一种用于接触网检测的车体振动位移补偿装置及方法制造方法及图纸

一种用于接触网检测的车体振动位移补偿装置及方法，所述装置以检测车为搭载平台，具体包含：激光测量单元安装于检测车的车底，用于获取检测车左右钢轨的二维位移数据；位置确定模块、补偿参数确定模块、几何参数确定模块分别安装于检测车内部，位置确定模块用于根据二维位移数据计算获得左右钢轨相对激光测量单元的垂向位移和横向位移；补偿参数确定模块用于根据垂向位移和横向位移计算获得检测车相对于左右钢轨的车体振动位移补偿参数；几何参数确定模块用于获取的接触网几何参数测量值，并根据接触网几何参数测量值与车体振动位移补偿参数测量值，计算获得检测车相对于轨平面的接触网几何参数测量值。

A vibration displacement compensation device and method for body contact network detection

For a vehicle vibration displacement compensation device and method of catenary detection, the device to detect the vehicle carrying platform, including: laser measurement unit is mounted to the vehicle detection, vehicle detection is used to obtain the data about displacement of rail; position determining module, compensation parameter determination module, geometric parameters determining module are respectively installed in the detection of car interior, a position determining module according to displacement data obtained about rail relative laser measurement unit of vertical and horizontal displacement; compensation parameter determination module is used to calculate the vibration displacement compensation parameter detection vehicle relative to the left and right rail to the lateral displacement and vertical displacement according to the geometric parameters; determination module is used for measuring geometric parameters of contact network access and value catenary geometry measurement and body vibration displacement according to the value of the compensation The measured values of the parameters are calculated to obtain the measured value of the geometric parameters of the contact net of the vehicle relative to the rail plane.

