本发明属于刚性接触网检测，尤其涉及一种刚性接触网接触线工作面粗糙度检测装置及检测方法。
背景技术：
1、在城市轨道交通供电系统中，刚性悬挂接触网作为一种主要的供电方式，车辆通过受电弓与接触线接触取流，在加速及特殊工况区段接触线工作面磨耗后粗糙度变大，直接影响受电弓滑板取流质量，对车辆行车安全构成影响，因此对接触线的工作面状态进行准确、快速的检测就显得尤为重要。目前线路运维的主要方式为人工现场检查后进行维护，投入人力成本高、作业强度大、维护效率低，而且人工容易出现漏检，同时人工高空作业存在一定安全隐患。
2、与本发明最接近的现有技术是“接触线磨耗动态测量方法及装置cn 113701628a”，该方法包括：获取测量的接触线的位置参数，以及沿接触线的横截面方向扫描得到的一维图像；结合接触线位置参数，在一维图像中确定接触线所在的成像区域；在接触线的成像区域内确定接触线的磨耗面的像素宽度；根据磨耗面的像素宽度计算磨耗参数。
3、现实中，接触线存在横向拉出值(一般为±250mm)及垂向0～10mm的导高变化范围，接触线表面粗糙度ra一般为微米或亚微米级。要拍摄能够分辨粗糙度尺度的高分辨率图像，必须采用微距相机，微距相机成像的视野很小，不能完全覆盖接触线拉出值的范围，且接触线导高变化范围大，微距相机的景深不能满足导高变化范围要求。可见，如果上述方法采用微距相机是难以连续获得能够分辨粗糙度尺度的接触线工作面高分辨率图像。
技术实现思路
1、本发明提供一种刚性接触网接触线工作面粗糙度检测装置及检测方法，动态检测时可跟随接触线之字形轨迹并能随动补偿垂直方向接触线导高变化，实现对汇流排接触线工作面状态进行连续拍摄记录和粗糙度实时在线检测。
2、本发明所采用的技术方案是：一种刚性接触网接触线工作面粗糙度检测装置，包括小车，所述小车上设有升降平台，所述升降平台上设有支撑座，所述支撑座上通过随动机构连接有随动架，所述随动架上垂直于线路方向设有直线模组和可自由转动的滚筒，且滚筒位于直线模组的上方；所述直线模组上通过安装座固定有镜头竖直向上的微距相机，且微距相机位于滚筒下方；所述随动架一侧设有位移传感器，所述直线模组依据位移传感器获取的位置信息带动微距相机始终跟随接触线之字形轨迹移动；所述随动架通过滚筒与接触线工作面相抵跟随接触线导高变化上下浮动，使微距相机的镜头与接触线工作面始终等物距；当小车顺线路运动时，启动微距相机对接触线工作面进行连续拍摄，获取接触线工作面图像数据，将该图像数据与既有接触线工作面粗糙度ra值样本照片比对，得到接触线工作面粗糙度ra值。
3、所述支撑座包括倒t型固定座，所述倒t型固定座垂直于线路方向布置且其底部固定在升降平台上，所述倒t型固定座上端平行于线路方向固定有两个支撑板；所述随动架包括两个位于所述支撑板内侧且与所述支撑板平行布置的墙板，所述滚筒安装在两个墙板的顶端之间，所述直线模组安装在两个墙板的底端之间；所述随动机构对称设置在所述支撑板的外侧，且随动机构的上端分别与所述墙板的上端铰接、下端分别与所述支撑板铰接。
4、所述随动机构包括连杆、氮气弹簧，所述连杆的中部与所述支撑板铰接、上端与所述墙板的上端铰接，所述氮气弹簧的固定端与所述支撑板铰接、伸缩端与连杆下端铰接。
5、所述滚筒并排等高设置两个。
6、所述安装座上装有照明灯，且照明灯位于微距相机的左右两侧。
7、所述随动架一侧设有l型固定架，所述位移传感器安装在l型固定架竖直段上。
8、检测装置的检测方法，包含下述步骤：
9、第一步，建立接触线工作面粗糙度ra值样本照片数据库，并存储在所述小车自带的计算机控制系统中；
10、第二步，将检测装置设置在待检测路段的起始位置，并在所述计算机控制系统中设定待检测路段接触线工作面粗糙度阈值范围；
11、第三步，将所述升降平台上升至工作位置，并保证所述滚筒与接触线工作表面以恒压力接触；再调整好微距相机、位移传感器、照明灯的工作姿态；
12、第四步，启动小车沿走行轨匀速行驶，启动微距相机对接触线工作面区域进行连续拍摄，同时将图像数据信号传送至所述计算机控制系统中与所述接触线工作面粗糙度ra值样本照片数据库比对分析，得到接触线工作面粗糙度ra值数据，并对粗糙度ra值超过设定阈值的图像数据报警并存储带线路位置信息的该图像数据信息。
13、第五步，通过人工分析上述粗糙度ra值超过设定阈值的图像数据信息，确定粗糙度ra值超过设定阈值的接触线工作面实际位置。
14、接触线工作面粗糙度ra值样本照片数据库的建立方法为：首先在静态下用粗糙度检测仪对刚性接触网接触线工作面的实际磨耗粗糙度ra值进行实测，并对应拍摄得到图像数据，然后对得到的图像数据按粗糙度ra0.05、ra0.1、ra0.2、ra0.4、ra0.8、ra1.6、ra3.2、ra6.4、ra12.5、ra25、ra50、ra100、ra200、ra400、ra800、ra1600数值分别进行标定后存储即可。
