自导向虚拟轨道列车用车体铰接装置及旋转角度控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自导向虚拟轨道列车用车体铰接装置及旋转角度控制方法，包括铰接安装座、球金属关节、角度传感器组件；铰接安装座通过球金属关节相铰接；角度传感器组件安装在铰接安装座上。角度传感器组件包括角度传感器、传感器限位支架、传感器定位支架。当车辆过曲线虚拟轨道时，通过角度传感器测出铰接装置的旋转角度，并将角度信息反馈到控制系统，控制系统根据角度信息，通过主动减振器调整铰接装置的旋转角度。采用本发明专利技术，能限制车体的纵向、横向及垂向的位移，允许两车体之间的三向转动，同时起到传递载荷的作用。在车间距减小、贯通道长度缩短后，提高车辆空间利用率的同时，能保证车辆具有较小的转弯半径。

Articulated vehicle body and steering angle control method for self guided virtual rail train

The invention discloses a hinged device and a rotation angle control method for a self-steering virtual track train body, including a hinged mounting seat, a spherical metal joint and an angle sensor assembly; a hinged mounting seat is hinged through a spherical metal joint; and an angle sensor assembly is mounted on a hinged mounting seat. The angle sensor assembly includes an angle sensor, a sensor limit bracket and a sensor positioning bracket. When the vehicle passes the curved virtual track, the rotation angle of the articulated device is measured by the angle sensor, and the angle information is fed back to the control system. According to the angle information, the control system adjusts the rotation angle of the articulated device by the active vibration absorber. The invention can limit the longitudinal, transverse and vertical displacement of the car body, permit the three-dimensional rotation between the two car bodies, and at the same time play the role of transmitting load. After the workshop distance is reduced and the length of the through passage is shortened, the utilization ratio of vehicle space is improved, and the turning radius of the vehicle is ensured to be smaller.

