軌道車輛車端關係綜合試驗臺的製作方法

2023-11-11 01:19:02

專利名稱：軌道車輛車端關係綜合試驗臺的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種軌道車輛的試驗臺，更具體地說，本實用新型涉及一種軌道車輛的車端關係綜合試驗臺。
背景技術：
車端是軌道車輛組成中一個必不可少的重要裝置，起到連接各個車廂和在動車驅動下使其順利通過各種線路曲線彎道的作用。車端的性能直接影響著動車組(列車)的運行品質及運行安全。車端關係試驗應是指安裝在車體端部的部件在列車運行過程中，因列車各車體間相對運動和通過曲線彎道時各部件發生相對移動和轉動，通過測量部件的位移和力的變化，測量出車端的剛度及阻尼等參數，為列車動力學分析提供準確的數據。安裝在車端的部件主要包括貫通道、橡膠外風擋(高速動車組)、車鉤、電器連接器及電線電纜和制動管路等。自20世紀80年代以來，世界軌道車輛進入了迅速發展的時代。加拿大政府用500 萬美元向Wabtec公司訂購了 500餘只用於車輛連接的ATX ES車端連接裝置，一種集成的 GPS裝置用於跟蹤和控制，可方便地使列車前後的車輛制動同時進行的裝置。但並未提供一種用於車端檢測的設備。國內從21世紀初開始研究車端，主要由軌道車輛製造廠進行。這些研究也僅僅局限於車端連接裝置的組成和作用，車端減振裝置的研究，車端部件裂紋分析及改進方案等問題，至今還沒有一種能夠在車端部件出現斷裂等問題之前，檢測車端特性參數的車端關係綜合試驗臺。1.中國專利授權公告號為CN2012M406 ；授權公告日2009年4月22日；申請日為2008年6月20日；發明名稱鋁合金車體低地板輕軌車車端下部與下鉸裝置連接結構； 專利號為CN200820072016. 3 ；申請人為長春軌道客車股份有限公司。專利文件中介紹了新型端梁封閉型材下部局部開孔，實現了下鉸對端梁鋁型材的最小破壞。碳鋼加強板增大了螺栓頭和鋁型材端梁的受力面積，避免了螺栓頭位置處端梁型材的應力集中。在加強板上滑槽結構實現了螺栓的防轉。以解決現有高強度材料下鉸對鋁合金型材的破壞問題。不能提供對車端部件的檢測設備。2.中國專利授權公告號為CN201272365 ；授權公告日為2009年7月15日；申請日為2008年9月12日；發明名稱為車端減振裝置；專利號為CN200820133573. 1 ；申請人為南車四方機車車輛股份有限公司。專利文件中介紹了在縱向車體兩端相互之間採用車端減振器，以有效地抑制車體的橫向振動和搖頭運動，對於改善高速軌道車輛的乘坐舒適度有明顯的作用。但未提供一種安裝車端減振裝置前後，用於檢測車端部件特性參數變化的設備。因此，研製開發結構合理、測試方法操作簡單有效的車端關係綜合試驗臺，以此來檢測車端部件的剛度及阻尼等參數，並進行部件幹涉驗證試驗、功能性試驗和研究性試驗， 已是一項迫在眉睫的任務。發明內容本實用新型所要解決的是模擬動車組(列車)運行中車端因剛度及阻尼等參數變化引起的變形與破壞而目前又未有相應的車端檢測設備的問題，提供了一種軌道車輛的車端關係綜合試驗臺。為解決上述技術問題，本實用新型是採用如下技術方案實現的所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺包括六自由度運動平臺總成、桁架車端牆總成、模擬車架及固定平臺總成和測試總成。模擬車架及固定平臺總成安裝在六自由度運動平臺總成的右側，模擬車架及固定平臺總成中固定平臺沿X軸方向的對稱平面與六自由度運動平臺總成中運動平臺沿X軸方向的對稱平面共面，模擬車架及固定平臺總成中模擬車架的上工作面與六自由度運動平臺總成中運動平臺的上工作面處於同一水平面內。桁架車端牆總成由固定端桁架車端牆總成與運動端桁架車端牆總成組成。運動端桁架車端牆總成通過運動端桁架車端牆構架的下端與六自由度運動平臺總成中運動平臺的上工作面螺栓固定連接，固定端桁架車端牆總成通過固定端桁架車端牆構架的下端與模擬車架及固定平臺總成中模擬車架的上工作面螺栓固定連接，固定端桁架車端牆總成沿X 軸方向的對稱平面與運動端桁架車端牆總成沿X軸方向的對稱平面共面。測試總成位於模擬車架及固定平臺總成與六自由度運動平臺總成之間，測試總成沿X軸方向的對稱面和六自由度運動平臺總成中運動平臺沿X軸方向的對稱平面、模擬車架及固定平臺總成中固定平臺沿X軸方向的對稱平面與桁架車端牆總成沿X軸方向的對稱平面共面。