一种移动清除铁路接触网异物的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种移动清除铁路接触网异物的装置，包括供电线、受电杆、巡检车，在接触网的支柱上一定位置架设导线作为供电线，且供电线上的电由铁路的供电段提供，受电杆安装在巡检车上，由受电杆伸向供电线将供电线上的电流引入巡检车，为巡检车供电，巡检车沿着轨道检测接触网上是否有异物的存在，当接触网上有异物存在时，巡检车向异物发射高能激光，将异物熔化或燃烧，实现异物的清理。

A Mobile Device for Clearing Foreign Objects in Railway Catenary

The invention discloses a device for removing foreign matter in railway catenary, which includes power supply line, pole and inspection vehicle. A conductor is positioned and erected on the pillar of the catenary as a power supply line, and the power supply section of the power supply line is provided by the railway. The receiving pole is installed on the inspection vehicle, and the current on the power supply line is introduced into the inspection vehicle by the extension of the receiving pole to the power supply line to supply power for the inspection vehicle. The patrol car detects the presence of foreign bodies on the contact line along the track. When there are foreign bodies on the contact line, the patrol car emits high-energy laser to the foreign bodies, melts or burns them, and realizes the cleaning of foreign bodies.

【技术实现步骤摘要】
一种移动清除铁路接触网异物的装置
本专利技术涉及接触网异物检测与清除领域，尤其涉及一种移动清除铁路接触网异物的装置。
技术介绍
接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。一旦接触网上有异物存在，极易折断受电弓，此外，停留在接触网上的异物被雨水打湿后，容易造成接触网短路，进而烧坏电气设备，给列车运行带来安全隐患。接触网上结冰也会导致对受电弓的安全造成影响。在大风的作用下，一些风筝、塑料布、塑料袋、树枝等会被吹落在接触网上，当受电弓被这些异物撞击时，极易被折断，影响列车正常行驶，而由于绝大部分接触网的接触线、承力索、回流线、吊弦等均采用裸露的金属线，一旦风筝、塑料布、塑料袋等漂浮性异物被雨水、雪、露浸湿后，极易造成金属导线之间相互短路，使得部分铁路电气设备烧坏，影响列车行驶。进入冬季，接触网上也会出现冰柱，这些冰柱不及时清理，会导致受电弓被冰柱折断。现有技术中，主要通过工作人员沿线检测接触网上是否存在异物，当接触网上有异物时，主要采取一下几种方法进行摘除：1.采用绝缘杆将接触网上的异物摘下来，但是绝缘杆的操作距离有限，需要人工沿线排查接触网上的异物；2.工作人员梯车上摘除异物或除冰，需要将梯车搬运到轨道上，影响其他车辆运行，且需要大量人人力物力。3.用轨检车将工作人员运输到异物所在位置，由工作人员手动将接触网上的异物摘除，这种方法需要沿线排查，工作人员接触接触网时，存在一定的安全隐患，且劳动强度大。而另外一种采用无人机沿线检测接触网上的异物，并向接触网喷火对异物进行焚烧，但是由于无人机的供电性能的原因，没法一直续航，同时无人机的机翼容易隔断导线，造成严重的后果。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种移动清除铁路接触网异物的装置，采用巡检车沿着轨道检测接触网上是否异物的存在，当接触网上有异物存在时，巡检车向异物发射高能激光，将异物熔化或燃烧，此外，在接触网的支柱上架设供电导线，由受电杆将供电导线上的电流引入巡检车为巡检车供电，便于巡检车持续工作。