高速铁路接触网便携式检测及作业平台的研究
发布时间:2013-07-23 14:59:03 编辑:wwxianlong
本文摘要:绵阳市铁人电气设备有限公司副总经理许可 今天我要汇报的就是这款产品是接触网便携式检测和作业平台,它主要功能就是对接触网工区日常检...
绵阳市铁人电气设备有限公司副总经理许可
今天我要汇报的就是这款产品是接触网便携式检测和作业平台,它主要功能就是对接触网工区日常检测和作业起一个辅助的作用。这个平台设计当中,我们主要优化了以往的一些测量方法,同时采用了一些新的材料工艺和结构设计。
目前常用的铁路接触网检测设备它最大的优点就是说它的检测速度快,一般的跑个四五十公里一点问题都没有,最快可以到120公里,现在新的作业车可以到160公里了,它就是测量速度快。不过也有一些缺点:首先它动用得占轨道区间,现在高铁一个区间差不多是70公里,就是说如果是普通的列车按照50公里的速度开的话,也得开耽误一个小时。另外就是它的测量精度可能有一点低,一般的话在80公里以内,保证它的测量精度可以达到正负十毫米,但是如果说速度更高的话,也许就更低了,就只可以达到正负15个毫米。
我们公司研发的接触网几何参数测量仪已经广泛的使用了,它主要对接触网参数进行静态的测量,比较便携,最大的优点精度高,拉出值可以达到正负四个毫米,导致可以达到正负2毫米,不足就是可以静态的测量,日常测一个锚段,或者说几个跨距问题不大,现在高铁作业时间就是3-4个小时,如果说这样来测量的话,可能劳动强度相对而言就会大一些。
我们公司根据高铁的测量要求开发出了接触网综合巡检装置,这种装置在高铁线路可以推行的测量,就是推到了我们要测的定位点或者说吊弦,推到下面的时候,我们可以看到它配了一个十寸的平板电脑,不需要调节,它的那个定位器很清晰的呈现在了屏幕上面,如果说我们要测哪一个点,屏幕上点那一个点,下面它的激光测量装置会找到那个点,对它进行测量,它的精度非常的高,也是拉出值可以达到正负4毫米,导高可以达到正负2毫米,其它的参数500高差都可以测量。折叠后的重量是20公斤,高铁上道的时候把它搬上去,一分钟的时间进行组装,就可以在高铁上测量了,这个产品已经在国内的几条高铁上得到了推广和应用,得到了广大用户的好评。
我们公司的接触网测量系列产品中主要有三款设备,已经在全路得到了广泛的应用。但是我们现在就是有一点问题呢:轨道车它可以连续的测量,它的测量速度快,如果说用静态检测装置呢,它的精度高,但是测量的速度慢,我们就是在想可以不可以生产出一个产品,既可以便携,但是又可以动态的连续测量,而且就是说使用起来方便,使用起来更加轻巧这是我们后面要介绍的。
我们公司生产的钢管梯车结构简单,它的负载可以达到300公斤的负载,在日常作业广泛的使用,它的自身的重量是135公斤,梯车改进过后采用了进口材料生产的梯车,它在高铁作业也是存在一个问题。现在因为高铁有很多的高架桥,往往我们开始之前就把作业梯车开到了桥下面等着,一旦天窗点开始了,我们的接触网弓就把梯车的散件或者说底盘这些都抬到高架桥上面去然后再进行组装,这样浪费了一定的人力时间,本来我们时间不多,如果再浪费时间在运输和组装,那么就有更大的浪费了。同样我们还有一些传统的产品,我没有图片,比如说绝缘挂梯和绝缘软梯,它的缺点就是负载不能太大,而且一旦挂到了承力索上面不能像梯车一样在轨道上面顺着它进行移动,到下一个作业点必须收纳起来之后,再挂上去,这样就比较繁琐,所以说我们也在考虑,能不能做一个既有梯车的灵便性,又像绝缘挂梯那样轻巧又可以折叠呢?