技術方案中所述的運動端桁架車端牆總成包括運動端桁架車端牆構架、4塊結構相同的三維力傳感器支承板與運動端車身車端壁。固定端桁架車端牆總成包括固定端桁架車端牆構架、4塊結構相同的三維力傳感器支承板、固定端車身車端壁。運動端桁架車端牆構架與固定端桁架車端牆構架結構相同，運動端桁架車端牆構架與固定端桁架車端牆構架由多根橫向矩形管和縱向矩形管焊接而成的長方體形構架，8塊結構相同的三維力傳感器支承板採用螺栓固定在運動端桁架車端牆構架右端面的四角處與固定端桁架車端牆構架左端面的四角處，8塊結構相同的三維力傳感器支承板上面設置有多排螺栓孔。運動端車身車端壁與固定端車身車端壁為薄壁殼體結構件，運動端車身車端壁與固定端車身車端壁結構相同，運動端車身車端壁右端面與固定端車身車端壁左端面的中部設置有用於安裝車端貫通道的凸起邊框，固定端車身車端壁採用螺栓固定在固定端桁架車端牆構架的左端面上，運動端車身車端壁通過測試總成中的四塊結構相同的三維力傳感器固定安裝在運動端桁架車端牆構架的右側；所述的測試總成包括三個結構相同的確定X軸位置的拉線長度傳感器、兩個結構相同的確定Y軸位置的拉線長度傳感器、一個確定Z軸位置的拉線長度傳感器、四塊結構相同的三維力傳感器與一個編碼器平面固定框架。所述的編碼器平面固定框架由一根框架橫梁、兩根結構相同的框架立柱、兩塊結構相同的框架夾緊器與兩塊結構相同的立柱安裝平臺。框架橫梁的兩端分別通過框架夾緊器與框架立柱的上端固定連接，框架立柱的下端與立柱安裝平臺的中心處垂直固定連接，框架橫梁與兩端的框架立柱垂直並處於同一垂直平面內，框架立柱下端的立柱安裝平臺沿X軸方向的對稱線平行。三個結構相同的確定X軸位置的拉線長度傳感器的一端呈等腰三角形分布地採用螺栓安裝在固定端車身車端壁的左端面上，三個結構相同的確定X軸位置的拉線長度傳感器的另一端呈等腰三角形分布地安裝在運動端車身車端壁的右端面上。兩個結構相同的確定Y軸位置的拉線長度傳感器的一端固定安裝在編碼器平面固定框架前面的框架立柱的內端面上，兩個結構相同的確定Y軸位置的拉線長度傳感器的另一端安裝在運動端車身車端壁的1號凸臺與 2號凸臺的端面上。確定Z軸位置的拉線長度傳感器的一端固定安裝在編碼器平面固定框架中的框架橫梁的底面上，確定Z軸位置的拉線長度傳感器的另一端安裝在運動端車身車端壁的上端面上。四塊結構相同的三維力傳感器的左端面通過螺栓固定在運動端桁架車端牆總成中運動端桁架車端牆構架四角處的三維力傳感器支承板的右端面上，四塊結構相同的三維力傳感器的右端面通過螺栓固定在運動端車身車端壁左側的3號凸臺、4號凸臺、5 號凸臺與6號凸臺的左端面上；所述的模擬車架及固定平臺總成由模擬車架與固定平臺組成。固定平臺由30 40個結構相同的地錨器和2號鑄鐵平臺組成。2號鑄鐵平臺為長方體形板類結構件，2號鑄鐵平臺的上工作面預製有T型槽，安裝固定端桁架車端牆構架與被測車端部件車鉤的模擬車架採用T型螺栓安裝在2號鑄鐵平臺的上工作面上，2號鑄鐵平臺和30 40個結構相同的下端固定在混凝土地基上的地錨器的上端固定連接。與現有技術相比本實用新型的有益效果是1.本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺可準確、快速地測定在模擬列車各車體間相對運動狀態下和通過曲線軌道時各部件發生相對移動和轉動狀態下車端的全部特性參數。利用桁架車端牆總成可以快速、準確、方便地對被測車端進行定位和支承， 保證測試過程中被測車端部件各項參數測量的準確和可靠性。2.本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺利用六自由度運動平臺總成可以靈活、方便地對車端施加各向載荷，模擬車體間的相對運動，使運動端相對固定端發生橫向、縱向、垂向或迴轉運動，通過三維力傳感器及拉線長度傳感器測出施加的力及移動的位移或轉動的角度，即可換算出被測車端部件的各剛度參數。3.本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺採用模塊化柔性設計，通過單個部件或調整車端不同部件的組合，可滿足對地鐵車輛、動車組、鐵路客車車輛車端上的所有部件進行幹涉驗證試驗、功能性試驗及研究性試驗。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明

