电控可调式高铁路况模拟风洞实验台制造技术

本实用新型专利技术电控可调式高铁路况模拟风洞实验台，该实验台包括固定架、纵向支撑轴、球轴承、滑块、转轴、倾斜电动推杆、转弯电动推杆和转盘、支架凸台、刚性杆和风洞底面；固定架采用桁架结构，固定架的上部安装在风洞底面的外表面，风洞底面内表面安装列车模型，固定架的下部安装在纵向支撑轴的上端；纵向支撑轴的上部套接有球轴承，纵向支撑轴的上部与球轴承间隙配合，球轴承的外部为具有螺纹侧面的凸台结构，该球轴承的下端穿入支架凸台，与支架凸台通过螺纹配合方式固定在一起，支架凸台下端固定在地面上。该实验台能通过电控的方式对实验台上的列车实现精确稳定的控制，并减少对风洞流场的干扰，主要用于在风洞中模拟高铁运行时的不同种工况。

Electrically controlled and adjustable high speed railway condition simulation wind tunnel test bed

The electric controlled adjustable high iron road condition simulation wind tunnel test bench is composed of a fixed frame, a longitudinal support shaft, a ball bearing, a slide block, a rotating shaft, a tilted electric push rod, a turning electric push rod and a turntable, a support protruding platform, a rigid rod and a wind tunnel bottom, and a truss is used for a truss and the upper part of the fixed frame is installed in the wind. On the outer surface of the bottom surface, the inner surface of the wind tunnel is fitted with the train model, the lower part of the fixed frame is installed on the upper end of the longitudinal support shaft, the upper part of the longitudinal support shaft is connected with the ball bearing, the upper part of the longitudinal support shaft is matched with the ball bearing clearance, and the outer of the ball bearing is a convex structure with the thread side, and the lower end of the ball bearing is worn. The support lug is fixed together with the support boss through thread matching, and the lower end of the support boss is fixed on the ground. The experimental platform can control the train accurately and steadily by electronic control, and reduce the disturbance to the flow field of the wind tunnel. It is mainly used to simulate the different operating conditions of the high speed rail in the wind tunnel.

