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CN108859870B - 一种电气化铁路接触网的支撑机构 - Google Patents

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CN108859870B
CN108859870B CN201810486944.2A CN201810486944A CN108859870B CN 108859870 B CN108859870 B CN 108859870B CN 201810486944 A CN201810486944 A CN 201810486944A CN 108859870 B CN108859870 B CN 108859870B
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contact line
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梁可义
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Wang Meihua
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M1/00—Power supply lines for contact with collector on vehicle
    • B60M1/12—Trolley lines; Accessories therefor
    • B60M1/20—Arrangements for supporting or suspending trolley wires, e.g. from buildings

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Abstract

本发明属于电气化铁路领域，具体涉及一种电气化铁路接触网的支撑机构，它包括穿有接触线的空筒、定位臂、传感器、控制器和电机，当传感器测出实时的风向数据时，控制器控制电机运行带动定位臂与空筒转动，接触线处于与风向平行的位置，接触线的风振减弱。本发明使接触网可自动地与风向保持平行，使接触网的抗风性动态可调，使其可以应对复杂多变的气候环境，提高了接触网的抗风能力、减小电气化铁路风害损失。

Description

一种电气化铁路接触网的支撑机构
技术领域
本发明属于电气化铁路领域，特别涉及一种电气化铁路接触网的支撑机构。
背景技术
风区、风口的大风作用及隧道口的涡流风场作用会使接触网发生复杂的振动及风偏，影响弓网运行动态质量，威胁弓网接触安全。中铁第一勘察设计院集团有限公司的强风环境下的铁路电气化接触网及其参数确定方法采用结构高度为 1100mm、跨距不大于50m、承力索张力与接触线张力匹配合适、整体钢腕臂结构、转换柱和道岔柱为双腕臂柱、接触线与承力索分支柱下锚的简单链形悬挂系统。(参考专利文献CN102756671B)。同济大学的专利产品一种高速铁路接触网反定位弹性阻尼器支撑机构，该腕臂结构包括平腕臂、斜腕臂、定位管、定位器以及定位管支撑，支撑机构包括阻尼生成单元及定位销钉单元，阻尼生成单元一端与定位管固定连接，另一端通过定位销钉单元与定位器连接，阻尼生成单元沿斜向布置，并分别与定位器、定位管连接，共同构成支撑结构(参考专利文献 CN104890534B)。
发明内容
本发明提供了一种电气化铁路接触网的支撑机构，其可以应对复杂多变的气候环境，具有动态可调的抗风性，以提高接触网的抗风能力、减小电气化铁路风害损失。
包括：
平腕臂，与支柱垂直固定连接；
第一定位臂，一端可转动嵌入平腕臂内；
第二定位臂，一端固定在支柱上，另一端与第一定位臂末端铰接；
第一电机，设置在平腕臂上，用于控制第一定位臂的转动；
第二电机，设置在第一定位臂上，用于控制空筒的转动；
传感器，设置在支柱上，用于监测实时风向；
空筒，其长度为m，内部穿有接触线，其设置在第一定位臂的末端并由第二电机驱动旋转；
控制器，其与传感器、第一电机、第二电机信号连接；
控制器被配置为：
(1)建立以空筒中心为原点、接触线所在方向为X轴、朝向铁轨内侧方向为Y轴、竖直向上方向为Z轴的空间坐标系；
(2)获取风向数据，建立风向的三维矢量，并将该三维矢量分别向Xoy、Zox平面投影得到第一平面向量和第二平面向量；
(3)计算出第一平面向量与X轴之间的夹角θ、第二平面向量与Z轴之间的夹角μ；
(4)根据θ控制第一电机驱动第一定位臂使空筒在Xoy平面内旋转第一角度α，使两个相邻的空筒之间的接触线在Xoy平面上的投影与X轴之间的夹角从 0゜变为θ，也即接触线在Xoy平面上与第一平面向量平行，
其中，
Figure GDA0001687728290000021
(5)根据μ控制第二电机驱动空筒在Zox平面内旋转第二角度β，使两个相邻空筒之间的接触线在Zox平面上的投影与Z轴之间的夹角从90゜变为μ，也即接触线在Zox平面上与第二平面向量平行，
其中，
Figure GDA0001687728290000022
本发明的有益效果是：采用了根据风向改变接触线位置的接触网支撑结构，接触网可自动化的与风向保持平行，使接触网的抗风性动态可调，可以应对复杂多变的气候环境，提高了接触网的抗风能力、减小电气化铁路风害损失。
附图说明
图1示出了支撑机构简图；
图2示出了接触线调整示意图；
图3示出了公式推导简图。
具体实施方式
下面参照附图，详细描述本系统的结构以及所实现的功能。
如图1-2所示，
平腕臂1，与支柱垂直固定连接；
第一定位臂2，一端可转动嵌入平腕臂1内；
第二定位臂3，一端固定在支柱上，另一端与第一定位臂2末端铰接；
第一电机4，设置在平腕臂1上，用于控制第一定位臂2的转动；
第二电机5，设置在第一定位臂2上，用于控制空筒7的转动；
传感器6，设置在支柱上，用于监测实时风向；
空筒7，其长度为m，内部穿有接触线8，其设置在第一定位臂2的末端并由第二电机5驱动旋转；
控制器9，其与传感器6、第一电机4、第二电机5信号连接；
控制器9被配置为：
(1)建立以空筒7中心为原点、接触线所在方向为X轴、朝向铁轨内侧方向为Y轴、竖直向上方向为Z轴的空间坐标系；
(2)获取风向数据，建立风向的三维矢量，并将该三维矢量分别向Xoy、Zox平面投影得到第一平面向量和第二平面向量；
(3)计算出第一平面向量与X轴之间的夹角θ、第二平面向量与Z轴之间的夹角μ；
(4)根据θ控制第一电机4驱动第一定位臂2使空筒7在Xoy平面内旋转第一角度α，使两个相邻的空筒7之间的接触线8在Xoy平面上的投影与X轴之间的夹角从0゜变为θ，也即接触线8在Xoy平面上与第一平面向量平行。
计算公式为：其中，
Figure GDA0001687728290000031
(5)根据μ控制第二电机5驱动空筒7在Zox平面内旋转第二角度β，使两个相邻空筒7之间的接触线8在Zox平面上的投影与Z轴之间的夹角从90゜变为μ，也即接触线8在Zox平面上与第二平面向量平行。
计算公式为：其中，
Figure GDA0001687728290000032
如图3所示，公式推导过程如下：
由余弦定理可得：
Figure GDA0001687728290000041
又有：
Figure GDA0001687728290000042
将(2)带入(1)得：
Figure GDA0001687728290000043
推导完毕。
本领域技术人员应该认识到，不背离正如一般性地描述的本发明的实质和范围，可以对各个特定的实施例中示出的发明进行各种各样的变化和/或修改。因此，从所有方面来讲，这里的实施例应该被认为是说明性的而并非限定性的。同样，本发明包括任何特征的组合，尤其是专利权利要求中的任何特征的组合，即使该特征或者特征的组合并未在专利权利要求或者这里的各个实施例中被明确地说明。