圖1是本實用新型所述的安裝在混凝土基礎上的軌道車輛車端關係綜合試驗臺的結構組成的軸測投影圖；圖2是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺的結構組成的主視圖；圖3是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺的結構組成的軸測投影圖；圖4是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺的結構組成的俯視圖；圖5是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺中的六自由度運動平臺總成結構組成的軸測投影圖；圖6是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺中六自由度運動平臺總成所採用的施力油缸結構組成的軸測投影6[0026]圖7是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺中六自由度運動平臺總成所採用的油缸直角支座及傳力座基礎底板的軸測投影圖；圖8_a是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺中六自由度運動平臺總成所採用的運動平臺的軸測投影圖；圖8-b是圖8-a中A-A位置的剖視圖；圖9-a是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺中六自由度運動平臺總成所採用的鑄鐵平臺的軸測投影圖；圖9_b是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺中六自由度運動平臺總成所採用的鑄鐵平臺的仰視圖；圖10是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺中的固定端桁架車端牆構架、三維力傳感器支承板與固定端車身車端壁裝配關係的軸測投影圖；圖11是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺中桁架車端牆總成所採用的三維力傳感器支承板的軸測投影圖；圖12是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺中運動端桁架車端牆總成所採用的運動端車身車端壁的軸測投影圖；圖13是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺中模擬車架及固定平臺總成的軸測投影圖；圖14-a是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺中運動端桁架車端牆構架、三維力傳感器支承板、測試總成、各傳感器與固定端車身車端壁裝配關係的軸測投影圖；圖14-b是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺中左側桁架車端牆構架、三維力傳感器支承板、運動端車身車端壁、測試總成、各傳感器與固定端車身車端壁裝配關係的俯視圖；圖15是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺中測試總成的編碼器平面固定框架的軸測投影圖；圖16是本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺所採用的拉線長度傳感器的軸測投影圖；圖中I.軌道車輛車端關係綜合測試臺，II.被測軌道車輛車端，III.混凝土地基，A.六自由度運動平臺總成，B.桁架車端牆總成，C.模擬車架及固定平臺總成，D.測試總成，a.縱向施力油缸，b. 1號橫向施力油缸，c. 1號垂向施力油缸，d. 1號油缸直角支座， e. 1號傳力座基礎底板，f.運動平臺，g.基準平臺，h.固定端桁架車端牆構架，i.三維力傳感器支承板，j.固定端車身車端壁，k.模擬車架，1.固定平臺，m.確定X軸位置的拉線長度傳感器，η.確定Y軸位置的拉線長度傳感器，ο.確定Z軸位置的拉線長度傳感器，p.三維力傳感器，q.編碼器平面固定框架，1.1號油缸球鉸支座，2.球頭鉸鏈安全銷，3.吊耳球頭，4.球頭銷座，5.油缸，6.地腳螺栓，7.1號鑄鐵平臺，8.地錨器，9. 2號鑄鐵平臺，10.框架橫梁。11.框架立柱，12.框架夾緊器，13.立柱安裝平臺，14.螺栓，15. 1號凸臺，16. 2號凸臺，17. 3號凸臺，18. 4號凸臺，19. 5號凸臺，20. 6號凸臺。