我们公司也生产了一些适合在工区和车间上使用的一些工具,比如说卡线器、铝合金链条,还有接地线,还验电器,对讲机,还有扳手,一些液压切刀和工具,这些工具在作业当中是不可或缺的。但是平时咱们都是放在工区的工具架,真正有抢修的时候,一样一样的再取出来,耽误了抢修的速度,能不能把这些东西分类归纳起来,放在一个固定的位置,减轻运输的重量,可以不可以把有的东西,有的主要部件都是一样的,可以不可以互用。还有就是可以不可以引用一些新的设备,把以前需要几个设备才可以实现的功能,用一个设备就可以把这个功能实现了。这样的话遇到真正抢修的时候,抢修人员还有这些抢修工具设备,都可以在第一时间赶到抢修的现场。
接触网便携式检测和作业平台是我们公司生产的一种专业的便携式检测设备,我们看到它可能直观的印象就是一个人字梯,但是它可以实现的功能,首先可以对接触网的几何参数进行测量,它的主要的测量装置的话,在人字梯顶部,同时可以对接触网的部件进行高清摄像,是一个全高清的画质。还有它具有传统梯车作业平台的形式,可以看到就是说人是可以上去进行作业的,就是说把上面的那个检测设备和成像设备换下来人可以在上面作业。就是说咱们看到了这个梯车离那个接触线有一定的距离,是这样的一个情况。因为我们这个梯车,就是说这个平台主要针对高铁作业来使用的,高铁的导高5.1米-5.3米,我们现在拍摄的到处是5.8米的到处,比咱们的实际导高高了50公分左右,所以说实际上接触线离这个梯车不是很远。这个梯车最大的那个优点是可以实现快速的折叠和便携,就是说5分钟可以组装好,总重量有60公斤,不到咱们传统的那个钢管梯车的一半的重量。
现在咱们看到的这两个设备,一个就是激光扫描雷达,它主要就是负责对接触网的几何参数来进行测量,右边的这个就是一个可控制的云台,上面有一个全高清的摄像头,主要对接触网的部件来进行成象的。右边这张图可以清楚的看到,在作业平台的顶端,这两个设备安放在这个上面的,然后我们下面的,顺着这个管子里面有数据线,主要负责给上面的两个设备进行供电的。
首先,激光测量装置每秒扫描速度可以达到每秒50hz,对接触网进行扫描的测量,梯车顶部有附加的衡量,主要用来存放锂电池组以及高清度的传感器,主要在推行的过程中,对梯车本身在轨道上运行的时候,对它进行一个修正和补偿。还有一个在附加横梁下面是一个激光测量仪,对轨距确定,这个确定了以后,我们上面测试的参数结合轨距,才可以得到真正需要的拉出值和导高值,这个测出来是一个连续的。梯车推行速度不大于5公里的速度,我们算一下,就是说其实每秒的话好像就是说五千除以三千六百秒,就是说每秒我们怎么走一米多,那么一秒钟的时间我们要进行50次的测量,所以说相当于每三公分左右,我们就对它测了一次,这样可以保证我们接触网参数测量的一连续性,为后期的动态分析预留很好的数据基础。这套设备的综合测量精度可以达到正负8毫米左右,就是说它可能精度比咱们静态的接触网激光参数测量仪低一点,比接触网动态的轨道检测车上的进度高上很多。
下面这个图就是一个摄像头,它是200万象素的摄像机,放在云台上面,放在云台上,因为云台的高度已经有4米多了,它就可以很清楚的把接触网的部件看出来。在我们推行的过程中的话,就可以把接触网承力索,包括螺丝可以很清楚的成像出来,这个云台可以360度的旋转,方便对其它零部件进行观测。就是把它拍摄过后,对数据进行自动分析。但是我们这样考虑的,因为我们这个产品是应用在接触网工区的,接触网工区一次作业两个小时,那么就拍摄了两个小时的画面,这两个小时的画面就是按照步行速度5公里来算,我们走了10公里的线路拍摄了两个小时的画面,在工区两个小时的时间进行回放,对它进行回放和检查,因为拍摄速度比较慢了,回放比较清晰,一次作业可以检测十公里。一个工区是70公里,然后上下有140公里,差不多十多次的作业,可以完成一次对咱们接触网零部件的一个高清的摄像头回放相当于人工进行了观测,看有没有异常。
