【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种集电器以及一种操作集电器的方法，该集电器设置在轨道车辆的车顶上，用于将能量从架空接触线的接触线传递到轨道车辆。集电器包括定位装置，该定位装置具有设置在其上的滑动件，定位装置相对于接触线移动滑动件，并且在滑动接触位置利用压紧力将滑动件压靠在接触线上以建立滑动接触，该压紧力借助于定位装置的驱动机构和弹簧机构产生在滑动件上。
技术介绍
1、为了通过接触线向有轨和非有轨车辆提供电力，经常使用由碳制成的滑动件。这种滑动件总是受到由于碳材料磨耗而磨损的影响。当使用这种滑动件时，例如在火车的机车上，有必要在已经达到最终磨损极限之前更换它们，以防止危险的操作状态、缺陷或故障。当紧急关闭功能通常集成在滑动件中时(这导致在已经达到最终磨损程度时或者甚至在达到最终磨损程度之前如果滑动件损坏(例如断裂)，则滑动件下降)，一旦已经启动这种紧急关闭，进一步的能量供应以及因此车辆的进一步操作由于这种滑动件而不再可能。为了避免这种情形，以规律间隔检查滑动件的磨损程度。这些检查通常由人员执行，其中，因为滑动件设置在车辆(如机车)的车顶上，所以只能很费力很困难地进行检查，并且由于高压流过接触线，必须采取特定的安全措施。因此，在机务段以规律间隔进行这种检查。为了避免这些复杂的检查，已知部分自动化的磨损监测系统，该磨损监测系统可以在已经达到磨损极限时发出信号。wo 2014/173798 a2公开了一种具有磨损指示标记的滑动件，该磨损指示标记可以借助于红外相机被检测。当经过位于路线上的相机时，可以借助于相机对滑动件进行记录，并且可以通过图像处理识别磨
2、此外，定位装置常常包括摇臂或摇杆或枢转导向器或受电弓，通过其中的任何一种滑动件借助于弹簧机构通过压靠在接触线上，并且因此施加所需的压紧力以建立安全的滑动接触。弹簧机构可以由波纹管、拉伸弹簧和/或压缩弹簧形成。弹簧机构补偿轨道车辆的移动和接触线的变化进程。取决于轨道车辆的路线到接触线的相对距离和轨道车辆的速度，强烈波动的力可以作用在滑动件上，由此滑动件严重地应变。在滑动件本身和/或定位装置中也可能引起振动。当滑动件从接触线上提升时，可能会产生电弧，由此滑动件的磨损由于材料的电损失而增加。这总体上导致增加了检修集电器和更换滑动件的工作，这取决于架空接触线的组成。因此，在轨道车辆的测试运行框架中测试架空接触线的轨迹区段是已知的。为此，专门为此目的提供的轨道车辆必须装备有专门用于此目的的测量技术，例如用于拍摄接触线图像的相机。因此，这种检查是昂贵的，并且仅允许对架空接触线的操作状态进行快照。
技术实现思路
1、因此，本专利技术的目的是提出一种操作集电器的方法，以及一种集电器和一种具有集电器的监测系统，其中任何一者都允许改进操作。
2、这种目的通过具有权利要求1的特征的方法、具有权利要求24的特征的集电器以及具有权利要求25的特征的监测系统来实现。
3、根据本专利技术的用于操作设置在轨道车辆的车顶上的集电器、用于将能量从架空接触线的接触线传递到轨道车辆的方法使用集电器来进行，集电器包括具有设置在其上的滑动件的定位装置。定位装置使滑动件相对于接触线移动，并且在滑动接触位置利用压紧力将滑动件压靠在接触线上以建立滑动接触。压紧力借助于定位装置的驱动机构和弹簧机构产生在滑动件上。集电器具有具有测量装置的测量单元，测量装置的传感器设备的至少两个传感器设置在定位装置和/或滑动件上。测量值借助于传感器在每种情况下在滑动接触位置记录，借助于测量装置的处理设备对测量值处理，处理设备将测量值相互关联，并且确定描述集电器和/或架空接触线的操作状态的特征值。
4、滑动件包括接触元件，该接触元件通常由碳制成，并能够抵靠接触线并且因此可以与其建立电连接。这种接触元件由滑动件载体保持，该滑动件载体又固定在称为受电弓或摇臂的元件上。这种受电弓或摇臂形成用于滑动件的定位装置，并因此与滑动件结合形成称为集电器的实体。集电器本身设置在车辆的车顶上，以与车辆上方的接触线建立接触。
5、通过根据本专利技术的方法，计划集流器包括具有测量装置的测量单元，该测量装置本身具有具有至少两个传感器的传感器设备。传感器设置在定位装置和/或滑动件上，尽管它们通常可以设置在集电器上的任何位置。借助于传感器设备或者更确切地说是传感器，定位装置和/或滑动件的不同的测量值可以在每种情况下在滑动接触位置记录。这些测量值是物理测量变量，其与定位装置、滑动件和架空接触线具有直接的操作关系，并且在集电器的操作器件受制于变化。借助于处理设备，处理使用相应的传感器测量的测量值和/或测量变量，并且确定适于描述集电器和/或架空接触导线的操作状态的特征值。至关重要的是，处理设备将传感器的相应的测量值彼此关联，以便确定特征值。这使得可以以特征值的形式获得关于集电器和/或架空接触导线的操作状态的进一步信息。处理设备相应地执行来自至少两个传感器的至少两个测量值的计算。根据传感器的类型，测量值可以具有相同或不同的性质。例如，第一传感器可以测量定位装置的竖直移动，第二传感器可以测量滑动件的竖直移动。处理设备将这两个测量值进行关联，例如通过处理设备在计算特征值时考虑两个测量值之间的连接，例如相对于平坦接触线的路线中的凸起，或者反之亦然。如果滑动件和定位装置的竖直移动是相同的，则移动是由接触线的进程引起的，而不是由路线引起的。
6、特征值可以是参数化值、特征、特征数或数据集。特征值也可以包含在数据集中。特别地，计划借助于处理设备对测量值进行数字处理，以便因此获得可以进行数字处理的特征值。处理设备因此由至少一个数字电子电路形成，该数字电子电路可以处理传感器的模拟和/或数字信号。例如，处理设备也可以是可编程逻辑控制器(plc)、集成电路(ic)或计算机。