具體實施方式
[0040]
以下結合附圖對本實用新型作詳細的描述參閱圖1、2、3、4，本實用新型所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺是由六自由度運動平臺總成A、桁架車端牆總成B、模擬車架及固定平臺總成C、測試總成D、電控部分和液壓泵站組成。六自由度運動平臺總成A安裝在混凝土地基III的左端，模擬車架及固定平臺總成C安裝在混凝土地基III的右端，六自由度運動平臺總成A中運動平臺f的橫向(沿X 軸方向)對稱平面與模擬車架及固定平臺總成C中固定平臺1的縱向(沿X軸方向)對稱平面共面，六自由度運動平臺總成A中運動平臺f的上工作面與模擬車架及固定平臺總成 C中模擬車架k的上工作面處於同一水平面內，被測車端部件車鉤的一端固定安裝在運動平臺f的右端面上，被測車端部件車鉤的另一端固定安裝在模擬車架k的左端面上。桁架車端牆總成B由固定端桁架車端牆總成與運動端桁架車端牆總成組成。運動端桁架車端牆總成中的運動端桁架車端牆構架的下端與六自由度運動平臺總成A中運動平臺f的上工作面螺栓固定連接，固定端桁架車端牆總成中的固定端桁架車端牆構架h的下端與模擬車架及固定平臺總成C中模擬車架k的上工作面螺栓固定連接，固定端桁架車端牆總成沿X軸方向的對稱平面與運動端桁架車端牆總成沿X軸方向的對稱平面共面。測試總成D安裝在六自由度運動平臺總成A與模擬車架及固定平臺總成C之間的混凝土地基III上，測試總成D的橫向(沿X軸方向)對稱面和六自由度運動平臺總成A中運動平臺f的橫向對稱平面、模擬車架及固定平臺總成C中固定平臺1的縱向對稱平面與桁架車端牆總成B的縱向 (沿X軸方向)對稱平面共面。被測軌道車輛車端II的一端固定安裝在運動端桁架車端牆總成的右端面上，被測軌道車輛車端II的另一端固定安裝在固定端桁架車端牆總成的左端面上。六自由度運動平臺總成A中縱向、橫向與垂向施力油缸的浸出油口和液壓泵站管路連接。測試總成D中的各種傳感器和電控部分電線連接。參閱圖5與6，所述的六自由度運動平臺總成A包括一個縱向施力油缸a、l號橫向施力油缸b、2號橫向施力油缸、1號垂向施力油缸c、2號垂向施力油缸、3號垂向施力油缸、1號油缸直角支座d、2號油缸直角支座、3號油缸直角支座、1號傳力座基礎底板e、2號傳力座基礎底板、3號傳力座基礎底板、一塊運動平臺f、一塊基準平臺g。六自由度運動平臺總成A具有空間6自由度運動的功能，能夠對兩車端的相對運動狀態進行模擬，從而能夠實現車鉤、貫通道、外橡膠風擋、車端跨接電纜、制動管路及車端設備箱提供模擬運動和力學環境。其中縱向施力油缸a、l號橫向施力油缸b、2號橫向施力油缸、1號垂向施力油缸 c、2號垂向施力油缸與3號垂向施力油缸的結構相同；1號油缸直角支座d、2號油缸直角支座與3號油缸直角支座的結構相同；1號傳力座基礎底板e、2號傳力座基礎底板與3號傳力座基礎底板的結構相同。所述的縱向施力油缸a、l號橫向施力油缸b、2號橫向施力油缸、1號垂向施力油缸c、2號垂向施力油缸與3號垂向施力油缸分別包括1號油缸球鉸支座1、2號油缸球鉸支座、1號球頭鉸鏈安全銷2、2號球頭鉸鏈安全銷、1號吊耳球頭3、2號吊耳球頭、1號球頭銷座4、2號球頭銷座、活塞和油缸5。1號油缸球鉸支座1與2號油缸球鉸支座、1號球頭鉸鏈安全銷2與2號球頭鉸鏈安全銷、1號吊耳球頭3與2號吊耳球頭和1號球頭銷座4與2 號球頭銷座的結構相同。1號油缸球鉸支座1上的軸孔與球頭鉸鏈安全銷2的兩端動配合轉動連接，球頭鉸鏈安全銷2中部插入吊耳球頭3的內孔中為緊配合，吊耳球頭3插入球頭
8銷座4內孔中為間隙動配合，球頭銷座4與油缸5活塞杆同軸螺紋固定連接。2號油缸球鉸支座、2號球頭鉸鏈安全銷、2號吊耳球頭與2號球頭銷座的連接關係和1號油缸球鉸支座1、1號球頭鉸鏈安全銷2、1號吊耳球頭3與1號球頭銷座4的連接關係相同。縱向施力油缸a、l號橫向施力油缸b與2號橫向施力油缸的一端分別通過1號油缸球鉸支座1和運動平臺f的側壁螺栓固定連接，縱向施力油缸a、l號橫向施力油缸b與2號橫向施力油缸的另一端分別通過2號油缸球鉸支座和1號油缸直角支座d、2號油缸直角支座與3號油缸直角支座螺栓固定連接，1號油缸直角支座d、2號油缸直角支座與3號油缸直角支座通過T 型螺栓安裝在1號傳力座基礎底板e、2號傳力座基礎底板與3號傳力座基礎底板上，1號傳力座基礎底板e、2號傳力座基礎底板與3號傳力座基礎底板的底端通過地腳螺栓6澆注於混凝土地基III上。