(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210924672.6 (22)申请日 2022.08.03 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114964389 A (43)申请公布日 2022.08.30 (73)专利权人 成都凯磁科技有限公司 地址 610000 四川省成 都市成华区宝耳路2 号2栋大学生创业园 (72)发明人 王虹　蒋禹　 (74)专利代理 机构 成都正德明志知识产权代理 有限公司 513 60 专利代理师 雷正 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01)(56)对比文件 CN 113238121 A,2021.08.10 谭梦颖.基于受电弓振动状态的接 触网实时 故障诊断技 术研究. 《CNKI》 .2019,全 文. 审查员 刘利 (54)发明名称 一种受电弓滑板运行状态评估系统及方法 (57)摘要 本发明公开了一种受电弓滑板运行状态评 估系统及方法， 系统包括相互连接的参数检测系 统和参数评估系统， 其中， 所述参数检测系统包 括接触压力检测设备、 切向力检测设备、 摩擦因 数计算模块、 图像采集设备、 电流采集设备、 电弧 检测设备、 红外成像设备和滑板老化程度检测设 备。 本发明对受电弓滑板进行多参数检测， 解决 了之前技术检测系统检测手段单一的问题。 同时 本发明检测手段灵活、 检测数据准确。 同时通过 多参数评估， 能够更真实、 准确的反应受电弓滑 板运行状态。 权利要求书4页 说明书13页 附图2页 CN 114964389 B 2022.10.21 CN 114964389 B 1.一种受电弓滑板运行状态评估系统， 其特征在于， 包括相互连接的参数检测系统和 参数评估系统； 其中， 所述参数检测系统包括接触压力检测设备、 切向力检测设备、 摩擦因数计算模 块、 图像采集设备、 电流采集设备、 电弧检测设备、 红外成像设备和滑板老化 程度检测设备； 所述摩擦因数计算模块分别与所述接触压力检测设备和 切向力检测设备 连接； 所述接触压力检测设备用于检测受电弓滑板与接触线之间的接触压力； 切向力 检测设 备用于计算接触线与受电弓滑板之 间的摩擦力； 摩擦因数计算模块用于计算受电弓滑板与 接触线之间的摩擦因数； 图像采集设备用于采集受电弓滑板表面图像， 还用于计算受电弓 滑板磨损量和受电弓滑板磨损厚度； 电流采集设备用于采集电流计算受电弓接触失效率； 电弧检测设备用于计算燃弧率和总燃弧率； 红外成像设备用于采集受电弓滑板温度； 滑板 老化程度检测设备用于检测受电弓滑板内的超声 波传播速度； 所述参数评估系统包括接触压力评估模块、 摩擦因数评估模块、 磨损评估模块、 电弧评 估模块、 滑板温度评估 模块、 滑板老化 程度评估 模块和综合评估 模块； 所述接触压力 评估模块与 所述接触压力 检测设备连接， 所述摩擦因数评估模块与 所述 摩擦因数计算模块连接， 所述磨损 评估模块与所述图像采集设备连接， 所述电弧评估模块 分别与所述电流采集设备和电弧检测设备连接， 所述滑板温度评估模块与所述红外成像设 备连接， 所述滑板老化 程度评估 模块与所述滑板老化 程度检测设备 连接； 所述综合评估模块分别与所述接触压力 评估模块、 摩擦因数评估模块、 磨损评估模块、 电弧评估 模块、 滑板温度评估 模块和滑板老化 程度评估 模块连接； 所述接触压力 评估模块用于获取接触压力 评估系数， 所述摩擦因数评估模块用于获取 摩擦因素评估系数， 所述磨损 评估模块用于获取重量磨损 评估系数， 所述电弧评估模块用 于获取接触评估系 数， 所述滑板温度评估模块用于获取基体温度评估系 数， 所述滑板老化 程度评估模块用于获取老化程度评估系数， 所述综合评估模块用于获取电弓滑板运行状态 系数。 2.一种基于权利要求1所述权利要求的受电弓滑板运行状态评估系统的受电弓滑板运 行状态评估方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 通过参数检测系统采集受电弓滑板与接触线的参数； S2、 将受电弓滑板与接触线的参数输入参数评估系统， 得到电弓滑板运行状态系数， 完 成电弓滑板运行状态评估。 3.根据权利要求2所述的受电弓滑板运行状态评估方法， 其特征在于， 所述S1中， 受电 弓滑板与接触线的参数包括受电弓滑板与接触线之 间的接触压力、 受电弓滑板与接触线之 间的摩擦力、 受电弓滑板与接触线之间的摩 擦因数、 受电弓滑板的磨损量、 受电弓滑板的磨 损厚度、 受电弓接触失效率、 燃弧率、 总燃弧率、 受电弓滑板温度和受电弓滑板内的超声波 传播速度。 4.根据权利要求3所述的受电弓滑板运行状态评估方法， 其特征在于， 确定所述受电弓 滑板与接触线之间的接触压力的方法具体为： 通过接触压力检测设备测定受电弓设定的四个位置的压力， 并根据四个位置的压力计 算受电弓滑板与接触线之间的接触压力； 其中， 计算受电弓滑板与接触线之间的接触压力 的表达式具体为：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114964389 B 2式中， 分别为四个位置的压力， 为第一系数， 为第二系数， 为第三系 数， 为第四系数； 确定所述受电弓滑板与接触线之间的摩擦力的方法具体为： 通过切向力 检测设备检测作用在受电弓滑板水平方向上的力， 并通过下式计算接触线 与受电弓滑板 之间的摩擦力 f； 其中， 所述作用在受电弓滑板水平方向上的力包括空气动力 的水平分力和接触线与受电弓滑板之间的摩擦力； 式中， 为空气动力， 为空气动力的水平 分力， 为安装受电弓的机车速度， k为与 受电弓的弓头工作高度无关的恒定系数， 为与受电弓的运行位置无关的恒定系数， 为受 电弓滑板水平方向上受到的与运动方向相反的力； 确定所述受电弓滑板与接触线之间的摩擦因数的方法具体为： 通过摩擦因数计算模块 根据下式计算得到摩擦因数 u； 。 5.根据权利要求4所述的受电弓滑板运行状态评估方法， 其特征在于， 确定所述受电弓 滑板的磨损量和受电弓滑板的磨损厚度的方法包括以下分步骤： SA1、 通过图像采集设备采集受电弓滑板表面图像； SA2、 将所述受电弓滑板表面图像通过中值滤波法进行滤波处理， 得到滤波处理后的图 像； SA3、 对滤波处 理后的图像进行 卷积积分， 并通过 下式计算受电弓滑板的磨损量； 式中， 为损失函数， 为状态类别 的 损失， 为状态类 别 的预测概率； 为状态类别 的有效值， 且当 不为0时有值； 为回归损失函 数， 为预测位置， 为真实区域； SA4、 通过梯度算子计算滤波处理后的图像梯度幅值及方向， 将受电弓滑板边缘图像与 初始受电弓滑板边 缘图像进行对比， 得到滑板磨损厚度； 确定所述受电弓接触失效率的方法具体为： 通过电流采集设备采集受电弓滑板与接触线之间传输的电流， 并通过下式计算受电弓 接触失效率 CQ； 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114964389 B 3