7、由于处理设备确定了适合于描述集电器和/或架空接触线的操作状态的特征值，因此可以确定集电器和/或架空接触线的操作状态、对其进行监测和/或影响集电器的操作状态。操作状态是指在操作期间出现的集电器和架空接触线的结构可变特性。由于集电器的操作状态在很大程度上取决于路线的组成和/或操作状态，因此特征值也可以描述路线的操作状态。总的来说，集电器、架空接触线和路线可以专门地检修，而无需遵守定期维修间隔或使用轨道车辆执行测试运行。总的来说，因此可以以更低的成本操作集电器和架空接触线，意味着可以更经济地操作轨道车辆。
8、因此，定位装置的角位置、加速度、速度、旋转、频率、温度、照度、力、电流、电压、电阻、距离、质量、气压、声音、磨损和/或位置被连续地或不连续地记录和处理为测量值。使用陀螺仪可以容易地测量加速度。使用定位装置的角位置，可以在摇杆或受电弓相对于轨道车辆的枢转点处测量摇杆或受电弓的偏转。为此目的，可以使用在枢转点处的旋转电位计或不同的合适的传感器，例如用于测量倾斜角或旋转角的陀螺仪。可以使用定本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于操作集电器(10、33)的方法，集电器(10、33)设置在轨道车辆(31)的车顶(11、34)上，用于将能量从架空接触线的接触线(16、25、35)传递到轨道车辆，集电器包括定位装置(13、56)，定位装置(13、56)具有设置在其上的滑动件(14、17、27)，定位装置使滑动件相对于接触线移动，并且在滑动接触位置利用压紧力将滑动件压靠在接触线上以建立滑动接触，压紧力通过定位装置的驱动机构和弹簧机构产生在滑动件上，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，定位装置(13、56)的角位置、加速度、频率、温度、照度、力、电流、电压、电阻、距离、质量、气压、声音、磨损和/或位置被连续地或不连续地记录和处理为测量值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少一个加速度传感器用作传感器(47、48)，加速度传感器设置在滑动件(14、17、27)上和/或在定位装置(13、56)上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用至少一个传感器(47、48)，至少一个传感器(47、48)设置在滑动件(14、17、27)内、滑
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当滑动件(14、17、27)沿着接触线(16、25、35)被引导时，处理设备(37、49)进行对测量值的分析。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当发生变化或连续变化时，处理设备(37、49)以规律间隔记录和存储传感器(47、48)的测量值和/或特征值。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，用于致动定位装置(13、56)的致动器通过测量装置(38、44、59)的控制装置(54)控制，定位装置的致动通过控制装置的调节设备(55)根据测量值和/或特征值来调节。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，压紧力由调节设备(55)根据测量值和/或特征值来调节。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，测量装置(38、44、59)将测量值和/或特征值传输到评估单元(39、45、64)，测量值和/或特征值被存储在评估单元的数据库(51、65)中和/或通过评估单元的评估装置(52)被进一步处理。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，测量装置的测量值和/或特征值通过测量装置(38、44、59)的传输设备(60)经由数据连接(40、62、63、67、69、70)传输到评估单元(39、45、64)和/或控制装置(54)，评估单元和/或控制装置与测量单元(36、43、53、58)间隔开或者集成在测量单元中。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，数据连接(40、62、63、69)经由外部数据网络(41、61)建立。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其特征在于，评估单元(39、45、64)处理若干集电器(10、33)的测量单元(36、43、53、58)的测量值和/或特征值。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的方法，其特征在于，通过用户单元(68)建立与评估单元(39、43、53、58)和/或测量单元的数据连接(40、62、63、67、69、70)，测量值和/或特征值被传输和输出到用户单元。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的方法，其特征在于，处理设备(37、49)或评估单元(39、45、64)评估测量值和/或特征值的时间序列，并且确定集电器(10、33)和/或架空接触线的磨损状态，同时考虑与磨损有关的时间相关的分量和/或取决于测量变量的分量。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的方法，其特征在于，通过传感器设备(46)来记录滑动件(14、17、27)的振动，处理设备(37、49)或评估单元(39、45、64)确定滑动件和/或架空控制线的磨损状态。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的方法，其特征在于，处理设备(37、49)或评估单元(39、45、64)将滑动件(14、17、27)和/或接触线(16、25、35)处的电弧、接触线的Z字形进程、冻结的接触线和/或接触线的缺陷确定为操作状态。