1號橫向施力油缸b與2號橫向施力油缸的對軸線平行並在同一水平面內，縱向施力油缸a的對軸線和1號橫向施力油缸b與2號橫向施力油缸的對軸線垂直相交。1號垂向施力油缸c、2號垂向施力油缸與3號垂向施力油缸的上端分別通過1號油缸球鉸支座1與運動平臺f的下工作面螺栓固定連接，運動平臺f下工作面的連接點分布在一個等腰三角形三個角的頂點上，所述的等腰三角形的對稱軸沿X方向設置，等腰三角形的底邊位於基準平臺g的右側，等腰三角形的頂點位於基準平臺g的左側。1號垂向施力油缸c、2號垂向施力油缸與3號垂向施力油缸的下端分別通過2號油缸球鉸支座與基準平臺g的上表面螺栓固定連接。通過1號橫向施力油缸b與2號橫向施力油缸同時同向動作可以對運動平臺f提供橫向力，使其在水平面內產生(沿X軸方向的)橫向移動，並通過固定端的車身車端壁j 上的確定X軸位置的拉線長度傳感器m測出移動的位移值，根據該位移值與三維力傳感器 P所測得的橫向作用力即可計算出被測軌道車輛車端的橫向剛度。通過縱向施力油缸a動作可以對運動平臺f提供縱向(即沿Y軸方向的)力，使其在水平面內產生縱向移動，並通過編碼器平面固定框架q上的確定Y軸位置的拉線長度傳感器η測出移動的位移值，根據該位移值與三維力傳感器P所測得的縱向作用力即可計算出被測軌道車輛車端的縱向剛度。通過1號垂向施力油缸c、2號垂向施力油缸與3號垂向施力油缸同時同向動作可以對運動平臺f提供垂向力，使其產生垂向移動，並通過編碼器平面固定框架q上的確定Z 軸位置的拉線長度傳感器ο測出移動的位移值，根據該位移值與三維力傳感器P所測得的垂向作用力即可計算出被測軌道車輛車端的垂向剛度。將1號橫向施力油缸b與2號橫向施力油缸反方向動作，縱向施力油缸a、l號垂向施力油缸c、2號垂向施力油缸與3號垂向施力油缸從動，即可以使運動平臺f在水平面上繞Z軸轉動，根據力和轉角可以計算得到被測軌道車輛車端繞Z軸的迴轉剛度。將2號垂向施力油缸與3號垂向施力油缸反方向動作，縱向施力油缸a、l號橫向施力油缸b與2號橫向施力油缸從動，即可以使運動平臺f繞X軸轉動，根據力和轉角可以計算得到被測軌道車輛車端繞X軸的迴轉剛度。將1號垂向施力油缸c和2號垂向施力油缸與3號垂向施力油缸反方向動作，同時縱向施力油缸a、l號橫向施力油缸b與2號橫向施力油缸從動，即可以使運動平臺f繞 Y軸轉動，根據力和轉角可以計算得到被測軌道車輛車端繞Y軸的迴轉剛度。參閱圖7、8與9，運動平臺f是由鋼板和六根方鋼管焊接而成的雙T字形的扁箱體結構件。1號油缸直角支座d、2號油缸直角支座與3號油缸直角支座為鋼板焊接或鑄造而成的具有一定的強度和剛度的方箱體結構件，對各施力油缸起支承作用。1號油缸直角支座 d、2號油缸直角支座與3號油缸直角支座通過T型螺栓安裝在1號傳力座基礎底板e、2號傳力座基礎底板與3號傳力座基礎底板上，1號傳力座基礎底板e、2號傳力座基礎底板與3 號傳力座基礎底板上預製T型槽，用以調整1號油缸直角支座d、2號油缸直角支座與3號油缸直角支座的位置。基準平臺g包括一塊1號鑄鐵平臺7和9 15個結構相同的地錨器8，1號鑄鐵平臺7採用鑄鐵澆注工藝，內部採用蜂窩狀結構以減少整體質量並保證強度， 1號鑄鐵平臺7通過9 15個結構相同的地錨器8固定在混凝土地基III上。若干個結構相同的地錨器8具有快速調整高度、調整基準平臺g水平的優點。基準平臺g對整個六自由度運動平臺總成A起到定位作用，並為1號垂向施力油缸c、2號垂向施力油缸與3號垂向施力油缸提供支承。參閱圖10、11與12，桁架車端牆總成B由固定端桁架車端牆總成與運動端桁架車端牆總成組成。固定端桁架車端牆總成包括固定端桁架車端牆構架h、4塊結構相同的三維力傳感器支承板i、固定端車身車端壁j ；運動端桁架車端牆總成包括運動端桁架車端牆構架、4塊結構相同的三維力傳感器支承板i與運動端車身車端壁。模擬運動端的運動端桁架車端牆構架與模擬固定端的固定端桁架車端牆構架h結構相同。運動端桁架車端牆構架與固定端桁架車端牆構架h由多根橫向矩形管和縱向矩形管焊接而成的長方體形構架，以減輕整體質量並保證強度的需要。固定端車身車端壁j與運動端車身車端壁結構相同，固定端車身車端壁j與運動端車身車端壁為薄壁殼體結構件，端面凸起的邊框用於定位安裝車端貫通道。桁架車端牆總成B中的8塊結構相同的三維力傳感器支承板i採用螺栓固定在固定端桁架車端牆構架h左端面的四角處與運動端桁架車端牆構架右端面的四角處。