一种轨道交通用主动控制的横向止挡装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种可以对车体横向位移主动调节控制的横向止挡装置，包括车辆传感器检测系统和横向止挡装置，横向止挡装置设置在车体与转向架构架之间，横向止挡装置上设置有控制横向止挡装置伸缩的作动器，车辆传感器检测系统，包括用于测得瞬时横向加速度的加速传感器、用于测得车体和转向架构架横向位移瞬时值的位移传感器以及控制作动器工作的反馈控制器。解决了横向止挡对线路和天气等环境适应性差的问题，实现了横向止挡和转向架构架间距可调、作用时间可控的目标。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及轨道交通行业，尤其是指一种可以对车体横向位移主动调节控制的横向止挡装置和方法，实现在不影响车辆动力学性能的前提下，提高车辆系统对不同线路运行工况和天气环境变化的适应性。
技术介绍
横向橡胶止挡位于轨道车辆二系悬挂系统中，用来缓冲车体与转向架之间的横向冲击和限制过大横向位移，为二系减振提供柔性平稳的平台，可以提高城轨车辆的运行品质和改善车辆的舒适性能。横向止档装置的作用是抑制车体相对于转向架的横向运动，保证车辆相对于转向架的位移在一定范围内，使得轨道车辆获取优良的横向平稳性能和乘坐舒适性。车体相对于转向架的横向运动时必然存在的，不能完全限制，横向止档装置应设计成具有一定弹性的、带有止档间隙的结构，当车体相对于转向架的位移很小时，横向止档装置不起作用，当车体相对于转向架的位移超过设定的间隙时，横向止档装置可以限制车体的过度横向运动。现有的横向止档装置结构种类各异，不是结构复杂、安装不便，就是不能完好地限制车体与转向架的横向运动。实际运行中车辆会以不同速度通过各种不同曲线半径不同超高的线路，这些不同运行工况与设计要求存在差异，超限运行情况时有发生，容易导致现有的横向止挡出现损坏、橡胶层破裂而失效问题，严重影响车辆的运行品质，影响车辆的运行安全性。在实际的线路运行中，车辆通过不同曲线半径线路、不同超高线路、车辆进出隧道、明线上受到横风时，为了确保车辆的运行安全性和旅客乘坐舒适度，对横向止挡和转向架构架之间横向距离有不同要求。此外，如地铁车辆进站或者快速通过站台的时候，气动力对车辆的作用明显，期望车体的横向位移偏移较小，在正常运行下期望车体横向运动自由，不受到横向止挡的作用。基于上述情况，如何实现不影响车辆动力学性能的前提下，提高车辆系统对不同线路运行工况和天气环境变化的适应性，满足车辆系统安全舒适运营对横向止挡自由间隙的需求，是本领域技术人员需要解决的关键问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种应用于轨道交通车辆上的主动控制横向止挡，通过主动控制技术，该横向止挡可以根据车辆系统的运行的不同环境提供合适的横向止挡间隙。为解决上述问题，本技术的技术方案是，轨道交通用主动控制的横向止挡装置，基于转向架车体与转向架之间的位置关系，该装置包括，车辆传感器检测系统和横向止挡装置，所述横向止挡装置；设置在车体与转向架构架之间；所述横向止挡装置上设置有控制横向止挡装置伸缩的作动器；所述车辆传感器检测系统，包括用于测得瞬时横向加速度的加速传感器、用于测得车体和转向架构架横向位移瞬时值的位移传感器以及控制作动器工作的反馈控制器。进一步的，所述车辆传感器检测系统每传感器之间通过光纤传输。进一步的，所述加速传感器安装在车体地板底面上，距离转向架中心正上方左右各一米位置，用于测得车体瞬时横向加速度。进一步的，所述加速传感器安装在转向架的一位左和二位右的构架端部，用于测得转向架瞬时横向加速度。进一步的，所述位移传感器为激光位移传感器或者拉线位移传感器。本技术的有益效果：解决了横向止挡对线路和天气等环境适应性差的问题，可以在不影响正常车辆动力学性能的前提下，通过作动器施加作用力，缓冲车体与转向架之间的横向冲击和限制过大横向位移，并且该作动器可以根据车辆运行速度的不同快速做出反应，满足车辆系统控制横向位移的需求，实现了横向止挡和转向架构架间距可调、作用时间可控的目标。附图说明图1为本技术的实施主动控制横向止挡装置的框架示意图；图2为本技术提出的横向止挡方法框架示意图；图3为本技术提出的主动控制横向止挡装置的典型结构安装示意图。其中，1.车体，2.转向架构架，3.横向止挡装置，4.作动器，5.弹性橡胶。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本技术作进一步的阐述。