[发明专利]无轨电车智能受电弓装置及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及无轨电车受电弓的智能控制领域。具体涉及一种能控制无轨电车受电弓自动寻找接触线，实现无轨电车超车的机电一体装置。

背景技术

无轨电车具有零排放，效率较高，马力较大，噪音较小等诸多优点。但是它只能在接触线下方较窄的范围内行驶，灵活度较差，不能超车，并且无轨电车的受电弓降下后，需要人工接入接触线，费时费力，限制了它的广泛应用。

目前，社会上解决无轨电车自动升弓的装置都需要由人直接或者间接对准，不但降低了受电弓升弓的效率，而且在升弓时又分散了驾驶员精力，容易造成事故。其中，实现无轨电车升弓精确对准通常采用斜面机构，在行驶时，斜面的顶端容易产生相互干涉，降低了系统的可靠性，斜面的引导也给架空接触线带来很大的应力，较大地降低了接触线的使用寿命。

在超车方面，提出了很多方法，归纳起来有如下两类：

一、将原来是两根裸线的接触线改造成槽形，侧面是正极，顶面是负极，而且原来双杆改造成为单杆。这样改造涉及到改造线路，成本很高。双杆改单杆失去稳定性，使电车可靠性和使用寿命下降，而且，超车过程中需要人工干预。

二、使用滑道滑轨的方法，让后车的受电弓在前车的滑道中从后方滑至前方，这种方法只能实现单侧超车，而且，超车时，后车受电弓的纵向加速度非常大，容易造成后车受电弓弹起后脱离接触线。

考虑到以上方法的缺点，我们设计了一种智能控制的无轨电车受电弓，实现受电弓能快速而准确的接入接触线和无轨电车超车，本方法可实现双侧超车，超车过程不用人工干涉，在对接接触线时可大大减少人工干预，有效提高无轨电车灵活性，降低驾驶员劳动强度。因此具有一定的实用价值。

发明内容

本发明为解决现有无轨电车只能实现单侧超车且在超车过程中受电弓与接触线之间无法实现自动接入的问题，提供一种无轨电车智能受电弓。

无轨电车智能受电弓装置，包括弓座总成、弓架总成和线夹总成，所述弓座总成一端安装在车顶上，弓座总成另一端与弓架总成的一端铰接，弓架总成另一端与线夹总成铰接；所述弓座总成包括圆形弓座体、弓座旋转电动机、受电弓位置传感器、第一受电弓升降电动机、第二受电弓升降电动机、摄像头、主断路器和中央控制器；所述第一受电弓升降电动机和第二受电弓升降电动机安装在圆形弓座体对称设置的用于铰接弓架总成的凸台上，弓座旋转电动机固定在第一受电弓升降电动机的下部，中央控制器固定在第二受电弓升降电动机的下部，所述主断路器固定在第一受电弓升降电动机和第二受电弓升降电动机的一侧，所述受电弓位置传感器固定在车体上并与圆形弓座体的中心对准；摄像头固定在圆形弓座体外圆边缘上对称设置凸台的中间；

所述弓架总成包括弓架体、弓架底座、弓架顶座、距离调节雷达、通信单元、红外线摄像头和拉紧弹簧；所述弓架顶座固定在弓架体的一端与线夹总成连接；弓架底座固定在弓架体的另一端与圆形弓座体连接；所述红外线摄像头安装在靠近弓架顶座的中间位置，所述距离调节雷达安装位置靠近弓架顶座与红外线摄像头的位置平行，并在所述红外线摄像头的下方；所述通信单元设置在弓架体上，拉紧弹簧设置在弓架体的下部靠近弓架底座处；

所述线夹总成包括活动线夹、线夹基板、基座和驱动齿轮，所述活动线夹和驱动齿轮以齿轮齿条方式啮合；所述活动线夹底部的凸脊与线夹基板上的凹槽配合；线夹基板与基座铰接连接。

无轨电车智能受电弓的应用方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、无轨电车驶入电气化区段后，驾驶员根据摄像头获得的图像，采用左右调节按钮调整受电弓的位置，使接触线位于红外线摄像头的镜头范围内，启动升弓程序；

所述升弓程序具体过程为：断开主断路器，分开活动线夹，调用接触线跟踪程序定位接触线位置，控制弓座旋转电动机使受电弓的弓头移到接触线正下方附近，此位置能保证垂直升弓后接触线嵌入分开的活动线夹中间；最后垂直升弓；

步骤二、步骤一启动升弓程序后，受电弓准确接入接触线，启动无轨电车探测程序，探测在同一接触线上取电流运行的其他无轨电车；

步骤三、所述无轨电车探测程序根据步骤二所述的同一接触线内运行的其他无轨电车的位置判断是否需要超车，如果否，则无轨电车探测程序继续探测，如果是，自动启动超车控制程序，实现超车；

所述的超车控制程序由前车与后车配合实现，步骤为：

步骤a、后车启动超车控制程序并判断接触线是否在后车上方，如果是，则超车控制程序向前车发送降弓并回位的信号，如果否，则向前车发送降弓的信号；