弓网运行状态监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种弓网运行状态监测系统，包括力学监测装置以及数据处理装置，数据处理装置接收力学监测装置获取的力学监测数据，并根据力学监测数据生成第一弓网运行状态信息；其中，力学监测数据包括接触力、横向阻力以及升降高度，力学监测装置包括：接触力监测模块，用于监测受电弓与接触网之间的接触力；阻力监测模块，用于监测受电弓受到的与行驶方向相反的横向阻力；导高监测模块，用于监测接触网的导高。本发明专利技术的弓网运行状态监测系统，通过监测受电弓与接触网之间的接触力，受电弓受到的阻力，以及接触网的导高，进而通过数据处理装置将力学监测装置获取的力学监测数据处理生成第一弓网运行状态信息，数据处理简单，实时性更好。性更好。性更好。

【技术实现步骤摘要】
弓网运行状态监测系统


[0001]本专利技术涉及受电弓
，特别地，涉及一种弓网运行状态监测系统。

技术介绍

[0002]弓网是由受电弓和接触网组成的一种高速铁路供电系统，其中，接触网是高速电气化铁路中的主要供电设备，受电弓是用于从接触网取得电能的电气设备，通常安装在列车的车顶上。高速铁路供电系统是高速动车组运行的动力核心，高速动车组必须在高速运动条件下从接触网上取得电能，而且必须保证其供电的绝对可靠和不间断，否则将直接影响高速动车组运行安全和电气驱动系统的性能。因此，如何保证在高速运行条件下具有良好的受流质量，即在动车组高速运行时保持稳定的动态受流，是高速电气化铁路的关键技术之一。
[0003]受电弓的弓头通过升降弓机构与车顶上的底架相连接，弓头包括与升降弓机构连接的弓角支撑座，与弓角支撑座连接的两个滑板支撑座，安装在弓角支撑座上的两个弓角，以及安装在两个滑板支撑座上的两个滑板，其中，弓头上的滑板与接触网直接接触，是动车组中最容易诱发故障的部件之一，主要表现为弓角缺失、变形、异物、电弧烧伤以及磨耗超限等故障，车顶的受电弓与接触网接触取用电能的过程中，时常因为受电弓长期与接触网接触而磨损等原因，出现故障“硬点”，即接触力突变的位置，并在行车中与“之”字形分布的接触网相对运动时发生跳跃而导致瞬时断路分离和拉弧现象，导致接触网的电线以及受电弓烧损。
[0004]现有技术中，对于弓网运行状态的检测主要都是采用图像的方法，但图像检测存在设备安装复杂，往往需要一系列的不同类型、不同角度、不同位置安装的多个摄像机，系统复杂、维护困难，且后期图像识别的数据量大、计算效率低、抗干扰差，实时性差，难以及时检测弓网运行状态，一定程度上无法及时发现动车组运行的安全隐患。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种弓网运行状态监测系统，以解决目前采用图像对弓网运行状态进行监测的效率低以及实时性差的技术问题。
[0006]本专利技术的上述目的可采用下列技术方案来实现：
[0007]本专利技术提供一种弓网运行状态监测系统，包括力学监测装置以及数据处理装置，所述数据处理装置接收所述力学监测装置获取的力学监测数据，并根据所述力学监测数据生成第一弓网运行状态信息；其中，所述力学监测数据包括接触力、横向阻力以及升降高度，所述力学监测装置包括：接触力监测模块，用于监测受电弓与接触网之间的所述接触力；阻力监测模块，用于监测所述受电弓受到的与行驶方向相反的所述横向阻力；导高监测模块，用于监测所述接触网的所述导高。
[0008]本专利技术的实施方式中，所述受电弓的滑板通过弓头弹簧与滑板支撑座相连接；所述接触力监测模块包括：加速度监测单元，用于监测所述滑板在竖直方向上振动时的加速
度；垂向力监测单元，用于监测所述滑板受到的所述弓头弹簧的支撑力；接触力数据处理单元，用于根据所述加速度和所述滑板的质量，获得所述滑板在竖直方向上的惯性力，并根据所述惯性力和所述支撑力获得所述接触力。
[0009]本专利技术的实施方式中，所述受电弓具有两个滑板，两个所述滑板相互平行且垂直于行驶方向延伸设置，所述滑板在其延伸方向上具有相对的第一端和第二端，所述加速度监测单元包括多个加速度传感器，其中，至少一所述加速度传感器靠近第一端设置在一所述滑板上，至少另一所述加速度传感器靠近第二端设置在另一所述滑板上。
[0010]本专利技术的实施方式中，所述垂向力监测单元包括多个垂向力传感器，多个所述垂向力传感器安装在所述滑板与所述滑板支撑座之间。
[0011]本专利技术的实施方式中，所述阻力监测模块包括至少一阻力传感器，至少一所述阻力传感器安装在所述受电弓的弓角支撑座的中心位置处。
[0012]本专利技术的实施方式中，所述导高监测模块包括至少一位移传感器以及导高数据处理单元，所述位移传感器安装在所述受电弓的升降弓机构的下臂杆上，所述位移传感器用于监测所述下臂杆的转动角度，所述导高数据处理单元用于根据所述转动角度获得所述导高。
[0013]本专利技术的实施方式中，所述力学监测装置还包括拉出值监测模块，所述力学监测数据还包括拉出值；其中，所述拉出值监测模块包括拉出值数据处理单元以及多个限位开关，多个所述限位开关相对于所述受电弓的弓头的中心对称设置在所述受电弓的两个弓角上，所述拉出值数据处理单元用于根据所述限位开关的开关量信号获得所述拉出值。