为实现上述目的，本专利技术提供的一种移动清除铁路接触网异物的装置是这样实现的：一种移动清除铁路接触网异物的装置，包括供电线、受电杆、巡检车，在接触网的支柱上一定位置架设导线作为供电线，且供电线上的电由铁路的供电段提供，受电杆安装在巡检车上，由受电杆伸向供电线将供电线上的电流引入巡检车，为巡检车供电，巡检车沿着轨道检测接触网上是否有异物的存在，当接触网上有异物存在时，巡检车向冰柱异物发射高能激光，将异物熔化或燃烧。本专利技术的巡检车包括金属铝盒、变压器、激光器底座、激光发射装置、稳压器、摄像头底座、第一高清摄像头、第二高清摄像头、第三高清摄像头、摄像头支架、第一微波雷达、GPS模块、GPRS模块、控制器、降压模块、第四高清摄像头、行走装置、第二微波雷达，金属铝盒固定在行走装置上，由行走装置带动着金属铝盒移动，激光器底座、摄像头底座、摄像头支架均安装在金属铝盒的顶部，激光发射装置固定在激光器底座上，用于向接触网上的异物发送高能激光束，使接触网上的异物熔化掉落或燃烧掉落，在摄像头底座上安装第一高清摄像头和第二高清摄像头，用于识别接触网上的异物，并将信息发送给控制器，由控制器控制激光发射装置向异物发射高能激光，第三高清摄像头安装在摄像头支架上，用于引导巡检车沿着轨道外侧前行，第一微波雷达安装在金属铝盒的前方，用于探测巡检车前方障碍物，采用四个相同的第二微波雷达和一个第四高清摄像头安装在金属铝盒的右侧表面，第二微波雷达用于检测巡检车与钢轨之间的距离，并将检测到的信息发送给控制器，由控制器控制行走装置的方向，使巡检车与钢轨保持一定的距离行驶，第四高清摄像头用于检测巡检车当前所在位置是否处于轨道外侧，变压器、稳压器、GPS模块、GPRS模块、控制器、降压模块安装在金属铝盒中，变压器用于将受电杆采集下来的电进行变压处理，并将变压后的电传输给稳压器进行稳压，由稳压器为激光发射装置、行走装置、受电杆供电，降压模块将稳压器中的其中一路电源进行降压处理，用于为第一高清摄像头、第二高清摄像头、第三高清摄像头、第一微波雷达、GPS模块、GPRS模块、控制器、第四高清摄像头、第二微波雷达供电，GPS模块用于为巡检车导航，GPRS模块用于和铁路有关部门通信，将采集到的接触网上异物的图像信息发送给铁路有关部门，同时由铁路有关部门向GPRS模块发送指令，使巡检车跟着指令工作。本专利技术的摄像头底座的前侧和右侧采用锲形设计，第一高清摄像头安装在摄像头底座的前侧，第二高清摄像头安装在摄像头底座的右侧，使第一高清摄像头和第二高清摄像头倾斜向上采集接触网的图像，由第一高清摄像头和第二高清摄像头共同采集巡检车右前方的接触网上的异物，且第一高清摄像头和第二高清摄像头采集到的共同图像部分融合在一起。本专利技术的第一高清摄像头和第二高清摄像头均用于采集接触网上异物的存在，并将采集到的信息发送给控制器，控制器先对第一高清摄像头和第二高清摄像头采集到的图像进行二值化处理，再采用傅立叶变换对图像进行滤波处理，去除噪声，采用空域变换增强法来提高图像的清晰度，采用小波变换法将处理后的两张图像进行融合，对融合的图像进行归一化处理，极坐标化，旋转不变小波矩特征提取后，将接触网上的异物识别出来。本专利技术的控制器对第三高清摄像头和第四高清摄像头采集到的图像均采用相同的图像处理方法，先对采集到的图像转化成256色的灰度图像，然后对图像进行二值化处理，采用小波分析法消除噪声，再对图像进行边缘检测、图像分割，识别出背景和目标，将背景和目标区别开来，以此来识别出第三高清摄像头采集到的图像中的轨道与背景，以此来判断巡检车是否沿着轨道前行，识别出第四高清摄像头采集到的图像中的轨道与背景，以此来判断巡检车当前所在位置是否处于轨道外侧。本专利技术的取电杆包括碳滑板、绝缘杆、第五高清摄像头、第一伸缩电机、齿条、直齿轮、第一步进电机，第一步进电机安装在金属铝盒顶部，直齿轮安装在第一步进电机的旋转轴上，第一伸缩电机安装在齿条上，由控制器控制第一步进电机转动，带动直齿轮转动，由直齿轮为齿条传动，进而调节第一伸缩电机左右方向上的角度，绝缘杆安装在第一伸缩电机的伸缩杆上，绝缘杆上安装有碳滑板和第五高清摄像头，碳滑板与变压器之间用导线连接，由碳滑板在供电线上滑动取电，将电流从导线上传输给变压器为巡检车供电，第五高清摄像头用于采集供电线所在的位置，并引导第一伸缩电机和第一步进电机将绝缘杆上的碳滑板伸向供电线。本专利技术的第五高清摄像头将采集到的图像发送给控制器，控制器先对采集到的图像转化成256色的灰度图像，然后对图像进行二值化处理，采用小波分析法消除噪声，再对图像进行边缘检测、图像分割，识别出背景和目标，将供电线、碳滑板和背景区别开来，当识别到碳滑板在竖直方向上远离供电线时，控制器控制第一伸缩电机调节碳滑板的高度，当识别到碳滑板在水平方向上远离供电线时，控制器控制第一步进电机调节碳滑板与供电线之间的距离。本专利技术的行走装置包括车架、伺服电机、旋转电机、取力器、后车轴、履带、转向架、前车轴，车架两边安装履带，车架上方与金属铝盒连接，伺服电机、旋转电机安装在车架上，旋转电机的旋转轴与取力器连接，两个履带之间采用前车轴和后车轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动清除铁路接触网异物的装置，其特征在于：包括供电线、受电杆、巡检车，在接触网的支柱上一定位置架设导线作为所述供电线，且所述供电线上的电由铁路的供电段提供，所述受电杆安装在所述巡检车上，由所述受电杆伸向所述供电线将所述供电线上的电流引入所述巡检车，为所述巡检车供电，所述巡检车沿着轨道检测接触网上异物的存在，当接触网上有异物存在时，所述巡检车向异物发射高能激光，将异物熔化或燃烧。