運動端桁架車端牆總成中三維力傳感器支承板i和運動端車身車端壁之間螺栓固定安裝四塊測量車端的三維力傳感器P，三維力傳感器支承板i上面設置有多排螺栓孔，用於調節三維力傳感器P的安裝位置，以適應測量不同的車端部件及組合。固定端車身車端壁j採用螺栓固定在固定端桁架車端牆構架h的左端面上。運動端桁架車端牆構架的下端與運動平臺 f上工作面通過螺栓固定連接。固定端桁架車端牆構架h的下端與模擬車架k螺栓固定連接。桁架車端牆總成B對被測軌道車輛車端II起到定位和傳力的作用。參閱圖13，模擬車架及固定平臺總成C包括模擬車架k與固定平臺1。固定平臺 1由30 40個結構相同的地錨器8和一塊2號鑄鐵平臺9組成。固定端桁架車端牆總成與模擬車架k的上工作面螺栓連接，模擬車架k對固定端桁架車端牆總成起支承作用，同時安裝被測車端部件車鉤。2號鑄鐵平臺9上端面預製T型槽，用以T型螺栓安裝模擬車架 k，並可以根據不同的車端測試部件沿T型槽調節模擬車架k沿X軸方向的安裝位置2號鑄鐵平臺9和若干個結構相同的下端固定在混凝土地基III上的地錨器8的上端螺紋固定連接，固定平臺1對整個軌道車輛車端關係綜合試驗臺起到支承和固定作用。參閱圖14、15，測試總成D包括三個結構相同的確定X軸位置的拉線長度傳感器 m、兩個結構相同的確定Y軸位置的拉線長度傳感器η、一個確定Z軸位置的拉線長度傳感器 O、四塊測量車端的結構相同的三維力傳感器P、一個編碼器平面固定框架q。編碼器平面固定框架q由一根框架橫梁10、兩根結構相同的框架立柱11、兩塊結構相同的框架夾緊器12、 兩塊結構相同的立柱安裝平臺13、若干個MM型的螺栓14。[0055]框架橫梁10的兩端分別通過框架夾緊器12與框架立柱11的上端固定連接，框架立柱11的下端與立柱安裝平臺13的中心處垂直固定連接，框架橫梁10與兩端的框架立柱 11垂直並處於同一垂直平面內，框架立柱11下端的立柱安裝平臺13沿X軸方向的對稱線平行。所述的框架夾緊器12是由2塊結構相同的四角處設置有通孔的夾板和四個螺栓所組成，將框架橫梁10的一端與框架立柱11的上端用2塊夾板從兩側夾住，然後再用四個螺栓擰緊固定。編碼器平面固定框架q通過其下端兩塊結構相同的立柱安裝平臺13並使編碼器平面固定框架q所處的平面與X方向垂直地焊接在混凝土地基III上，編碼器平面固定框架q的縱向(沿X軸方向的)對稱面和運動平臺f的橫向(沿X軸方向的)對稱平面與固定平臺1的縱向(沿X軸方向的)對稱平面共面，即編碼器平面固定框架q橫跨運動平臺f 與固定平臺1通過框架立柱11下端兩塊結構相同的立柱安裝平臺13固定在運動平臺f與固定平臺1兩側的混凝土地基III上。三個結構相同的確定X軸位置的拉線長度傳感器m 的一端呈等腰三角形分布地採用螺栓安裝在固定端車身車端壁j的左端面上，所述的等腰三角形的對稱軸沿垂向設置，等腰三角形的頂點在上，三個結構相同的確定X軸位置的拉線長度傳感器m的另一端以同樣的等腰三角形分布形式安裝在運動端車身車端壁的右端面上，確定X軸方向的拉線長度傳感器m用於測量車端部件的橫向位移。兩個結構相同的確定Y軸位置的拉線長度傳感器η的一端採用螺栓安裝在編碼器平面固定框架q前面的框架立柱11的內端面上，兩個結構相同的確定Y軸位置的拉線長度傳感器η的另一端安裝在運動端車身車端壁的1號凸臺15與2號凸臺16的端面上，確定Y軸位置的拉線長度傳感器 η用於測量車端部件的縱向位移。確定Z軸位置的拉線長度傳感器ο的一端採用螺栓安裝在編碼器平面固定框架q中的框架橫梁10的底面上，確定Z軸位置的拉線長度傳感器ο的另一端安裝在運動端車身車端壁的上端面上，確定Z軸位置的拉線長度傳感器ο用於測量垂向位移。四塊結構相同的測量車端的三維力傳感器P的左端面通過螺栓固定在運動端桁架車端牆總成中運動端桁架車端牆構架四角處的三維力傳感器支承板i右端面上，四塊結構相同的三維力傳感器P的右端面通過螺栓固定在運動端車身車端壁左側的3號凸臺17、 4號凸臺18、5號凸臺19與6號凸臺20的左端面上，三維力傳感器ρ用於測量各個方向的作用力。本實用新型中所採用的確定X軸位置的拉線長度傳感器m、確定Y軸位置的拉線長度傳感器η與確定Z軸位置的拉線長度傳感器ο為結構相同的拉線長度傳感器(參閱圖 16)。所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺的工作原理首先在線仿真線路譜，將被試車端的各種物理量(位移、速度、力載荷等)在真實的列車運行條件下利用傳感器將其記錄下來，然後以文件的形式輸入到軌道車輛車端關係綜合試驗臺的電控部分中，將記錄的數據作為六自由度運動平臺總成A的控制指令，利用六自由度運動平臺總成A模擬被測部件真實條件的工作狀況，在線仿真被測部件在列車運行條件下的工作特性。