如图3所示，一种轨道交通用主动控制的横向止挡装置，包括车辆传感器检测系统和横向止挡装置3，所述横向止挡装置3；设置在车体1与转向架构架2之间；所述横向止挡装置3上设置有控制横向止挡装置3伸缩的作动器4；所述车辆传感器检测系统，包括用于测得瞬时横向加速度的加速传感器、用于测得车体1和转向架构架2横向位移瞬时值的位移传感器以及控制作动器4工作的反馈控制器。作动器4通过反馈控制器施加位移载荷，使得车体1与转向架构架2之间的自由间隙增大或减小，所述横向止挡装置3端部的减震组件弹性橡胶5，弹性橡胶5对车体与构架碰撞时具有一定的减振作用。当车辆运行在轨道上会受到轨道曲线半径超高等激励、天气(横风等)和线路环境(隧道、高架桥等)等外界激扰造成转向架和车体横向位移，此时，横向止挡3和构架2的相互作用能够缓冲车体1与转向架构架2之间的横向冲击和限制过大横向位移，为了能够根据不同线路工况和环境变化快速的提供合适的止挡间隙。上述装置有两种应用方案：方案一：在车体地板底面上，距离转向架中心正上方左右各一米位置，安装加速度传感器，根据加速度传感器可以得到车体瞬时横向加速度；在车体横向止挡安装座正上方，安装激光位移传感器或者拉线位移传感器，根据位移传感器可以得到车体和转向架构架横向距离瞬时值。安装在车体下方的反馈控制器能将测得的加速度值分析计算，得出最近2s内车体的瞬态横向平稳性值，判断是否超过临界值2.5，进而判断主动控制的横向止挡是否需要额外伸缩来控制止挡间隙，车辆运行的速度等信息也通过光纤传输到控制器中，根据横向平稳性指标要求，快速做出反应。方案二：在转向架的一位左和二位右的构架端部，安装加速度传感器，根据加速度传感器可以得到转向架瞬时横向加速度，同样也需要在车体横向止挡安装座正上方，安装激光位移传感器或者拉线位移传感器，根据位移传感器可以得到车体和转向架构架横向位移瞬时值。安装在车体下方的反馈控制器能将测得车体的横向加速度值，判断两处横向加速度是否超过临界值0.5g，进而判断主动控制的横向止挡是否需要额外伸缩来控制止挡间隙，车辆运行的速度等信息也通过光纤传输到控制器中，根据横向平稳性指标要求，快速做出反应。对于需要额外提供作用力的横向止挡装置，作动器所需要的能量由安装在车体下方的外界能量源提供，作动器所提供能量的正输入和负输入能控制横向止挡的前进或者后退。该作动器可以是电磁作动器、液压作动器或者气压作动器，具体选择可以根据车辆实际运行环境和车辆具体参数进行合理选择。该作动器在车辆系统不需要提供额外作用力时是刚性的，和现有的横向止挡作用相似，满足对车辆动力学性能不产生影响的目的。当横向制动主动控制不发生作用时，其自由间隙设置较小，可以满足横风、快速穿越站台等需要车体与转向架横向间隙较小的工况，此时横向止挡装置与传统装置相同；车辆运行在正常线路时，期望横向止挡不对车体横向运动产生约束，此时，横向止挡主动控制系统开始工作，根据测得的车体横向振动对横向间隙自动调节。该横向止挡主动控制系统属于主动闭环控制，其基本思想是通过适当的系统状态或输出反馈，产生一定的控制作用来主动改变横向止挡参数，从而使系统满足预定的动态特性要求。具体的是利用安装在车辆上的加速度传感器将车辆横向加速度情况及时获取，并把所采集到的状态变量反馈给车辆控制器，以实施最优控制的一种控制策略。如图1-2所示，利用上述装置实现主动控制的横向止挡的方法，步骤(a)：在反馈控制器中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道交通用主动控制的横向止挡装置，其特征在于：包括车辆传感器检测系统和横向止挡装置(3)，所述横向止挡装置(3)；设置在车体(1)与转向架构架(2)之间；所述横向止挡装置(3)上设置有控制横向止挡装置(3)伸缩的作动器(4)；所述车辆传感器检测系统，包括用于测得瞬时横向加速度的加速传感器、用于测得车体(1)和转向架构架(2)横向位移瞬时值的位移传感器以及控制作动器(4)工作的反馈控制器。

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通用主动控制的横向止挡装置，其特征在于：包括车辆传感器检测系统和横向止挡装置(3)，所述横向止挡装置(3)；设置在车体(1)与转向架构架(2)之间；所述横向止挡装置(3)上设置有控制横向止挡装置(3)伸缩的作动器(4)；所述车辆传感器检测系统，包括用于测得瞬时横向加速度的加速传感器、用于测得车体(1)和转向架构架(2)横向位移瞬时值的位移传感器以及控制作动器(4)工作的反馈控制器。2.根据权利要求1所述的轨道交通用主动控制的横向止挡装置，其特征在于：所述车辆传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪群生，曾京，田向阳，魏来，朱彬，吴一，李佳明，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川;51