17.根据权利要求9-16中任一项所述的方法，其特征在于，处理设备(37、49)或评估单元(39、45、64)对在一段时间内存储的测量值和/或特征值进行样本分析或统计评估，并且从样本分析或统计评估中获得特征数。
18.根据权利要求9-17中任一项所述的方法，其特征在于，处理设备(37、49)或评...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于操作集电器(10、33)的方法，集电器(10、33)设置在轨道车辆(31)的车顶(11、34)上，用于将能量从架空接触线的接触线(16、25、35)传递到轨道车辆，集电器包括定位装置(13、56)，定位装置(13、56)具有设置在其上的滑动件(14、17、27)，定位装置使滑动件相对于接触线移动，并且在滑动接触位置利用压紧力将滑动件压靠在接触线上以建立滑动接触，压紧力通过定位装置的驱动机构和弹簧机构产生在滑动件上，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，定位装置(13、56)的角位置、加速度、频率、温度、照度、力、电流、电压、电阻、距离、质量、气压、声音、磨损和/或位置被连续地或不连续地记录和处理为测量值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少一个加速度传感器用作传感器(47、48)，加速度传感器设置在滑动件(14、17、27)上和/或在定位装置(13、56)上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用至少一个传感器(47、48)，至少一个传感器(47、48)设置在滑动件(14、17、27)内、滑动件上、滑动件的安装轴承(21)上或者保持滑动件的定位装置(13、56)的摇杆上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当滑动件(14、17、27)沿着接触线(16、25、35)被引导时，处理设备(37、49)进行对测量值的分析。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当发生变化或连续变化时，处理设备(37、49)以规律间隔记录和存储传感器(47、48)的测量值和/或特征值。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，用于致动定位装置(13、56)的致动器通过测量装置(38、44、59)的控制装置(54)控制，定位装置的致动通过控制装置的调节设备(55)根据测量值和/或特征值来调节。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，压紧力由调节设备(55)根据测量值和/或特征值来调节。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，测量装置(38、44、59)将测量值和/或特征值传输到评估单元(39、45、64)，测量值和/或特征值被存储在评估单元的数据库(51、65)中和/或通过评估单元的评估装置(52)被进一步处理。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，测量装置的测量值和/或特征值通过测量装置(38、44、59)的传输设备(60)经由数据连接(40、62、63、67、69、70)传输到评估单元(39、45、64)和/或控制装置(54)，评估单元和/或控制装置与测量单元(36、43、53、58)间隔开或者集成在测量单元中。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，数据连接(40、62、63、69)经由外部数据网络(41、61)建立。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其特征在于，评估单元(39、45、64)处理若干集电器(10、33)的测量单元(36、43、53、58)的测量值和/或特征值。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的方法，其特征在于，通过用户单元(68)建立与评估单元(39、43、53、58)和/或测量单元的数据连接(40、62、63、67、69、70)，测量值和/或特征值被传输和输出到用户单元。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的方法，其特征在于，处理设...
【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·帕克勒，多米尼克·帕斯卡·阿诺德，
申请(专利权)人：申克运输系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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