一种第三轨检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种第三轨检测装置及检测方法，涉及仪器科学与技术。第三轨检测装置包括测量载体、光电编码器、轮廓扫描仪、测距仪、同步控制器、数据传输器以及上位机。光电编码器、轮廓扫描仪、测距仪、同步控制器以及数据传输器均设置于测量载体上；同步控制器分别与光电编码器、轮廓扫描仪、测距仪和数据传输器连接，数据传输器与上位机连接；轮廓扫描仪与上位机连接；测距仪与所述上位机连接。第三轨检测装置结构组成简单，能够连续、高效的进行第三轨几何形位参数的测量和存储，同时满足测量精度的要求。

A Third Rail Detection Device and Detection Method

The invention provides a third track detection device and a detection method, which relates to instrument science and technology. The third rail detection device includes measurement carrier, photoelectric encoder, contour scanner, range finder, synchronization controller, data transmitter and upper computer. Photoelectric encoder, contour scanner, range finder, synchronization controller and data transmitter are all set on the measurement carrier; synchronization controller is connected with photoelectric encoder, contour scanner, range finder and data transmitter respectively, data transmitter is connected with upper computer; contour scanner is connected with upper computer; distance finder is connected with upper computer. The structure of the third rail detection device is simple. It can measure and store geometric parameters of the third rail continuously and efficiently, and meet the requirements of measurement accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种第三轨检测装置及检测方法
本专利技术涉及仪器科学与
，具体而言，涉及一种第三轨检测装置及检测方法。
技术介绍
第三轨是接触网系统的一种形式，是沿轨道布置，专为电力机车提供电能的电气设施。第三轨通常安装在轨道线路的一侧，并采用硬支架进行固定。由于第三轨需要与电力机车的集电靴接触进行电能的输送，因此，对第三轨的几何形位参数有严格的控制，日常维护中也需要经常检查第三轨的几何形位参数是否正常。目前，在进行第三轨几何形位参数的检测中，通常采用静态检测和动态检测。静态检测所使用的检测工具简单，但存在精度不高，检测效率低等问题。动态检测存在检测设备多成本高，可移植性差等问题。因此，设计一种第三轨检测装置，使其结构简单，且能够连续、高效的检测第三轨的几何形位参数，并达到所需的检测精度要求，是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的包括提供一种第三轨检测装置，结构组成简单，能够连续、高效的进行第三轨几何形位参数的测量和存储，同时满足测量精度的要求。本专利技术的目的还包括提供一种第三轨检测方法，对第三轨的里程位置数据、轮廓数据以及距离数据进行处理分析来实时高效的进行第三轨几何形位参数的检测，确保对第三轨进行有效的日常维护。本专利技术提供的第一种技术方案：一种第三轨检测装置，包括测量载体、光电编码器、轮廓扫描仪、测距仪、同步控制器、数据传输器以及上位机；所述光电编码器、所述轮廓扫描仪、所述测距仪、所述同步控制器以及所述数据传输器均设置于所述测量载体上；所述同步控制器分别与所述光电编码器、所述轮廓扫描仪、所述测距仪和所述数据传输器连接，所述数据传输器与所述上位机连接；所述轮廓扫描仪与所述上位机连接；所述测距仪与所述上位机连接。