高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，包括控制装置和检测器，检测器为位移‑电荷变换器，控制装置包括控制器外壳和控制电板，控制电板上至少包含有用于采集位移‑电荷变换器输出的检测电信号的电荷电压变换集成芯片和对电荷电压变换集成芯片采集的检测电信号进行内部运算比较后输出检测结果的微处理器；位移‑电荷变换器安装在升降装置上，升降装置在微处理器的程序控制下能通过升降及平移运动将位移‑电荷变换器由待机位送至工作位再由工作位送回至待机位，升降装置包含有用于带动位移‑电荷变换器在碳滑板表面上滑行的导轨滑动机构，控制器外壳上设有控制按钮组和显示器，控制外壳上引出有电源线。

【技术实现步骤摘要】
高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置
本专利技术涉及一种高速铁路用的检测设备，特别是用于对高铁列车受电弓碳滑板磨损程度进行检测的一种检测装置，具体地说是高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置。
技术介绍
受电弓是电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上。使用时，电网的电流由装在机车上的受电弓碳滑板和电网的反馈电路铜导线紧密接触高速滑动而传输至电力牵引机车，由于长期的紧密接触和高速滑动，受电弓上的碳滑板十分容易磨损。而碳滑板在磨损超过一定程度后，就会造成接触不良，因此就必须更换，不然会存在较大的安全隐患。但是怎样更高效准确的判断碳滑板的磨损程度，保证对碳滑板缝隙的精密测量，仍是本行业最关心的课题之一。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供能大幅提高碳滑板检测智能化程度以及检测的可靠性和检测效率的高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，包括作为自动控制核心的控制装置和通过与碳滑板的表面滑动接触对碳滑板表面的磨损程度进行检测的检测器，检测器为将碳滑板表面的低凹深度变化产生的上下位移量转化为电荷的变化而形成检测电信号输出的位移-电荷变换器，控制装置包括控制器外壳和安装在该控制器外壳内的控制电板，控制电板上至少包含有用于采集位移-电荷变换器输出的检测电信号的电荷电压变换集成芯片和对电荷电压变换集成芯片采集的检测电信号进行内部运算比较后输出检测结果的微处理器；位移-电荷变换器安装在升降装置上，该升降装置在微处理器的程序控制下能通过升降及平移运动将位移-电荷变换器由待机位送至工作位再由工作位送回至待机位，并且升降装置包含有用于带动位移-电荷变换器在碳滑板表面上滑行的导轨滑动机构，控制器外壳上至少设有用于向微处理器输送控制指令信号的控制按钮组和用于显示微处理器输出的检测结果的显示器，该控制外壳上引出有为控制电板提供电力的电源线。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：上述的控制按钮组包括电源开关按钮、装置启动按钮、采样学习按钮、自动/手动模式选择键、设置键和增加键、减少键；电荷电压变换集成芯片为IC芯片AD7745，微处理器为IC芯片MSP430f164微处理器；控制电板中包含有检测电信号的采集及学习电路；装置外壳上设置有与微处理器电信号控制相连的工作指示灯和蜂鸣报警器。上述的采集及学习电路的线路连接为位移-电荷变换器的第一接线端子与电荷电压变换集成芯片的第三管脚相连接，位移-电荷变换器的第二接线端子与电荷电压变换集成芯片的第八管脚相连接，电荷电压变换集成芯片的第一管脚与微处理器的第二十九管脚和第一电阻的第二端共联，电荷电压变换集成芯片的第十六管脚与微处理器的第三十一管脚和第二电阻的第二端共联，微处理器的第十三管脚与第三电阻的第二端和装置启动按钮的第一端共联，该装置启动按钮的第二端接零线，微处理器的第十八管脚与第四电阻的第二端和采样学习按钮的第一端共联，该采样学习按钮的第二端接零线，第一电阻的第一端、第二电阻的第一端、第三电阻的第一端和第四电阻的第一端共接于3.3伏控制电源的正极。上述的升降装置包括能通过自身的变形实现高度升降变化的升降机架和两条左右相平行安装在该升降机架的顶端能同步水平伸缩移动的可伸缩手臂；升降机架中设置有用于驱动升降机架变形升降的升降驱动器和用于驱动两可伸缩手臂同步伸缩移动的伸缩驱动器；导轨滑动机构构由直线导轨、导轨滑块、驱动螺杆和用于带动驱动螺杆旋转的驱动电机组成；直线导轨吊装固定在两可伸缩手臂的前端，驱动螺杆转动安装在直线导轨中，导轨滑块与直线导轨滑动导向相配合，该导轨滑块加工有受驱动螺杆螺旋驱动使导轨滑块能沿直线导轨的导向滑动的螺纹孔，所述的驱动电机固定在直线导轨的左端；升降驱动器、伸缩驱动器和驱动电机均与微处理器控制信号电连接；导轨滑块上固定有随导轨滑块同步移动的检测器悬挂架体，位移-电荷变换器吊装在检测器悬挂架体的下方。