15、第三步中所述恒压力为40±5n。
16、第四步中所述小车的行驶速度为5-20km/h。
17、相较于现有技术，本发明具有的有益效果：
18、1、本发明动态检测刚性悬挂接触线工作面粗糙度时，不受接触线拉出值及导高变化的影响，实现在线连续检测，提高了刚性悬挂接触网运维的智能化程度，有效降低运维人员的工作强度，同时避免人工误检、漏检，提高检测可靠性和准确性。
19、2、本发明动态检测时相机可跟随接触线之字形轨迹移动，并能随动补偿垂直方向接触线导高变化，实现相机物距恒定，连续获得能够分辨粗糙度尺度的接触线工作面高分辨率图像，实现了对汇流排接触线工作面状态进行连续拍摄记录和粗糙度实时在线检测。
20、3、本发明通过建立接触线工作面粗糙度ra值样本照片数据库，通过计算机实时比对即可得到接触线工作面粗糙度ra值，简单实用、效率高、成本低。
1.一种刚性接触网接触线工作面粗糙度检测装置，其特征在于：包括小车(1)，所述小车(1)上设有升降平台(2)，所述升降平台(2)上设有支撑座(3)，所述支撑座(3)上通过随动机构(5)连接有随动架(4)，所述随动架(4)上垂直于线路方向设有直线模组(6)和可自由转动的滚筒(7)，且滚筒(7)位于直线模组(6)的上方；所述直线模组(6)上通过安装座(8)固定有镜头竖直向上的微距相机(9)，且微距相机(9)位于滚筒(7)下方；所述随动架(4)一侧设有位移传感器(10)，所述直线模组(6)依据位移传感器(10)获取的位置信息带动微距相机(9)始终跟随接触线(11)之字形轨迹移动；所述随动架(4)通过滚筒(7)与接触线工作面相抵跟随接触线(11)导高变化上下浮动，使微距相机(9)的镜头与接触线(11)工作面始终等物距；当小车(1)顺线路运动时，启动微距相机(9)对接触线(11)工作面进行连续拍摄，获取接触线(11)工作面图像数据，将该图像数据与既有接触线工作面粗糙度ra值样本照片比对，得到接触线(11)工作面粗糙度ra值。
2.根据权利要求1所述的刚性接触网接触线工作面粗糙度检测装置，其特征在于：所述支撑座(3)包括倒t型固定座(3-1)，所述倒t型固定座(3-1)垂直于线路方向布置且其底部固定在升降平台(2)上，所述倒t型固定座(3-1)上端平行于线路方向固定有两个支撑板(3-2)；所述随动架(4)包括两个位于所述支撑板(3-2)内侧且与所述支撑板(3-2)平行布置的墙板(4-1)，所述滚筒(7)安装在两个墙板(4-1)的顶端之间，所述直线模组(6)安装在两个墙板(4-1)的底端之间；所述随动机构(5)对称设置在所述支撑板(3-2)的外侧，且随动机构(5)的上端分别与所述墙板(4-1)的上端铰接、下端分别与所述支撑板(3-2)铰接。
3.根据权利要求2所述的刚性接触网接触线工作面粗糙度检测装置，其特征在于：所述随动机构(5)包括连杆(5-1)、氮气弹簧(5-2)，所述连杆(5-1)的中部与所述支撑板(3-2)铰接、上端与所述墙板(4-1)的上端铰接，所述氮气弹簧(5-2)的固定端与所述支撑板(3-2)铰接、伸缩端与连杆(5-1)下端铰接。
4.根据权利要求1或2或3所述的刚性接触网接触线工作面粗糙度检测装置，其特征在于：所述滚筒(7)并排等高设置两个。
5.根据权利要求4所述的刚性接触网接触线工作面粗糙度检测装置，其特征在于：所述安装座(8)上装有照明灯(12)，且照明灯(12)位于微距相机(9)的左右两侧。
6.根据权利要求5所述的刚性接触网接触线工作面粗糙度检测装置，其特征在于：所述随动架(4)一侧设有l型固定架(13)，所述位移传感器(10)安装在l型固定架(13)竖直段上。
7.权利要求1-6任意一种检测装置的检测方法，其特征在于包含下述步骤：
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于接触线工作面粗糙度ra值样本照片数据库的建立方法为：首先在静态下用粗糙度检测仪对刚性接触网接触线工作面的实际磨耗粗糙度ra值进行实测，并对应拍摄得到图像数据，然后对得到的图像数据按粗糙度ra0.05、ra0.1、ra0.2、ra0.4、ra0.8、ra1.6、ra3.2、ra6.4、ra12.5、ra25、ra50、ra100、ra200、ra400、ra800、ra1600数值分别进行标定后存储即可。
9.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于：第三步中所述恒压力为40±5n。
10.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于：第四步中所述小车(1)的行驶速度为5-20km/h。