【技术实现步骤摘要】
一种用于接触网检测的车体振动位移补偿装置及方法
本专利技术涉及车辆检测领域，尤指一种用于接触网检测的车体振动位移补偿装置及方法。
技术介绍
随着铁路交通运输网络和城市轨道交通网络规模的不断扩大和日趋完善，铁路和城市轨道交通的相关运营维护部门的接触网检修任务也日益繁重。为有效提升铁路运输能力和运输效率，铁路运营维护部门必须在控制检修时间的同时有效提高检修作业的质量和效率，这就要求铁路运营维护部门采用更先进的检测技术和更科学的分析方法，从检测技术、检测精度等方面提高日常检修的效率，满足既有线路日常维护保养工作和新建线路的施工验收接管工作的需要。接触网是电气化铁路和轨道交通的牵引供电系统的重要设备。电力机车通过受电弓与接触线滑动接触并获得电能。要保证电气化铁路和轨道交通的安全运营、保证弓网的良好接触和可靠取流，除了在接触网设计、施工和运营方面达到一定的规范要求外，还必须定期对接触网进行检测，以便及时发现并消除隐患。拉出值、导高等接触网几何参数是接触网检测的重要项目，需要定期进行检测以确认接触网技术状态。采用装备了接触网几何参数检测系统的专用车辆进行自动检测的方式具有测量精度和效率高、安全性好、不占用维修天窗、可等速测量以检测列车真实运行状态下的接触网技术状态等无可比拟的优势，代表着接触网检测技术的发展方向。接触网几何参数检测系统测量接触线的拉出值、导高和双支接触线相互位置等几何参数，既可运用于新建接触网工程联调联试，也可运用运营接触网设施周期性动态检测，是接触网检测系统的重要组成部分。由于拉出值和导高等几何参数以轨道顶平面作为测量基准，车载检测系统需进行车辆振动位移补偿测量，即测量车辆在动态运行过程中相对于轨道顶平面的空间姿态，实现将车辆坐标系下的几何参数测量结果还原至轨道坐标系下的测量结果。国内外相关科研机构和公司开展了车辆振动位移补偿技术的研究，发展了拉弦位移传感器、激光测距传感器等车体振动位移测量技术，并且建立了相应的车辆振动位移补偿数学模型。然而，从实际应用情况看，现有的车辆振动位移测量技术仍存在车载检测设备测量结果与现场测量结果存在一定偏差、拉弦位移传感器机械可靠性不高、安装于轴箱的机械装置存在一定安全隐患等不足。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种能够在动态运行环境下实时准确测量车辆相对于轨平面的空间姿态，实现将车辆坐标系下的几何参数测量结果还原至轨道坐标系下的测量结果，提高接触网几何参数的测量精度，满足接触网施工质量检验和接触网运营状态技术诊断的需要的用于接触网检测的车体振动位移补偿装置。为达上述目的，本专利技术所提供的用于接触网检测的车体振动位移补偿装置，以检测车为搭载平台，具体包含：激光测量单元、位置确定模块、补偿参数确定模块、几何参数确定模块；所述激光测量单元安装于检测车的车底，用于获取检测车左右钢轨的二维位移数据；所述位置确定模块、所述补偿参数确定模块、所述几何参数确定模块安装于检测车内部，其中，所述位置确定模块用于根据所述二维位移数据计算获得所述左右钢轨相对所述激光测量单元的垂向位移和横向位移；所述补偿参数确定模块用于根据所述垂向位移和横向位移计算获得检测车相对于所述左右钢轨的车体振动位移补偿参数；所述几何参数确定模块用于获取的接触网几何参数测量值，并根据所述接触网几何参数测量值与车体振动位移补偿参数测量值，计算获得检测车相对于轨平面的接触网几何参数测量值。在上述用于接触网检测的车体振动位移补偿装置中，优选的，所述激光测量单元包含至少两个激光测量模块，所述激光测量模块包含线激光器和二维成像元件。在上述用于接触网检测的车体振动位移补偿装置中，优选的，所述激光测量模块位于左、右钢轨内侧上方并与垂直方向呈预定夹角。在上述用于接触网检测的车体振动位移补偿装置中，优选的，所述激光测量模块的线激光器与二维成像元件沿线路纵向中心线前后布置，并且所述激光测量模块的线激光器产生的线激光位于与线路纵向中心线垂直的同一平面。在上述用于接触网检测的车体振动位移补偿装置中，优选的，所述激光测量单元还包含遮光罩，所述遮光罩设置于钢轨上方并固定于车体底部，用于减少或阻止太阳光照射钢轨对激光测量造成干扰。在上述用于接触网检测的车体振动位移补偿装置中，优选的，所述激光测量单元和所述遮光罩位于与线路纵向中心线垂直的同一断面，且固定于检测车底或固定于检测车底与线路纵向中心线垂直的一根水平布置的检测梁。在上述用于接触网检测的车体振动位移补偿装置中，优选的，所述位置确定模块包括旋转变换单元和特征识别单元；所述旋转变换单元根据激光测量模块相对于垂直方向的安装倾角将二维位移数据旋转变换为相对车底安装平面的二维位移数据；所述特征识别单元根据钢轨轮廓特征依次确定钢轨轨顶面位置、轨距点位置和轨顶点位置，并根据所述钢轨轨顶面位置、轨距点位置和轨顶点位置获得钢轨相对激光测量模块的垂向位移和横向位移。本专利技术还提供一种用于接触网检测的车体振动位移补偿方法，所述方法具体包含：获取检测车左右钢轨的二维位移数据；根据所述二维位移数据计算获得所述左右钢轨相对所述激光测量单元的垂向位移和横向位移；根据所述垂向位移和横向位移计算获得检测车相对于所述左右钢轨的车体振动位移补偿参数；获取的接触网几何参数测量值，并根据所述接触网几何参数测量值与车体振动位移补偿参数测量值，计算获得检测车相对于轨平面的接触网几何参数测量值。在上述用于接触网检测的车体振动位移补偿方法中，优选的，所述车体振动位移补偿参数包括车体侧倾角度、车体相对轨平面的横向位移和垂向位移。在上述用于接触网检测的车体振动位移补偿方法中，优选的，所述车体侧倾角度和车体相对轨平面的垂向位移还包含：根据激光测量单元分别相对左、右钢轨的垂向位移获得车体侧倾角度和车体相对轨平面的垂向位移。在上述用于接触网检测的车体振动位移补偿方法中，优选的，所述车体相对轨平面的横向位移还包含：根据激光测量单元分别相对左、右钢轨的横向位移获得车体相对轨平面的横向位移。本专利技术的测量装置不受车辆运行速度的限制，既可以对新建线路接触网进行低速静态检测，也可以对包括高速铁路在内的运营线路接触网进行与线路运营速度一致的等速测量以检验列车真实运行状态下的接触网技术状态，检测结果准确，检测效率高，不占用维修天窗时间，为接触网几何参数测量提供了一种可靠的车体振动位移补偿手段，提升了供电设备检查和维护的工作效率。为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；图1为本专利技术提供的一种用于接触网检测的车体振动位移补偿装置的框图；图2为本专利技术实施例中的装置结构示意图；图3为本专利技术实施例中的车体振动位移补偿装置的框图；图4为本专利技术实施例中的激光测量单元的原理示意图；图5为本专利技术实施例中的一种用于接触网检测的车体振动位移补偿方法流程示意图；图6为本专利技术实施例中的车体振动位移补偿检测软件流程示意图；图7为本专利技术实施例中的车体振动位移补偿检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于接触网检测的车体振动位移补偿装置，所述装置以检测车为搭载平台，其特征在于，所述装置包含：激光测量单元、位置确定模块、补偿参数确定模块、几何参数确定模块；所述激光测量单元安装于检测车的车底，用于获取检测车左右钢轨的二维位移数据；所述位置确定模块、所述补偿参数确定模块、所述几何参数确定模块分别安装于检测车内部；所述位置确定模块用于根据所述二维位移数据计算获得所述左右钢轨相对所述激光测量单元的垂向位移和横向位移；所述补偿参数确定模块用于根据所述垂向位移和横向位移计算获得检测车相对于所述左右钢轨的车体振动位移补偿参数；所述几何参数确定模块用于获取的接触网几何参数测量值，并根据所述接触网几何参数测量值与车体振动位移补偿参数测量值，计算获得检测车相对于轨平面的接触网几何参数测量值。