通過測試總成D的三維力傳感器、各拉線長度傳感器採集六自由度運動平臺總成A上的力和位移數據，得到六自由度運動平臺總成A的六個自由度的力和位移信息，並由測試總成D的專用軟體分析算出被試車端的剛度、阻尼、動剛度、動阻尼等參數並輸出文件。具體模擬工況及測試過程如下[0060]通過1號橫向施力油缸b與2號橫向施力油缸同時同向動作可以對運動平臺f提供橫向力，使其在水平面內產生(沿X軸方向的)橫向移動，並通過固定端的車身車端壁j 上的確定X軸位置的拉線長度傳感器m測出移動的位移值，根據該位移值與三維力傳感器 P所測得的橫向作用力即可計算出被測軌道車輛車端的橫向剛度。通過縱向施力油缸a動作可以對運動平臺f提供縱向(即沿Y軸方向的)力，使其在水平面內產生縱向移動，並通過編碼器平面固定框架q上的確定Y軸位置的拉線長度傳感器η測出移動的位移值，根據該位移值與三維力傳感器P所測得的縱向作用力即可計算出被測軌道車輛車端的縱向剛度。通過1號垂向施力油缸c、2號垂向施力油缸與3號垂向施力油缸同時同向動作可以對運動平臺f提供垂向力，使其產生垂向移動，並通過編碼器平面固定框架q上的確定Z 軸位置的拉線長度傳感器ο測出移動的位移值，根據該位移值與三維力傳感器P所測得的垂向作用力即可計算出被測軌道車輛車端的垂向剛度。將1號橫向施力油缸b與2號橫向施力油缸反方向動作，縱向施力油缸a、l號垂向施力油缸c、2號垂向施力油缸與3號垂向施力油缸從動，即可以使運動平臺f在水平面上繞Z軸轉動，根據力和轉角可以計算得到被測軌道車輛車端繞Z軸的迴轉剛度。將2號垂向施力油缸與3號垂向施力油缸反方向動作，縱向施力油缸a、l號橫向施力油缸b與2號橫向施力油缸從動，即可以使運動平臺f繞X軸轉動，根據力和轉角可以計算得到被測軌道車輛車端繞X軸的迴轉剛度。將1號垂向施力油缸c和2號垂向施力油缸與3號垂向施力油缸反方向動作，同時縱向施力油缸a、l號橫向施力油缸b與2號橫向施力油缸從動，即可以使運動平臺f繞 Y軸轉動，根據力和轉角可以計算得到被測軌道車輛車端繞Y軸的迴轉剛度。
權利要求1.一種軌道車輛車端關係綜合試驗臺，包括六自由度運動平臺總成(A)，其特徵在於， 所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺還包括桁架車端牆總成(B)、模擬車架及固定平臺總成(C)和測試總成⑶；模擬車架及固定平臺總成(C)安裝在六自由度運動平臺總成(A)的右側，模擬車架及固定平臺總成(C)中固定平臺⑴沿X軸方向的對稱平面與六自由度運動平臺總成㈧中運動平臺(f)沿X軸方向的對稱平面共面，模擬車架及固定平臺總成(C)中模擬車架(k) 的上工作面與六自由度運動平臺總成(A)中運動平臺(f)的上工作面處於同一水平面內；桁架車端牆總成(B)由固定端桁架車端牆總成與運動端桁架車端牆總成組成，運動端桁架車端牆總成通過運動端桁架車端牆構架的下端與六自由度運動平臺總成(A)中運動平臺(f)的上工作面螺栓固定連接，固定端桁架車端牆總成通過固定端桁架車端牆構架 (h)的下端與模擬車架及固定平臺總成(C)中模擬車架(k)的上工作面螺栓固定連接，固定端桁架車端牆總成沿X軸方向的對稱平面與運動端桁架車端牆總成沿X軸方向的對稱平面共面；測試總成(D)位於模擬車架及固定平臺總成(C)與六自由度運動平臺總成(A)之間， 測試總成(D)沿X軸方向的對稱面和六自由度運動平臺總成(A)中運動平臺(f)沿X軸方向的對稱平面、模擬車架及固定平臺總成(C)中固定平臺(1)沿X軸方向的對稱平面與桁架車端牆總成(B)沿X軸方向的對稱平面共面。
2.按照權利要求1所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺，其特徵在於，所述的運動端桁架車端牆總成包括運動端桁架車端牆構架、4塊結構相同的三維力傳感器支承板(i)與運動端車身車端壁；固定端桁架車端牆總成包括固定端桁架車端牆構架(h)、4塊結構相同的三維力傳感器支承板(i)、固定端車身車端壁(j)；運動端桁架車端牆構架與固定端桁架車端牆構架(h)結構相同，運動端桁架車端牆構架與固定端桁架車端牆構架(h)由多根橫向矩形管和縱向矩形管焊接而成的長方體形構架，8塊結構相同的三維力傳感器支承板(i)採用螺栓固定在運動端桁架車端牆構架右端面的四角處與固定端桁架車端牆構架(h)左端面的四角處，8塊結構相同的三維力傳感器支承板(i)上面設置有多排螺栓孔，運動端車身車端壁與固定端車身車端壁(j)為薄壁殼體結構件，運動端車身車端壁與固定端車身車端壁(j)結構相同，運動端車身車端壁右端面與固定端車身車端壁(j)左端面的中部設置有用於安裝車端貫通道的凸起邊框，固定端車身車端壁(j)採用螺栓固定在固定端桁架車端牆構架(h)的左端面上，運動端車身車端壁通過測試總成(D)中的四塊結構相同的三維力傳感器(P)固定安裝在運動端桁架車端牆構架的右側。
