[12]实用新型专利说明书
[21]ZL 专利号
00200843.2
[51]Int.CI7
B61K 9/00G01R 31/00
[45]授权公告日2000年11月15日[22]申请日2000.01.20
[73]专利权人北京蔚蓝天科技开发中心
地址100076北京市9203信箱[72]设计人张岩 胡伟力 孙鲁 赵俊杰 缪曙云
[11]授权公告号CN 2405835Y
[21]申请号00200843.2
[74]专利代理机构国防专利事务所
代理人胡永贵 江亚平
权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 6 页
[54]实用新型名称
受电弓测试仪
[57]摘要
受电弓测试仪用于自动检测电力机车各类单双臂受电弓技术性能指标,由微机、机箱、电机、鼓轮、传感器、钢丝绳等组成。提供一种能保证受电弓升降时匀速运动,能真实反映受电弓接触压力与升、降弓高度的连续变化关系的全自动测试仪,可靠地满足各种类型受电弓特性的检测。具备便携、车上原位检测、实时彩色显示特性曲线、数据存储、结果打印等功能,采用微机全自动控制,提高了对受电弓性能参数测试的准确性、及时性。测试仪采用触摸屏操作技术,全中文界面,简化了操作。
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权 利 要 求 书
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1.一种电力机车受电弓测试仪包括电机平台和测试仪主机两部分，电机平台上的驱动电机(1)通过变速箱(2)带动电动钢索鼓轮(3)，钢索(4)缠绕在鼓轮(3)上，一端固定，另一端接拉力传感器(5)，拉力传感器(5)一端系于挂钩(6)，通过挂钩(6)挂在受电弓的上转轴(7)上，其特征在于：鼓轮(3)另侧装有一个与鼓轮(3)同轴的用于计量钢索(4)运动的光栅编码器(8)，弓头橡胶止档(9)上固定有弓头运动到位测试终止的位置传感器(10)，测试仪主机采用嵌入式工业微机，微机配有测试数据的数据采集装置和测试控制用的驱动器，微机安装有为测试编制的程序，各种控制键显示在屏幕上，构成触摸按扭键方式，电机平台机箱(11)下部有磁性吸附装置(12)。
2.如权利要求1所述的电力机车受电弓测试仪，其特征在于：所述的磁性吸附装置(12)，带有磁性吸附装置释放和提升机构，磁性吸附装置或者选用电动磁铁吸附装置，或者采用永久磁铁吸附装置。 3.如权利要求1或2所述的电力机车受电弓测试仪，其特征在于：永久磁性吸附装置(12)位于电机平台机箱(11)两端的底座(13)内，吸附装置(12)，或设置一个，位于电机平台机箱(11)下方中部，或设两个，位于电机平台机箱(11)下方两头，或设四个，位于电机平台机箱(11)下方四角，吸附装置(12)的上部与一升降导向杆(14)连接，导向杆(14)由电机平台机箱(11)底座(13)内贯穿至电机平台机箱(11)顶部，导向杆(14)有一卡梢(15)，导向杆(14)上端有把手(16)，底座(13)的导向杆(14)过孔处有一豁口(17)，导向杆(14)的上方有控制把手(16)。
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说 明 书
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受电弓测试仪
本实用新型的受电弓测试仪涉及一种测试铁路电力机车受电弓特性用的自动测试仪器。
受电弓是电网向电力机车输送电能的唯一部件，一旦发生弓网事故，将影响整个区段安全运行。受电弓的性能是影响电力机车安全运行的重要参数。因此，受电弓的性能要求经常监示和检测。受电弓特性是指升、降弓时的静态接触压力与升、降弓高度的变化关系以及升、降高度与升降时间的关系。这两种关系直接反映机车运行中的弓网关系。
目前，受电弓特性大多采用受电弓特性试验台来进行。国内现有的受电弓特性试验台属于人工型或半自动型。例如，中国实用新型专利说明书CN2316662Y公开了一种便携式受电弓测试仪，它由机架、挂钩、钢丝绳、滑轮组、传感器、传动装置、仪表箱等组成，测试时由人工摇动摇把，控制受电弓的升降，输出参数以数显表显示，采用人工记录。这种受电弓测试仪的缺点是：自动化程度不高，手工操作多，采用人工摇把；人工摇把也不能保证受电弓升降时的匀速运动，直接影响了测试结果的准确性，输出以间断的数显表显示，不能真实反映受电弓接触压力与升、降弓高度的连续变化关系，仪器的通用性不强，不能满足各种类型受电弓性能检测的需要；另外，这种试验台体轻，直接使用易被受电弓上升时同时将测试台带起。为此，测试时机架不得不需要固定在受电弓绝缘瓷瓶上，进而增加了操作负担。
