够全面、清晰的拍摄受电弓。如调节激光器使其照射光线可全面清晰地覆盖底部经过的受电弓，而3D相机则可与其对称设置，激光器的入射的光线经受电弓滑板反射后恰照射到3D相机的镜头方向。3D相机和激光器连接PLC控制器，由PLC控制器控制其电源的开关，从而控制其工作。PLC控制器还连接工控机，工控机与3D相机之间通过宽带网络连接，可通过宽带网络进行数据通讯。3D相机拍摄的图像数据可通过宽带网络传送给工控机，当工控机通过读取相机的实时数据判断图像中某一列像素的值在一定范围外时，即图像不属于需记录的数据时，不存储图像，否则将图像存储。工控机对存储的图像进行处理分析，先将所得到的数据表示为灰度表示的二维图片，再依次对其进行基本全局阀值处理和边界检测，取得有用的滑板表面的信息值，从而可清楚、直观、准确地得出滑板磨耗情况。安装3D相机及激光器的固定架3可为封闭式结构，3D相机及激光器被其包围在中部与外界隔开，固定架在激光器的底部设置有供激光通过照射受电弓的通孔，在3D相机的底部设置有供相机拍摄受电弓的通孔，所述通孔上方均设置有孔盖5，孔盖连接由电机6驱动的丝杆7，通过丝杆带动其移动，电机正、反转，可使丝杆带动孔盖来回移动，从而打开或关闭通孔。其在相机及激光器不使用时可关闭孔盖，从而能够起到防尘的作用，避免因激光器表面及相机镜头表面因积灰而影响拍摄效果，给图像处理及磨耗情况的判断带来影响。 所述驱动丝杆的电机同样可连接PLC控制器，由PLC控制器控制其起动和停止，其能够可靠的保证拍摄及通孔开闭的同步。 所述PLC控制器还可连接有来车检测传感器和车过完检测传感器，所述来车检测传感器安装在监测处前侧，机车到达监测处前，传感器能够提前感知，并给PLC控制器发出触发信号，PLC控制器接收触发信号后，控制激光、3D相机及工控机的电源导通，开始工作； 车过完检测传感器安装在监测处的后侧，当受电弓过完该处后，机车离开监测处时，车过完检测传感器，向PLC控制器发出结束信号，PLC控制器接收结束信号，并控制激光、3D相机及工控机电源断开，停止工作。通过设置来车检测传感器和车过完检测传感器，可有效地自动控制三维相机、激光器和工控机的工作时间，使它们仅在受电弓通过时工作，其它时间则不工作，既节省能源，又十分方便。所述来车检测传感器和车过完检测传感器可为磁缸，分别安装在监测处前侧和后侧的轨道上，当机车滚轮通过时，磁缸可动作，向PLC控制器发出触发信号及结束信号。所述来车检测传感器和车过完检测传感器也可为安装在监测处前后两侧的接触开关、红外线传感器等传感器，其同样可在机车通过时动作，向PLC控制器发出触发信号及结束信号。
权利要求
1.一种受电弓滑板磨耗监测系统，其特征在于包括用于对受电弓上方进行拍照的三维立体相机和用于照射受电弓上方的激光器，三维立体相机和激光器连接PLC控制器，由 PLC控制器控制其开闭，PLC控制器还连接有工控机，工控机与三维立体相机之间通过宽带网络连接，可通过宽带网络接收三维立体相机传送的照片，并将其存储。
2.根据权利要求1所述的受电弓滑板磨耗监测系统，其特征在于3D相机及激光器通过固定架安装在监测处的上方，3D相机则与激光器对称设置，激光器的入射的光线经受电弓滑板反射后恰照射到3D相机的镜头方向。
3.根据权利要求1所述的受电弓滑板磨耗监测系统，其特征在于安装3D相机及激光器的固定架为封闭式结构，3D相机及激光器被包围在固定架的中部与外界隔开，固定架在激光器的底部设置有供激光通过照射受电弓的通孔，在3D相机的底部设置有供相机拍摄受电弓的通孔，各通孔上方均设置有孔盖，孔盖连接由电机驱动的丝杆，通过丝杆驱动其来回移动，可打开或关闭通孔。
4.根据权利要求1所述的受电弓滑板磨耗监测系统，其特征在于所述PLC控制器还连接有来车检测传感器和车过完检测传感器，来车传感器可在受电弓到达监测处前，向 PLC控制器发送触发信号，车过完检测传感器可在受电弓离开监测处后，向PLC控制器发送结束信号。
5.根据权利要求3所述的受电弓滑板磨耗监测系统，其特征在于所述驱动丝杆的电机同样连接PLC控制器，由PLC控制器控制其起、停。
全文摘要
本发明公开了一种受电弓滑板磨耗监测系统，包括三维立体相机(3D相机)和激光器，三维立体相机和激光器连接PLC控制器，由PLC控制器控制其开闭，PLC控制器还连接有工控机，工控机与三维立体相机之间通过宽带网络连接，可通过宽带网络接收三维立体相机传送的照片，并将其存储。受电弓通过时，三维立体相机能够将拍下的受电弓顶部照片通过宽带网络发送给工控机，工控机通过对三维照片进行分析，可清晰的得出受电弓顶部滑板的三维坐标值，从而可清楚的、准确的得出滑板的磨耗情况。其能够自动实现对受电弓滑板磨耗情况的监测，效率及精度高。
文档编号G01B11/00GK102168947SQ201010618869
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者朱晓东 申请人:朱晓东