[0014]本专利技术的实施方式中，所述力学监测装置还包括车顶数据传输模块以及车内数据传输模块，所述车顶数据传输模块用于采集所述力学监测数据并将所述力学监测数据传输至所述车内数据传输模块，所述车内数据传输模块用于将所述力学监测数据传输至所述数据处理装置。
[0015]本专利技术的实施方式中，所述弓网运行状态监测系统还包括光学监测装置，所述数据处理装置接收所述光学监测装置获取的光学监测数据，并根据所述光学监测数据生成第二弓网运行状态信息；其中，所述光学监测数据包括运行图像、拉弧监测数据以及环境温度，所述光学监测装置包括：图像监测模块，用于获取所述受电弓的运行图像；拉弧监测模块，用于监测所述受电弓与所述接触网之间产生的拉弧，并生成所述拉弧监测数据；温度监测模块，用于监测所述接触网与所述受电弓之间的接触温度。
[0016]本专利技术的实施方式中，所述数据处理装置通过无线传输模块将所述第一弓网运行状态信息和所述第二弓网运行状态信息传输至地面数据中心。
[0017]本专利技术的特点及优点是：
[0018]本专利技术的弓网运行状态监测系统，通过接触力监测模块监测受电弓与接触网之间的接触力，通过阻力监测模块监测受电弓受到与行驶方向相反的横向阻力，以及通过导高监测模块监测接触网的导高，进而通过数据处理装置将力学监测装置获取的力学监测数据处理生成第一弓网运行状态信息，数据处理简单，实时性更好。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使
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。
[0020]图1为本专利技术的弓网运行状态监测系统的结构示意图。
[0021]图2为本专利技术的接触力监测模块的结构示意图。
[0022]图3为本专利技术的导高监测模块的结构示意图。
[0023]图4为本专利技术的拉出值监测模块的结构示意图。
[0024]图5为本专利技术的力学监测装置在受电弓的弓头上的安装示意图。
[0025]图6为本专利技术的车顶数据传输模块和车内数据传输模块的结构示意图。
[0026]图7为本专利技术的车地数据传输示意图。
[0027]图中：
[0028]1、力学监测装置；101、接触力监测模块；102、阻力监测模块；103、导高监测模块；104、加速度监测单元；105、垂向力监测单元；106、接触力数据处理单元；107、加速度传感器；108、垂向力传感器；109、阻力传感器；11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弓网运行状态监测系统，其特征在于，包括力学监测装置以及数据处理装置，所述数据处理装置接收所述力学监测装置获取的力学监测数据，并根据所述力学监测数据生成第一弓网运行状态信息；其中，所述力学监测数据包括接触力、横向阻力以及导高，所述力学监测装置包括：接触力监测模块，用于监测受电弓与接触网之间的所述接触力；阻力监测模块，用于监测所述受电弓受到的与行驶方向相反的所述横向阻力；导高监测模块，用于监测所述接触网的所述导高。2.根据权利要求1所述的弓网运行状态监测系统，其特征在于，所述受电弓的滑板通过弓头弹簧与滑板支撑座相连接；所述接触力监测模块包括：加速度监测单元，用于监测所述滑板在竖直方向上振动时的加速度；垂向力监测单元，用于监测所述滑板受到的所述弓头弹簧的支撑力；接触力数据处理单元，用于根据所述加速度和所述滑板的质量，获得所述滑板在竖直方向上的惯性力，并根据所述惯性力和所述支撑力获得所述接触力。3.根据权利要求2所述的弓网运行状态监测系统，其特征在于，所述受电弓具有两个滑板，两个所述滑板相互平行且垂直于行驶方向延伸设置，所述滑板在其延伸方向上具有相对的第一端和第二端，所述加速度监测单元包括多个加速度传感器，其中，至少一所述加速度传感器靠近第一端设置在一所述滑板上，至少另一所述加速度传感器靠近第二端设置在另一所述滑板上。4.根据权利要求2所述的弓网运行状态监测系统，其特征在于，所述垂向力监测单元包括多个垂向力传感器，多个所述垂向力传感器安装在所述滑板与所述滑板支撑座之间。5.根据权利要求1所述的弓网运行状态监测系统，其特征在于，所述阻力监测模块包括至少一阻力传感器，至少一所述阻力传感器安装在所述受电弓的弓角支撑座的中心位置处。6.根据权利要求1所述的弓网运行状态监测系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛恩承，张瑞芳，刘峰，延九磊，曾陆洋，丁瑞志，杨旭林，高凯，
申请(专利权)人：北京纵横机电科技有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所铁科纵横天津科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：