本实用新型的目的是提供一种减少手工操作、能够自动测试受电弓特性的便携式全自动测试仪。
本实用新型的受电弓测试仪包括电机平台和测试仪主机两部分，电机平台上的驱动电机通过变速箱带动电动钢索鼓轮卷筒，钢索缠绕在鼓轮卷筒上，一端固定，另一端接拉力传感器，拉力传感器通过挂钩测试时挂在受电弓的上转轴上，鼓轮另侧装有一个与鼓轮卷筒同轴的用于计量钢索运动的光栅编码器，弓头橡胶止档上固定有弓头运动到位测试终止的位置传感器，测试仪主机采用嵌入式工业微机，微机配有测试数据的数据采集装置和测试控制用的驱动器，微机安装有为测试编制的程序，电机、拉力传感器、光栅编码器、位置传感器通过驱动器、数据采集装置与微机连接，
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测试仪电机平台机箱下部有磁性吸附装置。
本实用新型的受电弓测试仪由于采用测试传感器和微机，可实现全自动测量，同时电机平台可以借助磁性装置的强吸力稳固地吸附在电力机车车体上，测试仪不需另加配重或捆绑等操作，使得本实用新型的受电弓测试仪体积小，重量轻，实现了便于携带的功能。 本实用新型的受电弓测试仪附图有六个： 图1受电弓测试仪电机平台机箱结构示意图； 图2受电弓测试仪工作状态图； 图3受电弓测试仪测试原理图； 图4受电弓静态特性曲线测试流程图； 图5受电弓最大升弓高度测试流程图； 图6受电弓升降弓时间测试流程图。
下面结合附图和实施例对本实新型进行详细说明。
本实施例的受电弓测试仪的结构和工作状态如图1和图2所示，它包括电机平台和测试仪主机两部分，电机平台上的驱动电机1通过变速箱2带动电动钢索鼓轮3，钢索4缠绕在鼓轮3上，一端固定，另一端接拉力传感器5，拉力传感器5一端系于挂钩6，通过挂钩6挂在受电弓的上转轴7上，鼓轮3另侧装有一个与鼓轮3同轴的用于计量钢索4运动的光栅编码器8，弓头橡胶止档9上固定有弓头运动到位测试终止的位置传感器10，测试仪主机采用嵌入式工业微机，电机1、拉力传感器5、光栅编码器8、位置传感器10通过驱动器、数据采集装置与微机连接，测试仪电机平台机箱11下部有磁性吸附装置12。微机发生的各种控制信号通过驱动器转换实现对电机等机电部件的动作，数据采集装置将采集到的模拟信号转换成数字信号送给微机进行数据处理，微机安装有为测试编制的程序，各种控制键设计成屏幕触摸按扭键方式。
由于受电弓在升降时有很强的升起力，测试时测试仪易被拉起，测试工作无法进行。为此，一般的受电弓特性试验台有的是做得很重，试验台太重携带和换车测试时移动很不方便；有的虽然做得体积小，但使用时需捆绑，给操作增加了工作量。本实施例的受电弓测试仪电机平台机箱下部设置了磁性吸附装置，并带有磁性吸附装置释放和提升机构。使用时将磁性吸附装置释放，磁性吸附装置吸附在机车上，测试完成拉起磁性吸附装置锁住即可方便的拿走。受电弓测试仪的磁性吸附装置或者选用电磁铁吸附装置，或者采用永久磁铁吸附装置，本实施例的受电弓测试仪以永久磁铁吸附装置为例(见图1，图1中测试仪主机未绘制，吸附装置只给出一
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个)。永久磁铁吸附装置12位于电机平台机箱11的底座13内，吸附装置12或设置一个，位于测试仪下方中部，或设置两个，位于测试仪下方两头，或设置四个，位于测试仪下方四角，吸附装置12的上部与一升降导向杆14连接，导向杆14由电机平台机箱11的底座13内贯穿至电机平台机箱顶部，导向杆14有一卡梢15，导向杆14上端有把手16，底座13的导向杆14过孔处有一豁口17，豁口17允许卡梢15通过。导向杆14的上、下运行由位于电机平台机箱上方的把手16控制，当需磁铁处于非吸附状态时，提起把手16，使卡梢15经底座13的过孔豁口17运动到底座13的上方，导向杆14旋转一定角度(如90度)，将卡梢15卡在底座13的上方，于是永久磁铁吸附装置12悬空离地，失去与机车的强吸附力，使测试仪很容易提起拿走，实现了便携功能。同理，要使磁铁处于吸附状态时，提起把手16，回转一定角度，卡梢15通过过孔豁口17，放下把手16即可。
本实施例的受电弓测试仪可实现强，关键部件，如微机、拉力传感器，驱动器、光栅编码器、数据采集装置与位置传感器等市场均有售，其它机件也容易制作。下面对本实施例的受电弓测试仪的原理的和工作过程做一简要描述。
测试时将测试仪置于车顶18上，提起把手16，旋转一定角度，放下把手16，使磁铁将电机平台机箱11牢固地吸咐在车顶18上，把挂钩6挂在受电弓的上转轴杆7上，接好各检测插头，关好与升降弓有联锁开关的机车门窗。检查气压符合要求后，再接通司机室被测弓的升弓电磁阀开关。接通测试仪主机电源，待显示器上显示主画面后，即可测试受电弓特性参数。
