測力輪對測量裝置的製作方法

2023-12-11 08:41:42 2

本實用新型涉及軌道車輛輪軌力測量領域，具體涉及一種連續測量測力輪對輪軌作用力和接觸點位置的測力輪對測量裝置。

背景技術：

輪軌作用力的測量對於動力學，脫軌機理、輪軌接觸理論研究和列車的安全檢測都具有十分重要的意義。鐵路運輸不斷向高速、重載，大運量和高精密度方向發展，對輪軌作用力的測量的精度提出了更高的要求。測力輪對方法是目前最直接、最準確的輪軌力測量技術，它以車輪作為輪軌力的檢測傳感器，通過測量車輪輻板有限點處的應變實現輪軌接觸力的連續檢測。車輛運行過程中，車輪受到軌道不平順作用，輪軌力是時變、非平穩的。輪軌力引起的輻板應變又被車輪轉角所調製。測力輪對技術在測量理論和數據處理方法上都需要進一步研究。

測力輪對技術經過幾十年的發展，在車輛動力學試驗中得到廣泛使用，但在輪軌力連續測量中仍存在很多問題。測力輪對技術經過幾十年的發展，在車輛動力學試驗中得到廣泛使用，但在輪軌力連續測量中仍存在很多問題。如專利申請號：200910244626.6中所提到的測力輪對連續測量方法，目前的連續測力輪對技術要求輪軌橫向力、垂向力產生的輻板應變組橋後沿圓周方向按正、餘弦分布，這不僅對輪對的均勻性和貼片工藝提出了很高的要求，實際上在輪對輻板大部分區域是根本做不到，電橋輸出中包含的高次諧波可能帶來很大的測量誤差。測力輪對存在的另一個問題是沒有考慮輪軌作用點位置變化對測量精度的影響。車輛在運行過程中，輪對與軌道的接觸點在滾動圓附近不停變化，尤其是在過曲線、道岔和蛇形運動時，接觸點位置遠離滾動圓。國內現有的測力輪對基本都沒有考慮接觸點位置變化，標定實驗、數據處理都假設接觸點在滾動圓上，測量結果誤差較大。

技術實現要素：

本實用新型解決的問題是提供一種提高測力輪對橫向力和垂向力的測量精 度，而且可以測量輪軌作用點位置的連續測量裝置。

為了實現上述目的，本實用新型是通過以下技術方案來實現的：

一種測力輪對測量裝置，包括測量輪對旋轉角度的第一組測量電橋、測量輪軌作用的作用力和作用點位置第二組測量電橋、第三組測量電橋和第四組測量電橋；所述第一組測量電橋由一個關於軸對稱的、布置在軸上且輸出是正弦波的測量電橋和一個關於軸對稱的、布置在軸上且輸出是餘弦波的測量電橋組成；所述第二組測量電橋為兩個關於軸對稱的、貼在輻板內側且輸出只包含了奇次諧波的測量電橋；所述第三組測量電橋和第四組測量電橋為貼在輻板內側且輸出只包含了奇次諧波的測量電橋。

優選的，所述第一組測量電橋設置在所述的測力輪對旋轉360°的周期內。

優選的，所述第一組測量電橋與所述測力輪對軸連接；所述第二組測量電橋、第三組測量電橋和第四組測量電橋分別與所述測力輪對輻板連接。

優選的，所述第一組測量電橋包括測量半橋a和測量半橋b，所述測量半橋a和測量半橋b中均設有應變片，所述應變片均布置在所述測力輪對軸上的同一個圓周上；

所述應變片為電橋臂；所述測量半橋a中的應變片包括第一應變片和第二應變片；所述第一應變片和第二應變片之間夾角為180°，且第一應變片和第二應變片關於軸對稱；所述測量半橋b中的應變片包括第三應變片和第四應變片；第三應變片和第四應變片之間夾角為180°，且第三應變片和第四應變片關於軸對稱；所述第一應變片和第三應變片之間夾角為90°。

優選的，所述第二組測量電橋包括測量半橋a和測量半橋b，所述測量半橋a和測量半橋b中均設有應變片，所述應變片均布置在所述測力輪對軸輻板內側的同一個半徑圓周上；

所述應變片為電橋臂；所述測量半橋a中的應變片包括第五應變片和第六應變片；所述第五應變片和第六應變片之間夾角為180°，且第五應變片和第六應變片關於軸對稱；所述測量半橋b中的應變片包括第七應變片和第八應變片；第七應變片和第八應變片之間夾角為180°，且第七應變片和第八應變片關於軸對稱；所述第五應變片和第七應變片之間夾角為90°。

優選的，所述第三組測量電橋包括測量半橋a和測量半橋b，所述測量半橋 a和測量半橋b中均設有應變片，所述應變片均布置在所述測力輪對軸輻板內側的同一個半徑圓周上；

所述應變片為電橋臂；所述測量半橋a中的應變片包括第九應變片和第十應變片；所述第九應變片和第十應變片之間夾角為180°，且第九應變片和第十應變片關於軸對稱；所述測量半橋b中的應變片包括第十一應變片和第十二應變片；所述第十一應變片和第十二應變片之間夾角為180°，且第十一應變片和第十二應變片關於軸對稱；所述第九應變片和第十二應變片之間夾角為90°。