每条可伸缩手臂的下面均吊装有通过与碳滑板的侧面抵触相配合用以确认可伸缩手臂伸出的长度是否达到了检测所需位置的碳滑板定位器；碳滑板定位器包括固定连接在可伸缩手臂下端面的L形支撑板和连接在L形支撑板上用于与碳滑板的侧面抵触配合的触板，触板上的触碰开关与微处理器电信号反馈相连接；直线导轨的两端均安装有与微处理器相连接用于控制导轨滑块左右滑动最大行程的近接开关。上述的位移-电荷变换器包括能固定安装在检测器悬挂架体上的检测机架，检测机架的顶端电绝缘固定安装有作为正负电极中一极的静极板，该检测机架的支撑基座上设置有动极板组件，动极板组件包括能作为正负电极中另一极的动极板和连接在动极板的下表面滑动穿过支撑基座的动极板导柱，动极板导柱的下端安装有与碳滑板紧密滑动接触的探头，静极板和动极板构成了一种以空气为介质的电容器，所述的探头将碳滑板表面的低凹深度变化产生的上下位移量通过动极板导柱转化为动极板的上下运动，动极板的上下运动改变了动极板与静极板两极板间的距离使得电容器的电荷发生相应变化形成测量碳滑板表面低凹或缝隙深浅所需的检测电信号，第一接线端子和第二接线端子均电绝缘固定在检测机架上，并第一接线端子通过导线与静极板线路相连接，第二接线端子通过导线与动极板线路相连接。上述的支撑基座通透加工有导向滑孔，导向滑孔中安装有与动极板导柱滑动配合的导向器，支撑基座的底面安装有为探头的上下移动提供导向和限位作用的限位座，限位座和动极板组上安装有用于产生拉力和压力使探头与碳滑板保持60克/cm2接触压力的极板张力调节器。上述的探头为由一个探头杆和安装在该探头杆上的一个探针组成的单探头，位移-电荷变换器为单探头位移-电荷变换器；或由两个相平行设置的探头杆和两个对应安装在相应探头杆上的探针组成的双探头，位移-电荷变换器为双探头位移-电荷变换器。上述的检测机架的底端安装有与碳滑板的侧面导向滑动配合的导向滑靴；上述的控制电板上设有用于存储检测结果的存储器，存储器与微处理器数据存储相连接；微处理器储有控制升降装置升降的标准高度值，工作位的高度高于待机位的高度。与现有技术相比，本专利技术主要由控制装置、位移-电荷变换器和升降装置组成；控制装置在系统中起核心控制作用，位移-电荷变换器安装在升降装置上，升降装置在控制装置的控制下，能将位移-电荷变换器由待机位送至工作位，并且升降装置上的导轨滑动机构在位移-电荷变换器进入工作位后，能带动位移-电荷变换器在碳滑板上来回左右滑动，使位移-电荷变换器在与碳滑板的表面滑动接触的过程中，能将碳滑板表面的低凹深度变化产生的上下位移量转化为电荷的变化，形成检测电信号通过控制装置的电荷电压变换集成芯片反馈给微处理器，微处理器经内部运算比较后将运算结果输送到显示器显示，同时微处理器还将运算结果传送到存储器，在需要时能按照无线通信方式下指令要求广播输出。在对碳滑板的检测结束后，升降装置在微处理器的控制下，能将位移-电荷变换器再由工作位送回的待机位，从而完成高铁列车受电弓碳滑板磨损自动检测过程。本专利技术具有结构稳固、可靠、实用、易于实现的优点，用于高速铁路列车受电弓碳滑板的检测可以大幅提高碳滑板检测的智能化程度，提高检测的可靠性与效率。本专利技术的升降装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，包括作为自动控制核心的控制装置(1)和通过与碳滑板(4)的表面滑动接触对碳滑板表面的磨损程度进行检测的检测器，其特征是：所述的检测器为将碳滑板(4)表面的低凹深度变化产生的上下位移量转化为电荷的变化而形成检测电信号输出的位移‑电荷变换器(2)，所述的控制装置(1)包括控制器外壳(11)和安装在该控制器外壳(11)内的控制电板，所述的控制电板上至少包含有用于采集位移‑电荷变换器(2)输出的检测电信号的电荷电压变换集成芯片(12)和对电荷电压变换集成芯片(12)采集的检测电信号进行内部运算比较后输出检测结果的微处理器(13)；所述的位移‑电荷变换器(2)安装在升降装置(3)上，该升降装置(3)在微处理器(13)的程序控制下能通过升降及平移运动将位移‑电荷变换器(2)由待机位送至工作位再由工作位送回至待机位，并且升降装置(3)包含有用于带动位移‑电荷变换器(2)在碳滑板(4)表面上滑行的导轨滑动机构(35)，所述的控制器外壳(11)上至少设有用于向微处理器(13)输送控制指令信号的控制按钮组(14)和用于显示微处理器(13)输出的检测结果的显示器(15)，该控制外壳(11)上引出有为控制电板提供电力的电源线。...