Claims (1)

1.一种电气化铁路接触网的支撑机构，包括：
平腕臂，与支柱垂直固定连接；
第一定位臂，一端可转动嵌入平腕臂内；
第二定位臂，一端固定在支柱上，另一端与第一定位臂末端铰接；
第一电机，设置在平腕臂上，用于控制第一定位臂的转动；
第二电机，设置在第一定位臂上，用于控制空筒的转动；
传感器，设置在支柱上，用于监测实时风向；
其特征在于，
空筒，其长度为m，内部穿有接触线，其设置在第一定位臂的末端并由第二电机驱动旋转；
控制器，其与传感器、第一电机、第二电机信号连接；
控制器被配置为：
(1)建立以空筒中心为原点、接触线所在方向为X轴、朝向铁轨内侧方向为Y轴、竖直向上方向为Z轴的空间坐标系；
(2)获取风向数据，建立风向的三维矢量，并将该三维矢量分别向Xoy、Zox平面投影得到第一平面向量和第二平面向量；
(3)计算出第一平面向量与X轴之间的夹角θ、第二平面向量与Z轴之间的夹角μ；
(4)根据θ控制第一电机驱动第一定位臂使空筒在Xoy平面内旋转第一角度α，使两个相邻的空筒之间的接触线在Xoy平面上的投影与X轴之间的夹角从0゜变为θ，也即接触线在Xoy平面上与第一平面向量平行，
其中，
Figure FDA0002791771530000011
(5)根据μ控制第二电机驱动空筒在Zox平面内旋转第二角度β，使两个相邻空筒之间的接触线在Zox平面上的投影与Z轴之间的夹角从90゜变为μ，也即接触线在Zox平面上与第二平面向量平行，
其中，
Figure FDA0002791771530000012
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