優選的，所述第四組測量電橋包括測量半橋a和測量半橋b，所述測量半橋a和測量半橋b中均設有應變片，所述應變片均布置在所述測力輪對軸輻板內側的同一個半徑圓周上；

所述應變片為電橋臂；所述測量半橋a中的應變片包括第十三應變片和第十四應變片；所述第十三應變片和第十四應變片之間夾角為180°，且第十三應變片和第十四應變片關於軸對稱；所述測量半橋b中的應變片包括第十五應變片和第十六應變片；所述第十五應變片和第十六應變片之間夾角為180°，且第十五應變片和第十六應變片關於軸對稱；所述第十三應變片和第十六應變片之間夾角為90°。

本實用新型測力輪對測量裝置，其有益效果在於：用一組布置在測力輪對軸上的測量電橋，來準確的測量輪對旋轉角度，再用三組布置在測力輪對輻板上的測量電橋，來測得六組關於測力輪對的橫向力，垂向力和作用點位置的數據，用輪對旋轉角可以作為一個已知條件來對後續測量值進行約束，能夠使測力輪對橫向力和垂向力的測量精度，而且可以測量輪軌作用點位置，方便快捷。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型第一組測量電橋布置位置示意圖；

圖2是本實用新型第一組測量電橋測量輪對旋轉角度示意圖；

圖3是本實用新型第二、三、四組測量電橋布置位置示意圖；

圖4是本實用新型第二、三、四組測量電橋測量輪對橫向力、垂向力和作用點位置的示意圖；

1-第一組測量電橋，2-第一應變片，3-第二應變片，4-第三應變片，5-第四應變片，6-第二組測量電橋，7-第三組測量電橋，8-第四組測量電橋，9-第五應變片，10-第六應變片，11-第七應變片，12-第八應變片，13-第九應變片，14-第十應變片，15-第十一應變片，16-第十二應變片，17-第十三應變片，18-第十四應變片，19-第十五應變片，20-第十六應變片。

具體實施方式

下面結合具體實施例及附圖來進一步詳細說明本實用新型。

一種測力輪對測量裝置如圖1-4所示，包括測量輪對旋轉角度的第一組測量電橋1、測量輪軌作用的作用力和作用點位置第二組測量電橋6、第三組測量電橋7和第四組測量電橋8；第一組測量電橋1由一個關於軸對稱的、布置在軸上且輸出是正弦波的測量電橋和一個關於軸對稱的、布置在軸上且輸出是餘弦波的測量電橋組成；第二組測量電橋6為兩個關於軸對稱的、貼在輻板內側且輸出只包含了奇次諧波的測量電橋；第三組測量電橋7和第四組測量電橋8為貼在輻板內側且輸出只包含了奇次諧波的測量電橋，第一組測量電橋1設置在所述的測力輪對旋轉360°的周期內。

第一組測量電橋1與所述測力輪對軸連接；第二組測量電橋6、第三組測量電橋7和第四組測量電橋8分別與所述測力輪對輻板連接，

第一組測量電橋1包括測量半橋a和測量半橋b，測量半橋a和測量半橋b中均設有應變片，所述應變片均布置在所述測力輪對軸上的同一個圓周上；

應變片為電橋臂；測量半橋a中的應變片包括第一應變片2和第二應變片3；第一應變片2和第二應變片3之間夾角為180°，且第一應變片2和第二應變片3關於軸對稱；測量半橋b中的應變片包括第三應變片4和第四應變片5；第三應變片4和第四應變片5之間夾角為180°，且第三應變片4和第四應變片5關於軸對稱；第一應變片2和第三應變片4之間夾角為90°；

第二組測量電橋6包括測量半橋a和測量半橋b，所述測量半橋a和測量半橋b中均設有應變片，應變片均布置在所述測力輪對軸輻板內側的同一個半徑 圓周上；

應變片為電橋臂；測量半橋a中的應變片包括第五應變片9和第六應變片10；第五應變片9和第六應變片10之間夾角為180°，且第五應變片9和第六應變片10關於軸對稱；測量半橋b中的應變片包括第七應變片11和第八應變片12；第七應變片11和第八應變片12之間夾角為180°，且第七應變片11和第八應變片12關於軸對稱；第五應變片9和第七應變片11之間夾角為90°；

第三組測量電橋7包括測量半橋a和測量半橋b，所述測量半橋a和測量半橋b中均設有應變片，應變片均布置在所述測力輪對軸輻板內側的同一個半徑圓周上；

應變片為電橋臂；所述測量半橋a中的應變片包括第九應變片13和第十應變片14；第九應變片13和第十應變片14之間夾角為180°，且第九應變片13和第十應變片14關於軸對稱；測量半橋b中的應變片包括第十一應變片15和第十二應變片16；第十一應變片15和第十二應變片16之間夾角為180°，且第十一應變片15和第十二應變片16於軸對稱；第九應變片13和第十二應變片16之間夾角為90°；

第四組測量電橋8包括測量半橋a和測量半橋b，所述測量半橋a和測量半橋b中均設有應變片，應變片均布置在所述測力輪對軸輻板內側的同一個半徑圓周上；

應變片為電橋臂；測量半橋a中的應變片包括第十三應變片17和第十四應變片18；第十三應變片17和第十四應變片18之間夾角為180°，且第十三應變片17和第十四應變片18關於軸對稱；測量半橋b中的應變片包括第十五應變片19和第十六應變片20；第十五應變片19和第十六應變片20之間夾角為180°，且第十五應變片19和第十六應變片20關於軸對稱；第十三應變片(17)和第十六應變片20之間夾角為90°。

以上對本實用新型實施例所提供的技術方案進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本實用新型實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用於幫助理解本實用新型實施例的原理；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本實用新型實施例，在具體實施方式以及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。