【技术特征摘要】
1.高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，包括作为自动控制核心的控制装置(1)和通过与碳滑板(4)的表面滑动接触对碳滑板表面的磨损程度进行检测的检测器，其特征是：所述的检测器为将碳滑板(4)表面的低凹深度变化产生的上下位移量转化为电荷的变化而形成检测电信号输出的位移-电荷变换器(2)，所述的控制装置(1)包括控制器外壳(11)和安装在该控制器外壳(11)内的控制电板，所述的控制电板上至少包含有用于采集位移-电荷变换器(2)输出的检测电信号的电荷电压变换集成芯片(12)和对电荷电压变换集成芯片(12)采集的检测电信号进行内部运算比较后输出检测结果的微处理器(13)；所述的位移-电荷变换器(2)安装在升降装置(3)上，该升降装置(3)在微处理器(13)的程序控制下能通过升降及平移运动将位移-电荷变换器(2)由待机位送至工作位再由工作位送回至待机位，并且升降装置(3)包含有用于带动位移-电荷变换器(2)在碳滑板(4)表面上滑行的导轨滑动机构(35)，所述的控制器外壳(11)上至少设有用于向微处理器(13)输送控制指令信号的控制按钮组(14)和用于显示微处理器(13)输出的检测结果的显示器(15)，该控制外壳(11)上引出有为控制电板提供电力的电源线。2.根据权利要求1所述的高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，其特征是：所述的控制按钮组(14)包括电源开关按钮、装置启动按钮(BUTT1)、采样学习按钮(BUTT2)、自动/手动模式选择键、设置键和增加键、减少键；所述的电荷电压变换集成芯片(12)为IC芯片AD7745，所述的微处理器(13)为IC芯片MSP430f164微处理器；所述的控制电板中包含有检测电信号的采集及学习电路；所述的装置外壳(11)上设置有与微处理器(13)电信号控制相连的工作指示灯(16)和蜂鸣报警器(17)。3.根据权利要求2所述的高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，其特征是：所述的采集及学习电路的线路连接为位移-电荷变换器(2)的第一接线端子(A)与电荷电压变换集成芯片(12)的第三管脚相连接，位移-电荷变换器(2)的第二接线端子(B)与电荷电压变换集成芯片(12)的第八管脚相连接，电荷电压变换集成芯片(12)的第一管脚与微处理器(13)的第二十九管脚和第一电阻(R1)的第二端共联，所述的电荷电压变换集成芯片(12)的第十六管脚与微处理器(13)的第三十一管脚和第二电阻(R2)的第二端共联，所述的微处理器(13)的第十三管脚与第三电阻(R3)的第二端和装置启动按钮(BUTT1)的第一端共联，该装置启动按钮(BUTT1)的第二端接零线，所述的微处理器(13)的第十八管脚与第四电阻(R4)的第二端和采样学习按钮(BUTT2)的第一端共联，该采样学习按钮(BUTT2)的第二端接零线，所述的第一电阻(R1)的第一端、第二电阻(R2)的第一端、第三电阻(R3)的第一端和第四电阻(R4)的第一端共接于3.3伏控制电源的正极。4.根据权利要求3所述的高铁列车受电弓碳滑板磨损精密自动检测装置，其特征是：所述的升降装置(3)包括能通过自身的变形实现高度升降变化的升降机架(31)和两条左右相平行安装在该升降机架(31)的顶端能同步水平伸缩移动的可伸缩手臂(32)；所述的升降机架(31)中设置有用于驱动升降机架(31)变形升降的升降驱动器(33)和用于驱动两可伸缩手臂(32)同步伸缩移动的伸缩驱动器(34)；所述的导轨滑动机构(35)构由直线导轨(351)、导轨滑块(352)、驱动螺杆(353)和用于带动驱动螺杆旋转的驱动电机(354)组成；所述的直线导轨(351)吊装固定在两可伸缩手臂(32)的前端，所述的驱动螺杆(353)转动安装在直线导轨(351)中，所述的导轨滑块(352)与直线导轨(351)滑动导向相配合，该导轨滑块(352)加工有受驱动螺杆(353)螺旋驱动使导轨滑块(352)能沿直线...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欣，
申请(专利权)人：南京铁道职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32