3.按照權利要求1或2所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺，其特徵在於，所述的測試總成(D)包括三個結構相同的確定X軸位置的拉線長度傳感器(m)、兩個結構相同的確定Y 軸位置的拉線長度傳感器(η)、一個確定Z軸位置的拉線長度傳感器(ο)、四塊結構相同的三維力傳感器(P)與一個編碼器平面固定框架(q)；所述的編碼器平面固定框架(q)由一根框架橫梁(10)、兩根結構相同的框架立柱 (11)、兩塊結構相同的框架夾緊器(12)與兩塊結構相同的立柱安裝平臺(13)；框架橫梁(10)的兩端分別通過框架夾緊器(1 與框架立柱(11)的上端固定連接，框架立柱(11)的下端與立柱安裝平臺(1 的中心處垂直固定連接，框架橫梁(10)與兩端的框架立柱(11)垂直並處於同一垂直平面內，框架立柱(11)下端的立柱安裝平臺(13)沿X 軸方向的對稱線平行；三個結構相同的確定X軸位置的拉線長度傳感器(m)的一端呈等腰三角形分布地採用螺栓安裝在固定端車身車端壁(j)的左端面上，三個結構相同的確定X軸位置的拉線長度傳感器(m)的另一端呈等腰三角形分布地安裝在運動端車身車端壁的右端面上，兩個結構相同的確定Y軸位置的拉線長度傳感器(η)的一端固定安裝在編碼器平面固定框架(q)前面的框架立柱(11)的內端面上，兩個結構相同的確定Y軸位置的拉線長度傳感器(η)的另一端安裝在運動端車身車端壁的1號凸臺(15)與2號凸臺(16)的端面上，確定Z軸位置的拉線長度傳感器(ο)的一端固定安裝在編碼器平面固定框架(q)中的框架橫梁(10)的底面上，確定Z軸位置的拉線長度傳感器(ο)的另一端安裝在運動端車身車端壁的上端面上，四塊結構相同的三維力傳感器(P)的左端面通過螺栓固定在運動端桁架車端牆總成中運動端桁架車端牆構架四角處的三維力傳感器支承板(i)的右端面上，四塊結構相同的三維力傳感器(P)的右端面通過螺栓固定在運動端車身車端壁左側的3號凸臺(17)、4號凸臺(18)、5號凸臺(19)與6號凸臺00)的左端面上。
4.按照權利要求1所述的軌道車輛車端關係綜合試驗臺，其特徵在於，所述的模擬車架及固定平臺總成(C)由模擬車架(k)與固定平臺⑴組成，固定平臺(1)由30 40個結構相同的地錨器(8)和2號鑄鐵平臺(9)組成；2號鑄鐵平臺(9)為長方體形板類結構件，2號鑄鐵平臺(9)的上工作面預製有T型槽， 安裝固定端桁架車端牆構架(h)與被測車端部件車鉤的模擬車架(k)採用T型螺栓安裝在 2號鑄鐵平臺(9)的上工作面上，2號鑄鐵平臺(9)和30 40個結構相同的下端固定在混凝土地基(III)上的地錨器(8)的上端固定連接。
專利摘要本實用新型公開了軌道車輛車端關係綜合試驗臺，包括六自由度運動平臺總成、桁架車端牆總成、模擬車架及固定平臺總成和測試總成。模擬車架及固定平臺總成安裝在六自由度運動平臺總成的右側，模擬車架及固定平臺總成中固定平臺與六自由度運動平臺總成中運動平臺沿X軸方向的對稱平面共面，模擬車架及固定平臺總成中模擬車架的上工作面與運動平臺的上工作面處於同一水平面。桁架車端牆總成的運動端桁架車端牆總成與運動平臺固定連接，固定端桁架車端牆總成與模擬車架的上工作面固定連接。測試總成位於模擬車架及固定平臺總成與六自由度運動平臺總成之間，測試總成沿X軸方向的對稱面和運動平臺、固定平臺與桁架車端牆總成沿X軸方向的對稱平面共面。
文檔編號G01M17/08GK202049055SQ20112010452
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月12日 優先權日2011年4月12日
發明者單紅梅, 張棟林, 張 浩, 張立斌, 徐珊珊, 徐觀, 戴建國, 林慧英, 潘洪達, 王興宇, 王孝蘭, 蘇建, 金鑫, 陳熔 申請人:吉林大學