【技术特征摘要】
1.一种移动清除铁路接触网异物的装置，其特征在于：包括供电线、受电杆、巡检车，在接触网的支柱上一定位置架设导线作为所述供电线，且所述供电线上的电由铁路的供电段提供，所述受电杆安装在所述巡检车上，由所述受电杆伸向所述供电线将所述供电线上的电流引入所述巡检车，为所述巡检车供电，所述巡检车沿着轨道检测接触网上异物的存在，当接触网上有异物存在时，所述巡检车向异物发射高能激光，将异物熔化或燃烧。2.根据权利要求1所述的移动清除铁路接触网异物的装置，其特征在于：所述巡检车包括金属铝盒、变压器、激光器底座、激光发射装置、稳压器、摄像头底座、第一高清摄像头、第二高清摄像头、第三高清摄像头、摄像头支架、第一微波雷达、GPS模块、GPRS模块、控制器、降压模块、第四高清摄像头、行走装置、第二微波雷达，所述金属铝盒固定在所述行走装置上，由所述行走装置带动着所述金属铝盒移动，所述激光器底座、摄像头底座、摄像头支架均安装在所述金属铝盒的顶部，所述激光发射装置固定在所述激光器底座上，用于向接触网上的异物发送高能激光束，使接触网上的异物熔化掉落或燃烧掉落，在所述摄像头底座上安装所述第一高清摄像头和所述第二高清摄像头，用于识别接触网上的异物，并将信息发送给所述控制器，由所述控制器控制所述激光发射装置向异物发射高能激光，所述第三高清摄像头安装在所述摄像头支架上，用于引导所述巡检车沿着轨道外侧前行，所述第一微波雷达安装在所述金属铝盒的前方，用于探测所述巡检车前方障碍物，采用四个相同的所述第二微波雷达和一个所述第四高清摄像头安装在所述金属铝盒的右侧表面，所述第二微波雷达用于检测所述巡检车与钢轨之间的距离，并将检测到的信息发送给所述控制器，由所述控制器控制所述行走装置的方向，使所述巡检车与钢轨保持一定的距离行驶，所述第四高清摄像头用于检测所述巡检车当前所在位置是否处于轨道外侧，所述变压器、稳压器、GPS模块、GPRS模块、控制器、降压模块安装在所述金属铝盒中，所述变压器用于将所述受电杆采集下来的电进行变压处理，并将变压后的电传输给所述稳压器进行稳压，由所述稳压器为所述激光发射装置、行走装置、受电杆供电，所述降压模块将所述稳压器中的其中一路电源进行降压处理，用于为所述第一高清摄像头、第二高清摄像头、第三高清摄像头、第一微波雷达、GPS模块、GPRS模块、控制器、第四高清摄像头、第二微波雷达供电，GPS模块用于为所述巡检车导航，所述GPRS模块用于和铁路有关部门通信，将采集到的接触网上异物的图像信息发送给铁路有关部门，同时由铁路有关部门向所述GPRS模块发送指令，使所述巡检车跟着指令工作。3.根据权利要求2所述的移动清除铁路接触网异物的装置，其特征在于：所述摄像头底座的前侧和右侧采用锲形设计，所述第一高清摄像头安装在所述摄像头底座的前侧，所述第二高清摄像头安装在所述摄像头底座的右侧，使所述第一高清摄像头和所述第二高清摄像头倾斜向上采集接触网的图像，由所述第一高清摄像头和所述第二高清摄像头共同采集所述巡检车右前方的接触网上的异物，且所述第一高清摄像头和所述第二高清摄像头采集到的共同图像部分融合在一起。4.根据权利要求3所述的移动清除铁路接触网异物的装置，其特征在于：所述第一高清摄像头和第二高清摄像头均用于采集接触网上异物的存在，并将采集到的信息发送给控制器，由控制器将第一高清摄像头和第二高清摄像头采集到的图像进行融合处理，控制器先对第一高清摄像头和第二高清摄像头采集到的图像进行二值化处理，再采用傅立叶变换对图像进行滤波处理，去除噪声，采用空域变换增强法来提高图像的清晰度，采用小波变换法将处理后的两张图像进行融合，对融合的图像进行归一化处理，极坐标化，旋转不变小波矩特征提取后，将接触网上的异物识别出来。5.根据权利要求4所述的移动清除铁路接触网异物的装置，其特征在于：所述控制器对第三高清摄像头和第四高清摄像头采集到的图像均采用相同的图像处理方法，先对采集到的图像转化成256色的灰度图像，然后对图像进行二值化处理，采用小波分析法消除噪声，再对图像进行边缘检测、图像分割，识别出背景和目标，将背景和目标区别开来，以此来识别出第三高清摄像头采集到的图像中的轨道与背景，以此来判断巡检车是否沿着轨道前行，当识别到巡检车偏离轨道时，控制器控制行走装置调整方向，待巡检车沿着轨道行驶后，巡检车继续前进，识别出第四高清摄像头采集到的图像中的轨道与背景，以此来判断巡检车当前所在位置是否处于轨道外侧，通过判断识别到的轨道是否为完整的轨道判断巡检车是否处于轨道外侧，巡检车没有再轨道外侧时，控制器控制行走装置来调节巡检车，使巡检车处于轨道外侧。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡军，夏侯肖云，胡成，韩亚琴，
申请(专利权)人：胡军，
类型：发明
国别省市：湖北,42