【技术实现步骤摘要】
电控可调式高铁路况模拟风洞实验台
本技术涉及电控可调式高铁路况模拟风洞实验台，主要用于高速列车风洞试验中高速列车在风洞中实现实际运行工况的模拟。
技术介绍
高铁与普通铁路运输相比有着巨大的速度优势，随着高铁技术的日益成熟，在未来的铁路运输乃至整个运输行业中都将占有极重的份额。而与普通铁路运输相比，高铁随着速度的提高，产生的噪声污染也远大于普通铁路运输。尤其是运行时的气动噪声，是降低高铁噪声污染的重要技术难题。现有的主流风洞实验装置主要是专利CN104568371A中所使用的抬高装置。其主要结构是四根可变长度的立柱支撑实验模型，并实现路况的模拟，其主要用于汽车行业。高铁模型的风洞模拟实验环境需要0.3～0.4马赫(350km/h～500km/h)的气流，其风洞空气流速远大于汽车行业的要求。使用该抬高装置进行高铁风洞模拟的话，抬高装置中的四根立柱会对风洞流场产生较大扰流，对气动噪声的分析产生较大的误差。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种电控可调式高铁路况模拟风洞实验台。本技术能通过电控的方式对实验台上的列车实现精确稳定的控制，并减少对风洞流场的干扰，主要用于在风洞中模拟高铁运行时的不同种工况，并实现电控。为实现上述目的，本技术的技术方案是：提供一种电控可调式高铁路况模拟风洞实验台，其特征在于该实验台包括固定架、纵向支撑轴、球轴承、滑块、转轴、倾斜电动推杆、转弯电动推杆和转盘、支架凸台、刚性杆和风洞底面；固定架采用桁架结构，固定架的上部安装在风洞底面的外表面，风洞底面内表面安装列车模型，固定架的下部安装在纵向支撑轴的上端；纵向支撑轴的上部套接有球轴承，纵向支撑轴的上部与球轴承间隙配合，球轴承的外部为具有螺纹侧面的凸台结构，该球轴承的下端穿入支架凸台，与支架凸台通过螺纹配合方式固定在一起，支架凸台下端固定在地面上；位于球轴承下部的纵向支撑轴为方杆，所述滑块的内腔为与方杆相配合的形状，滑块能在方杆上自由移动；在纵向支撑轴的下方设有转盘，所述转盘套接在与地面固定的支架的转轴上，转盘能绕支架上的转轴旋转，在转盘的上表面上安装有两个倾斜电动推杆，两个倾斜电动推杆的自由端相互垂直，一个倾斜电动推杆的自由端与平行导轨相互平行，另一个倾斜电动推杆的自由端与平行导轨相互垂直；两个倾斜电动推杆的自由端分别通过一个刚性杆与滑块相连接，两个刚性杆与两个倾斜电动推杆及滑块的连接处均为铰接，即两个刚性杆的连接处均能转动，且两个刚性杆的传动方向相互垂直；所述转弯电动推杆安装在与地面固定的支架上，且转弯电动推杆与转盘的外侧面相接触，能推动转盘转动；两个倾斜电动推杆、转弯电动推杆均能根据输入电流的规律改变自由端的伸缩位移。与现有技术相比，本技术的有益效果是：在高速流场中，降低了因实验工况变化而产生的对流场的干扰；与高铁实际路况变化更加适合，并可减小因控制系统、原动件产生的系统误差。由于高铁模拟路况的左右转弯角度远远小于汽车行驶中上下坡道左右转弯的角度，本技术将运动件结构置于风洞外部，风洞内部仅有安装高铁模型，最大程度上降低了非实验结构对流场的干扰，使气动噪声分析更为精确。本技术结构简单,安装维护方便,操作简单,效率高,适用于多种不同的高铁模型,可以根据实际情况调节车底和模拟地面之间的距离以及高铁模型的水平度,可以调节高铁模型与来流方向的夹角，还可以模拟高铁在各种路况下的形态，电控实现高铁模型在风洞中的上下坡左右转弯路况的模拟集于一身，装置成本低廉，可控精度高。附图说明图1为本技术电控可调式高铁路况模拟风洞实验台的机械运动原理图。图2为本技术电控可调式高铁路况模拟风洞实验台一种实施例的整体结构示意图；图3(a)为本技术电控可调式高铁路况模拟风洞实验台一种实施例的固定架的主视结构示意图；图3(b)为本技术电控可调式高铁路况模拟风洞实验台一种实施例的固定架的俯视结构示意图；图4(a)为本技术中所述球轴承3的俯视结构示意图；图4(b)为图4(a)中A-A面的剖视结构示意图；图5(a)为本技术中纵向支撑轴2的俯视结构示意图；图5(b)为本技术中纵向支撑轴2的主视结构示意图；图6(a)为本技术中滑块4的俯视结构示意图；图6(b)为本技术中滑块4的主视结构示意图；图7为本技术等效的杠杆结构示意图；图中，1.固定架、2.纵向支撑轴、3.球轴承、4.滑块、5.转轴、6.倾斜电动推杆、7.转弯电动推杆、8.转盘、9.支架凸台、10.刚性杆、11.风洞底面，301.外壳、302.内芯。具体实施方式下面结合实施例及附图进一步解释本技术，但并不以此作为对本申请保护范围的限定。本技术电控可调式高铁路况模拟风洞实验台主要是用于研究高铁气动噪声，不包含轮轨噪声等部分。本技术电控可调式高铁路况模拟风洞实验台(简称实验台，参见图2)包括固定架1、纵向支撑轴2、球轴承3、滑块4、转轴5、倾斜电动推杆6、转弯电动推杆7、转盘8、支架凸台9、刚性杆10、风洞底面11；固定架采用桁架结构(参见图3(a)和图3(b))，具有较高的强度和较小的体积，固定架1的安装在风洞底面11的外部，下部安装在纵向支撑轴2的上端，高铁模型安装在风洞底面的内部，风洞底面与风洞密封安装；纵向支撑轴2的上部套接有球轴承3，纵向支撑轴2的上部与球轴承间隙配合，球轴承的外部为具有螺纹侧面的凸台结构，球轴承的下端穿入支架凸台，与支架凸台9通过螺纹配合方式固定在一起，支架凸台下端固定在地面上；位于球轴承下部的纵向支撑轴为方杆，所述滑块4的内腔为与方杆相配合的形状，滑块4能在方杆上自由移动；在纵向支撑轴2的下方设有转盘8，所述转盘8套接在与地面固定的支架的转轴上，转盘可绕支架上的转轴旋转，在转盘8的上表面上安装有两个倾斜电动推杆6，两个倾斜电动推杆6的自由端相互垂直，一个倾斜电动推杆的自由端与平行导轨相互平行，另一个倾斜电动推杆的自由端与平行导轨相互垂直；两个倾斜电动推杆的自由端分别通过一个刚性杆10与滑块4相连接，两个刚性杆与两个倾斜电动推杆及滑块的连接处均为铰接，即两个刚性杆的连接处均能转动，且两个刚性杆的传动方向相互垂直；所述转弯电动推杆7安装在与地面固定的支架上，且转弯电动推杆与转盘8的外侧面相接触，能推动转盘转动；两个倾斜电动推杆6、转弯电动推杆7均能根据输入电流的规律改变自由端的伸缩位移。通过控制两个倾斜电动推杆6的电流输入规律，改变倾斜电动推杆自由端的位移，进而带动纵向支撑轴2绕球轴承3的转动，带动风洞底面11转动，从而实现风洞底面11上固定的高铁模型的前后倾斜、左右倾斜；通过控制转弯电动推杆7的电流输入规律，使转弯电动推杆自由端推动转盘8绕转轴的转动，实现高铁模型的转弯路况模拟。所述固定架1由多个杆件构成，多个杆件按照三角形的方式布置在风洞底面及纵向支撑轴之间，且多个杆件沿转动中心线呈对称的布置，提高系统的稳定性。固定架1上面安装的风洞底面11需要特殊密封，在小角度转动后仍能保证风洞密封性。所述球轴承3(参见图4(a)和图4(b))包括内芯302和外壳301两个部分，在竖直方向上，内芯内表面是圆柱面，外表面是球面，外壳的内表面是球面，外表面是带螺纹的圆柱面；内芯的圆柱面与纵向支撑轴2配合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电控可调式高铁路况模拟风洞实验台，其特征在于该实验台包括固定架、纵向支撑轴、球轴承、滑块、转轴、倾斜电动推杆、转弯电动推杆和转盘、支架凸台、刚性杆和风洞底面；固定架采用桁架结构，固定架的上部安装在风洞底面的外表面，风洞底面内表面安装列车模型，固定架的下部安装在纵向支撑轴的上端；纵向支撑轴的上部套接有球轴承，纵向支撑轴的上部与球轴承间隙配合，球轴承的外部为具有螺纹侧面的凸台结构，该球轴承的下端穿入支架凸台，与支架凸台通过螺纹配合方式固定在一起，支架凸台下端固定在地面上；位于球轴承下部的纵向支撑轴为方杆，所述滑块的内腔为与方杆相配合的形状，滑块能在方杆上自由移动；在纵向支撑轴的下方设有转盘，所述转盘套接在与地面固定的支架的转轴上，转盘能绕支架上的转轴旋转，在转盘的上表面上安装有两个倾斜电动推杆，两个倾斜电动推杆的自由端相互垂直，一个倾斜电动推杆的自由端与平行导轨相互平行，另一个倾斜电动推杆的自由端与平行导轨相互垂直；两个倾斜电动推杆的自由端分别通过一个刚性杆与滑块相连接，两个刚性杆与两个倾斜电动推杆及滑块的连接处均为铰接，且两个刚性杆的传动方向相互垂直；所述转弯电动推杆安装在与地面固定的支架上，且转弯电动推杆与转盘的外侧面相接触。...