本实施例的受电弓测试仪工作原理如图3所示。由计算机通过驱动器对电机1发出指令，驱动钢索4控制受电弓的工作状态。同时，由拉力传感器5和光栅编码器8通过数据采集装置向计算机输入采集数据。 图4给出了测试静态特性曲线的框图。测试仪将对受电弓的力与高度的静态特性进行自动测试，并将测试曲线实时显示在显示屏上。按屏幕上的“曲线”键，计算机通过驱动器对电机1发出指令，驱动变速箱2控制鼓轮3正转放出钢索4，受电弓上升，拉力传感器5、光栅编码器8将采集到的压力、高度数据通过数据采集装置输送给计算机，屏幕实时显示受电弓上升时力与高度的静态特性曲线图。当受电弓上升高度大于H1(最大升弓高度)时，计算机通过驱动器对电机1发出指令，驱动变速箱2控制鼓轮3反转收回钢索4，受电弓下降，拉力传感器5、光栅编码器8将采
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集到的压力、高度数据通过数据采集装置输送给计算机，屏幕实时显示受电弓下降时压力与高度的静态特性曲线图。当受电弓下降高度小于H2(最低降弓高度)时，计算机通过驱动器对电机1发出停止指令，控制电机1停止转动，同时，屏幕显示受电弓上升与下降的压力差曲线图。 最大升弓高度的测试原理如图5所示。按屏幕上的“高度”键，计算机控制电机1驱动鼓轮3正转放出钢索4，受电弓上升，拉力传感器5、光栅编码器8将采集到的压力、高度数据通过数据采集装置输送给计算机，屏幕实时显示受电弓压力与高度测试结果，待压力值趋于F1(零压力)时，计算机控制电机1，停止旋转，屏幕显示受电弓最大升弓高度的测试结果。
升降弓时间测试原理如流程图6所示：按屏幕上的“时间”键，计算机控制电机1驱动鼓轮1正转放出钢索4，受电弓上升，拉力传感器5、光栅编码器8将采集到的压力、高度数据通过数据采集装置输送给计算机，屏幕实时显示受电弓压力与高度测试结果，当受电弓上升高度大于H1时，计算机控制电机1，停止旋转，记录电磁阀断电时刻T1(降弓时间起始时刻)。计算机控制电机1驱动鼓轮3反转收回钢索4，受电弓下降，当受电弓下降至与位置传感器10相接触时，位置传感器10将采集到的终止信号通过数据采集装置输送到计算机，计算机记录时刻T2(降弓时间终止时刻)。此时，计算机又控制电机1驱动鼓轮3正转放出钢索4，受电弓上升，拉力传感器5采集压力数据输入计算机，当受电弓所受压力大于F1时，记录时刻T3(升弓时间终止时刻)。微机控制电机1，停止旋转，屏幕显示升降弓时间，即下降时间＝T2-T1，上升时间＝T3-T2。 本实用新型的受电弓测试仪除具备准确测量出受电弓的最大升弓高度、受电弓上所加的静态压力、升降弓时力与高度的静态特性曲线以及记录受电弓的升降时间等功能外，还具有自动记录测试日期、测试结果存储、测试结果打印输出等功能。
测试结果的保存：按屏幕上的“保存”键，此时屏幕上显示输入受电弓序号，通过屏幕上弹出的键盘上的数字键将被测受电弓的序号输入，按“确认”键后即自动将上述测试结果保存在仪器内。
测试结果的查找：按屏幕上的“查找”键，此时屏幕上显示受电弓序号，点中将要查找的受电弓序号，“确认”后屏幕上显示该序号受电弓的前次测试结果。
测试结果的打印：通过“查找”键将需打印的受电弓序号显示于屏幕上，按屏幕上的“打印”键，此时打印输出屏幕所显示序号的测试结果。
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打印内容包括：力与高度的静态特性曲线、升降弓时间、最大升弓高度、检测年月日等。
本实施例的受电弓测试仪可直接用于车上原位检测。由于采用微机全自动控制，提高了对受电弓性能参数测试的准确性、及时性。测试仪采用触摸屏操作技术，全中文界面，简化了操作，既实现了便携又可靠地满足各种类型受电弓特性的检测。
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说 明 书 附 图
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图1
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图2
图3
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图4
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图5
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