【技术特征摘要】
1.一种用于接触网检测的车体振动位移补偿装置，所述装置以检测车为搭载平台，其特征在于，所述装置包含：激光测量单元、位置确定模块、补偿参数确定模块、几何参数确定模块；所述激光测量单元安装于检测车的车底，用于获取检测车左右钢轨的二维位移数据；所述位置确定模块、所述补偿参数确定模块、所述几何参数确定模块分别安装于检测车内部；所述位置确定模块用于根据所述二维位移数据计算获得所述左右钢轨相对所述激光测量单元的垂向位移和横向位移；所述补偿参数确定模块用于根据所述垂向位移和横向位移计算获得检测车相对于所述左右钢轨的车体振动位移补偿参数；所述几何参数确定模块用于获取的接触网几何参数测量值，并根据所述接触网几何参数测量值与车体振动位移补偿参数测量值，计算获得检测车相对于轨平面的接触网几何参数测量值。2.根据权利要求1所述的用于接触网检测的车体振动位移补偿装置，其特征在于，所述激光测量单元包含至少两个激光测量模块，所述激光测量模块包含线激光器和二维成像元件。3.根据权利要求2所述的用于接触网检测的车体振动位移补偿装置，其特征在于，所述激光测量模块位于左、右钢轨内侧上方并与垂直方向呈预定夹角。4.根据权利要求2所述的用于接触网检测的车体振动位移补偿装置，其特征在于，所述激光测量模块的线激光器与二维成像元件沿线路纵向中心线前后布置，并且所述激光测量模块的线激光器产生的线激光位于与线路纵向中心线垂直的同一平面。5.根据权利要求1所述的用于接触网检测的车体振动位移补偿装置，其特征在于，所述激光测量单元还包含遮光罩，所述遮光罩设置于钢轨上方并固定于车体底部。6.根据权利要求5所述的用于接触网检测的车体振动位移补偿装置，其特征在于，所述激光测量单元和所述遮光罩位于与线路纵...

【专利技术属性】
技术研发人员：周威，汪海瑛，张文轩，薛宪堂，张翼，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院，中国铁道科学研究院基础设施检测研究所，北京铁科英迈技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11