【技术特征摘要】
1.一种电控可调式高铁路况模拟风洞实验台，其特征在于该实验台包括固定架、纵向支撑轴、球轴承、滑块、转轴、倾斜电动推杆、转弯电动推杆和转盘、支架凸台、刚性杆和风洞底面；固定架采用桁架结构，固定架的上部安装在风洞底面的外表面，风洞底面内表面安装列车模型，固定架的下部安装在纵向支撑轴的上端；纵向支撑轴的上部套接有球轴承，纵向支撑轴的上部与球轴承间隙配合，球轴承的外部为具有螺纹侧面的凸台结构，该球轴承的下端穿入支架凸台，与支架凸台通过螺纹配合方式固定在一起，支架凸台下端固定在地面上；位于球轴承下部的纵向支撑轴为方杆，所述滑块的内腔为与方杆相配合的形状，滑块能在方杆上自由移动；在纵向支撑轴的下方设有转盘，所述转盘套接在与地面固定的支架的转轴上，转盘能绕支架上的转轴旋转，在转盘的上表面上安装有两个倾斜电动推杆，两个倾斜电动推杆的自由端相互垂直，一个倾斜电动推杆的自由端与平行导轨相互平行，另一个倾斜电动推杆的自由端与平行导轨相互垂直；两个倾斜电动推杆的自由端分别通过一个刚性杆与滑块相连接，两个刚性杆与两个倾斜电动推杆及滑块的连接处均为铰接，且两个刚性杆的传动方向相互垂直；所述转弯电动推杆安装在与地面固定的支架上，且转弯电动推杆与转盘的外侧面相接触。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓日，李扬，罗江泽，黎苏，张梦东，刘联胜，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津,12