所述同步控制器获取所述光电编码器采集的里程位置数据，并将所述里程位置数据发送给所述数据传输器，同时，所述同步控制器向所述轮廓扫描仪和所述测距仪发送控制信号，控制所述轮廓扫描仪和所述测距仪工作；所述上位机分别获取所述数据传输器发送的所述里程位置数据、所述轮廓扫描仪发送的轮廓数据以及所述测距仪发送的距离数据，并对获取的数据进行分析处理。进一步地，所述测量载体包括第一车轮、第二车轮以及搭载主体；所述第一车轮和所述第二车轮相对的设置于所述搭载主体上，用于接触第三轨道并沿所述第三轨道运动；所述光电编码器设置于所述第一车轮上；所述轮廓扫描仪设置于所述搭载主体上靠近所述第一车轮的一端；所述数据采集器、所述测距仪以及所述数据传输器均设置于所述搭载主体上。进一步地，还包括报警器；所述报警器与所述上位机连接。本专利技术提供的第二种技术方案：一种第三轨检测方法，应用于第一种技术方案中所述的第三轨检测装置，包括以下检测步骤：数据采集，同时采集第三轨的里程位置数据、轮廓数据以及距离数据。获取检测指标，对所述轮廓数据和所述距离数据进行处理，生成拉出值、导高值以及不平顺度；同时生成支架定位信息。指标判断，设定拉出值阈值，将所述拉出值与所述拉出值阈值进行对比；设定导高值阈值，将所述导高值与所述导高值阈值进行对比；设定不平顺度阈值，将所述不平顺度与所述不平顺度阈值进行对比。异常提醒，提取对比结果不正常的所述拉出值，并结合所述里程位置数据和所述支架定位信息进行报警提醒；提取对比结果不正常的所述导高值，并结合所述里程位置数据和所述支架定位信息进行报警提醒；提取对比结果不正常的不平顺度，并结合所述里程位置数据和所述支架定位信息进行报警提醒。进一步地，所述数据采集步骤和所述获取检测指标步骤中，生成所述拉出值的具体步骤包括：根据所述距离数据，获取第一检测距离s；同时获取距离补偿参数ρ和载体尺寸L’。根据第一计算公式生成轨距G：G＝(s-ρ)+L’；根据所述轮廓数据，生成轨面中心线。根据所述轨面中心线，获取第一安装距离L1，同时获取第二安装距离L2以及第一中心距L3。根据第二计算公式生成所述拉出值L0：L0＝L1+L2+L3＝L1+L2+G/2。进一步地，所述根据轮廓数据，生成轨面中心线步骤的具体方法包括：获取轨面轮廓的线云数据帧。对所述线云数据帧进行处理，形成轨面数据。提取所述轨面数据中的轨面中心点数据，并形成轨面中心线。进一步地，所述数据采集步骤和所述获取检测指标步骤中，生成所述导高值的具体步骤包括：根据所述轮廓数据，生成轨面中心线。根据所述轨面中心线和所述距离数据，获取第一检测高度H1；同时获取第一安装高度H2。根据第三计算公式生成所述导高值H0：H0＝H1+H2。进一步地，所述根据轮廓数据，生成轨面中心线步骤的具体方法包括：获取轨面轮廓的线云数据帧。对所述线云数据帧进行处理，形成轨面数据。提取所述轨面数据中的轨面中心点数据，并形成轨面中心线。进一步地，所述数据采集步骤和所述获取检测指标步骤中，生成所述不平顺度的具体步骤包括：设定轨面提取步长，根据所述轨面提取步长和所述轮廓数据，依次获取多个轨面数据集。提取每个所述轨面数据集的最大值和最小值。在相邻的两个所述轨面数据集内，将一个所述轨面数据集的最小值与另一个所述轨面数据集的最大值进行处理，生成两个参考值。提取两个所述参考值中的较大值，生成所述不平顺度。进一步地，所述数据采集步骤和所述获取检测指标步骤中，生成所述支架定位信息的具体步骤包括：预处理，对所述轮廓数据进行预处理，形成支架线云数据帧。第一特征处理，设定第一特征判定标准和第一特征判定范围，对所述支架云数据帧逐帧进行第一特征判定：若在所述第一特征判定范围内，所述支架云数据帧中有一帧不符合所述第一特征判定标准，则重新进行所述预处理。若在所述第一特征判定范围内，所述支架云数据帧的每一帧均符合所述第一特征判定标准，则进行第二特征处理。第二特征处理，设定第二特征判定标准，并对所述支架云数据帧逐帧进行第二特征判定：若所述支架云数据帧中有一帧不符合所述第二特征判定标准，则重新进行所述预处理。若支架云数据帧中的每一帧均符合所述第二特征判定标准，则确定为支架，并进行编号存储，生成所述支架定位信息。相比现有的第三轨检测装置及检测方法，本专利技术提供的一种第三轨检测装置及检测方法的有益效果是：第三轨检测装置装备光电编码器、轮廓扫描仪以及测距仪来进行第三轨几何形位参数的检测。检测装置组成简单，有效节约成本，且检测高效，能够进行实时在线检测，达到监测所需的精度要求。