同时,因为考虑到了作业都是夜间,所以说我们附加了红外夜视照明功能,拍摄的图片主要也就是说为了接触网以后的状态分析,提供更高清的基础数据。同时,我们在这个装置上配备了一个十寸的平板电脑,在推行的过程中,我们可以实时的显示它的画面和它的测量数据。在这儿的话因为是拍照不清楚,可以模糊的看到定位器,这边应该是拉出值和导高值的图,可以显示和回放,所有的数据我们都是通过无线进行传输,本身的电池可以工作5个小时。
下面我再对这个平台的本身来做一下介绍,首先这个的主体部分为什么重量轻,因为我们采用了碳纤维的材料,这个碳纤维的材料,是钢密度的1/4,重量是钢的1/4,最大的载荷就是200公斤。因为考虑到了这个梯车,它就是在高铁作业上是一个对轨道车的一个补充,遇到更换腕臂或者说大型的作业,肯定还是用轨道车,我们这个东西主要就是在日常中,处理日常一些小的问题,或者说更换一些小的部件可以采用它,主要采用了人字形的结构设计,非常便于折叠,适合一般强度的作业。这张图片另外一个角度看,我们把上面的那个检测和成像装置去掉了以后成了一个人字梯,而且我们可以看到这个梯灯和咱们传统的梯灯不一样,传统的梯灯是垂直于轨道的前进方向,现在它是平行轨道的前行方向,就是说在两边。
从轨道外面爬上去的,不像以前从里面怕。有一些梯灯换成软的,也便于折叠,减轻质量。梯车折叠好后,我们可以看到其实每一次都可以折叠在一起,我们把这扇取下来了,以这样的方式进行交叉折叠,总共有4个梯灯,还有两个轮子的底盘也是折叠的,轮距1米长,梯灯长度2米,宽度450毫米,就是说0.45米。下面我要介绍的也是钢铁作业相关的,就是抢修驻点工具包,很多的工具特别的多,那么在抢修的时候我们先把它,我们提前就把它归类,我们给它设计了相应的背包和提包,背包可以在轨道上进行拖动,然后我们也优化了抢修工具的构成。比如说像以验电器、接地线、杂物杆,这些东西都是一些长的绝缘关,工区的标准配备上都是一个头一套杆,抢修的时候杆比较长,如果杆全部带齐的话就比较够呛,现在我们就是用进口环氧树脂做了一套杆,把所有的杂物杆,接地线验电器头换成了一个通用的模式,就是说咱们在抢修的时候,只需要把这些东西带上,那么就可以形成一个基本的抢修力量所需要的一些工具,那么它都在里面,包括什么卡线器,对讲机,望远镜这些。这就是现场使用的一些情况,它可以在轨道上进行滑动拉,可以人工背着进行前行。
对液压工具我们也进行了优化。液压工具在我们的接触网抢修当中占相当大的比例。咱们现在看到的这个液压工具,专门用于手动接触线切刀,用来抢修接触线的。再下面一个就是电动切刀,这不是切接触线,切承力索之类的,也是一个电动的一个手动的,电动的是枪式的,这个体积比较大,有一点不便于携带,手动的没有电动的方便。还有一个就是电动的液压钳,这些东西都是工区抢修时候所必备的液压工具,那么这样的液压工具呢,但是抢修的时候,它们的液压系统其实都是一样的,我们可以看出来,其实也是它的头不一样,那么现在我们就根据现场的实际需要和德国的厂家联系,然后它们专门为我们设计出了一款既可以进行接触线导线切割,又可以实现普通的承力索什么钢绞线的切割,可以完成压接冲孔的功能。采用的结构就是直柄式的结构,这个手对比起来,知道了这个设备没有多大,放在抢修工具包可以带到现场,它的使用也比较方便。我们如果说要对它进行其它功能的切换,只需要把中间的这个模具不是这个头,只需要更换这块中间的模具,就可以实现这三种功能的进行转换,就是说接触线的切割,普通的切割,还有段子的压接以及冲孔这些功能。所以说我们对接触网液压工具也对它进行优化,其主要的目的呢,也就是说为了在抢修包的东西少而精,可以很方便的带到抢修左右的现场,满足需要。
这是设备的全家福,后面的就是抢修驻点包,中间的就是检测装置,这个就是折叠好之后的平台。我们做了一个这样的实验,平时咱们用这些东西的话,不动轨道车的话也得动专用的那个工程车,把它拉到桥下面,而这整套设备的话,我们就是用了别克凯越,把后排坐放了以后,这些东西都可以装进去,就是说抢修的现场,如果说遇到紧急的情况,把这些东西一个小轿车就可以马上把它弄到高铁的抢修现场或者说桥下面,把它进行组装,进行使用。