文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
基于超声波的受电弓滑板磨耗检测系统设计
姓名：尹保来
申请学位级别：硕士
专业：机械电子工程
指导教师：王伯铭
20090501
摘要西南交通大学硕士研究生学位论文铁路系统的高速化是其发展的必然趋势，而电气化正是实现高速化的必要条件。受电弓是电力机车的关键部件，其功能是从接触网上获取电能为机车供电，因此受电弓工作状态的好坏直接影响着电力机车的受流情况。受电弓长期暴露在自然环境下工作，其与接触网之间存在机械磨损，且在其触线和离线瞬间会出现拉弧现象，高温电弧会对受电弓滑板产生严重的电烧蚀。为了保证电力机车可以正常受流，对受电弓表面的磨损状况进行检测是非常有必要的，而且根据监测所得到的受电弓滑板表面磨损状态可以很好地测评受电弓滑板的性能及诊断接触线路设备设计的合理性。通过分析比较目前行业中已有的受电弓磨耗检测装置或方法的优缺点，本文设计了一种以超声波传感器作为检测元件的新型受电弓磨耗检测系统。刂瞥ùǜ衅骼床饬康缌凳电弓滑板的磨耗值，将超声波测量原理运用到电力机车受电弓滑板磨耗检测中，通过个超声波传感器对受电弓滑板表面进行在线、多点、分时测量，并通过数据处理后在计算机上显示其实际三维图形。本文包括下位机系统、上位机系统及装置结构框架设计三个部分：下位机系统主要负责数据采集和传输，以酒魑4砥鳎饕0ùǜ衅鞔シ⒌缏贰⒋感器返回信号处理电路、串口通信电路及镅员嘈吹某绦虼耄簧衔换统砑是用甇编写的用户操作界面，主要负责对检测数据进行处理、保存和显示，包括串口编程、数据库编程及三维图形显示编程；装置结构框架包括悬臂和传感器箱体。关键词：受电弓滑板；磨耗检测；超声波；酒第该系统基于
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．尹， 幕诛姊沙戳。学位论文版权使用授权书槐Ｃ芤皇褂帽臼谌ㄊ椤西南交通大学撕本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位Ｃ芸冢年解密后适用本授权书；朐谝陨戏娇蚰诖颉论文。本学位论文属于名作论位期学日，卜：
硼．舌．、铱森西南交通大学学位论文创新性声明元件，将超声波测量原理运用到受电弓滑板的磨耗检测中。本文将超声波测距原理运用到受电弓滑板的磨耗检测中，使得上位机的数据处理更加简单；对受弓滑板进行定点测量，没有运动部件，系统控制容易，不会发生机械故障；以芯片作为控制元件，使系统运行更快，功能更强：系统的上位机采用了可视化仿真技术，利用开发的上位机可视化仿真程序可以模拟出受电弓的磨耗状本文通过分析当前电力机车受电弓使用现状和检测手段，提出以超声波传感器作为检测况，比较直观。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下：
鲨麟麟翟攀雾鬻翻黔※誉爹譬瑟第一章绪论研究的背景和意义国内受电弓检测现状西南交通大学硕士研究生学位论文从年日至年眨夜废群蠼辛肆未筇速，随着铁路系统电气化程度的不断提高及电力机车速度的不断加快，为了保证电力机车安全与稳定的运行，对电力机车各关键部位的状态监测就显得尤为重要了。其中对受电弓与接触网之间接触状态的检测就是一个非常重要的环节。为了确保受电弓与接触网之间的良好接触，就必须对受电弓滑板的表面状态进行检测。根据现场考察发现，受电弓滑板报废主要是因为中间部分磨损严重或被击碎，如图、尽目前铁路系统中．对电力机车受电弓磨耗的检测，大多采用人工目测㈤，采用此方法必须停车，这足电力机车入库检修的一个工序，费时费力，如图荆静荒芏曰凳艿绻惺凳奔觳狻⒃谙呒觳狻Ｖ挥谢敌惺还第图逯胁磕ニ鹧现幽锇逯胁勘换魉
西南交通大学硕士研究生学位论文定里程后，才能将机车驶入机务段，进行系统检查和维修。机车在行驶过程中，发生受电弓损坏，若机车司机及时发现，会升后弓作业，但若司机未能及时发现，则受损的受电弓对接触线可能造成严重刮伤。目前国内外开发了一系列的滑板磨耗检测装置，如国内的移动激光传感器检测，日本的阆窕远觳庾爸煤统翟毓庀思觳庀低车取移动激光传感器检测，此方法能够做到自动检测、精确测量，但不足之处是机车仍需停车检测，同样无法实现