第三轨检测方法通过采集里程位置数据进行定位，采集第三轨的轮廓数据和距离数据，以检测第三轨道的几何形位参数，并通过支架定位信息和里程位置数据来确定检测位置，高效精确的对第三轨几何形位参数进行检测，对检测数据的处理高效且准确，确保对第三轨进行有效的维护。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的下接触式第三轨检测装置的第一视角结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的下接触式第三轨检测装置的第二视角结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的下接触式第三轨检测装置进行检测时的状态图；图4为本专利技术实施例提供的第三轨检测方法的检测流程步骤图；图5为本专利技术实施例提供的第三轨检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种第三轨检测装置，其特征在于，包括测量载体、光电编码器、轮廓扫描仪、测距仪、同步控制器、数据传输器以及上位机；所述光电编码器、所述轮廓扫描仪、所述测距仪、所述同步控制器以及所述数据传输器均设置于所述测量载体上；所述同步控制器分别与所述光电编码器、所述轮廓扫描仪、所述测距仪和所述数据传输器连接，所述数据传输器与所述上位机连接；所述轮廓扫描仪与所述上位机连接；所述测距仪与所述上位机连接；所述同步控制器获取所述光电编码器采集的里程位置数据，并将所述里程位置数据发送给所述数据传输器，同时，所述同步控制器向所述轮廓扫描仪和所述测距仪发送控制信号，控制所述轮廓扫描仪和所述测距仪工作；所述上位机分别获取所述数据传输器发送的所述里程位置数据、所述轮廓扫描仪发送的轮廓数据以及所述测距仪发送的距离数据，并对获取的数据进行分析处理。

【技术特征摘要】
1.一种第三轨检测装置，其特征在于，包括测量载体、光电编码器、轮廓扫描仪、测距仪、同步控制器、数据传输器以及上位机；所述光电编码器、所述轮廓扫描仪、所述测距仪、所述同步控制器以及所述数据传输器均设置于所述测量载体上；所述同步控制器分别与所述光电编码器、所述轮廓扫描仪、所述测距仪和所述数据传输器连接，所述数据传输器与所述上位机连接；所述轮廓扫描仪与所述上位机连接；所述测距仪与所述上位机连接；所述同步控制器获取所述光电编码器采集的里程位置数据，并将所述里程位置数据发送给所述数据传输器，同时，所述同步控制器向所述轮廓扫描仪和所述测距仪发送控制信号，控制所述轮廓扫描仪和所述测距仪工作；所述上位机分别获取所述数据传输器发送的所述里程位置数据、所述轮廓扫描仪发送的轮廓数据以及所述测距仪发送的距离数据，并对获取的数据进行分析处理。2.如权利要求1所述的第三轨检测装置，其特征在于，所述测量载体包括第一车轮、第二车轮以及搭载主体；所述第一车轮和所述第二车轮相对的设置于所述搭载主体上，用于接触走行轨道并沿所述走行轨道运动；所述光电编码器设置于所述第一车轮上；所述轮廓扫描仪设置于所述搭载主体上靠近所述第一车轮的一端；所述同步控制器、所述测距仪以及所述数据传输器均设置于所述搭载主体上。3.如权利要求1所述的第三轨检测装置，其特征在于，还包括报警器；所述报警器与所述上位机连接。4.一种第三轨检测方法，应用于权利要求1-3任意一项所述的第三轨检测装置，其特征在于，包括以下检测步骤：数据采集，同时采集第三轨的里程位置数据、轮廓数据以及距离数据；获取检测指标，对所述轮廓数据和所述距离数据进行处理，生成拉出值、导高值以及不平顺度；同时生成支架定位信息；指标判断，设定拉出值阈值，将所述拉出值与所述拉出值阈值进行对比；设定导高值阈值，将所述导高值与所述导高值阈值进行对比；设定不平顺度阈值，将所述不平顺度与所述不平顺度阈值进行对比；异常提醒，提取对比结果不正常的所述拉出值，并结合所述里程位置数据和所述支架定位信息进行报警提醒；提取对比结果不正常的所述导高值，并结合所述里程位置数据和所述支架定位信息进行报警提醒；提取对比结果不正常的不平顺度，并结合所述里程位置数据和所述支架定位信息进行报警提醒。5.如权利要求4所述的第三轨检测方法，其特征在于，所述数据采集步骤和所述获取检测指标步骤中，生成所述拉出值的具体步骤包括：根据所述距离数据，获取第一检测距离s；同时获取距离补偿参数ρ和载体尺寸L’；根据第一计算公式生成轨...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛庆洲，陈文凯，郑继忠，秦培煜，
申请(专利权)人：武汉汉宁轨道交通技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42