【技术实现步骤摘要】
自导向虚拟轨道列车用车体铰接装置及旋转角度控制方法
本专利技术涉及轨道交通车辆

技术介绍
虚拟轨道列车铰接式车体连接结构目前多采用前端和后架分别与转盘滚珠轴承固定连接且至少一端通过橡胶球铰固定在车体上的铰接结构。其主要问题有贯通道长、铰接装置外形尺寸大等问题。又因轮胎布置靠车体中间部位，导致轮胎突起位置和贯通道过道可用的乘坐空间减少，车辆空间利用率低。虚拟轨道列车铰接装置既要求满足连接和承载功能，又要求有水平角度检测反馈功能，以便调整过曲线道路参数，而目前该种铰接多采用滚珠轴承关节和金属橡胶关节配合作用，大载荷导致滚珠轴承尺寸过大，承载能力不足，而橡胶关节由于要满足俯仰角度，刚度不宜过大，导致车体相对水平运动时，存在一定延迟，导致检测角度不精确等问题。现有铰接安装座结构尺寸大，重量大，不符合后续虚拟轨道列车轻量化要求。现有技术中，申请号为CN201520307471.7的技术公开了一种铰接车辆铰接角实时测量装置，铰接车辆包括后车体、铰接点、前车体，前车体或后车体上固定有安装底座，另一个车体上固定有跟转支架，安装底座上固定有铰接角测量单元，铰接角测量单元包括转角传感器，转角传感器的转动轴与跟转支架连接，转角传感器的转动轴的回转中心与铰接点的回转中心重合。安装底座和跟转支架采用柔性钢板制作。转角传感器通过法兰连接件与电源和信息处理单元连接。申请号为CN201610384861.3与CN201610384861.3的二个专利技术，主要公开了一种由球金属关节通过螺栓连接上、下安装座方式的低地板有轨电车的车体铰接方案，其主要适用于有轨低地板车车，但是允许的最小水平曲线和竖曲线道路半径相对较大，占城市公共资源较多，同时结构功能单一，不能满足自导向、角度测量等功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种自导向虚拟轨道列车用车体铰接装置及旋转角度控制方法，在车间距减小、贯通道长度缩短后，提高车辆空间利用率的同时，能保证车辆具有较小的转弯半径。本专利技术的技术方案是：一种自导向虚拟轨道列车用车体铰接装置，包括铰接安装座、球金属关节、角度传感器组件；铰接安装座包括铰接安装座一和铰接安装座二，铰接安装座一和铰接安装座二通过球金属关节相铰接；角度传感器组件安装在铰接安装座一和铰接安装座二上。角度传感器组件包括角度传感器、传感器限位支架、传感器定位支架；角度传感器包括圆柱形主体部分、中心转动轴、旋转板和检测杆，中心转动轴连接在圆柱形主体部分下面，旋转板的一端连接中心转动轴、另一端连接检测杆；传感器限位支架安装在铰接安装座一左端部分上面，传感器限位支架为开口向右的横“U”形结构；传感器定位支架的左端部分安装在铰接安装座二上、右端部分位于传感器限位支架上方，角度传感器的圆柱形主体部分安装在传感器定位支架右端部分上面；中心转动轴的下端从上至下穿过传感器定位支架右端部分后连接旋转板；检测杆下部插入在传感器限位支架的U形口内。传感器定位支架的形状为“几”字形，从左至右依次包括一体相连的左下横板、左竖板、上横板、右竖板、右下横板；传感器定位支架的左端部分底面低于右端部分底面，左竖板比右竖板长；左下横板通过螺栓或螺钉安装在铰接安装座二上，右下横板位于铰接安装座一上方；传感器限位支架位于传感器定位支架右端部分的下方，传感器限位支架通过螺栓或螺钉安装在铰接安装座一上；角度传感器的圆柱形主体部分安装在右下横板上面；右下横板上设有通孔，中心转动轴的下端从上至下穿过该通孔后连接旋转板；检测杆下部插入在传感器限位支架的U形口内。所述的自导向虚拟轨道列车用车体铰接装置还包括吊销、减振器；铰接安装座二两边均设有用于连接减振器的耳板，减振器一端通过吊销与铰接安装座二上的耳板连接、另一端连接在车体上；所述减振器为主动减振器。所述的自导向虚拟轨道列车用车体铰接装置还包括橡胶止挡；铰接安装座一的左端位于二个耳板之间，耳板上面向铰接安装座一的侧面粘接安装有橡胶止挡。所述的自导向虚拟轨道列车用车体铰接装置还包括控制系统，所述角度传感器、主动减振器均与控制系统电连接。铰接安装座一的右端和铰接安装座二的左端分别通过车体安装螺栓、弹性销套与车体连接；球金属关节上面通过螺栓与铰接安装座一连接，球金属关节下面通过螺栓与铰接安装座二连接。角度传感器组件包括角度传感器，角度传感器包括中心转动轴，中心转动轴和球金属关节的中心轴线位于同一直线上。一种自导向虚拟轨道列车用车体铰接装置旋转角度控制方法，在铰接安装座上安装角度传感器，在铰接安装座两边安装主动减振器，当车辆过曲线虚拟轨道时，二个铰接安装座相对旋转，通过角度传感器测出铰接装置的旋转角度，并将角度信息反馈到控制系统，控制系统根据角度信息，通过主动减振器调整铰接装置的旋转角度，在监控旋转角度的同时，实现对铰接装置旋转角度的控制。采用上述的自导向虚拟轨道列车用车体铰接装置对旋转角度进行控制；通过球金属关节实现车体间的旋转和俯仰运动，通过设置角度传感器组件、减振器、橡胶止挡来实现多重限位保护；当铰接安装座一相对于铰接安装座二水平旋转时，传感器限位支架与铰接安装座一相对静止，传感器定位支架与铰接安装座二相对静止，通过传感器限位支架限制角度传感器下端位移，测出旋转角度，并输出电信号，反馈给控制系统。采用本专利技术，能限制车体的纵向、横向及垂向的位移，允许两车体之间的三向转动，同时起到传递载荷的作用。在车间距减小、贯通道长度缩短后，提高车辆空间利用率的同时，能保证车辆具有较小的转弯半径。在车辆过曲线运动时，在监控旋转角度的同时，实现铰接装置自主控制，从而能调整转弯角度。本专利技术的有益效果具体如下：1.结构外形尺寸优化，解决了虚拟轨道列车贯通道长，铰接装置外形尺寸大问题，一般贯通道均超过1.5m，本专利技术能适应小的车体间距可达到原长度一半，同时轮胎布置靠近贯通道下方，释放乘坐空间，提升空间利用率；2.解决原有虚拟轨道列车铰接重量过大，在满足强度的情况下，进行轻量化优化设计，压缩至原有铰接的1/3左右。3.结构创新，创新性设计铰接安装座，不仅仅作为连接车体和铰接关节的部件，同时两侧增加缓冲器安装机构（减振器）和角度限位装置（角度传感器组件和橡胶止挡），满足运动条件下，为增加车辆过曲线时的安全性和平稳性提供保证。4.设计安装了采用球金属关节连接时的角度检测与反馈机构（角度传感器组件等）。现有技术中的滚珠轴承关节结构的前、后端架仅存在相对水平转动，车体铰接俯仰运动通过端部的橡胶关节实现，所以其前后端架水平旋转角度测量难度不大，简单的限位即可。与滚珠轴承关节结构不同，本专利技术结构中，在关节处实现车体间的俯仰运动，检测安装座相对水平转动角度难度增加，通过设计特殊连接机构（包括角度传感器组件）保证角度检测准确性，实现角度反馈。5.去掉橡胶关节节点，增加免维护周期，降低装置运行维护成本。6、在车辆过曲线运动时，通过铰接安装座一与铰接安装座二的相对旋转，测出车体间的旋转角度，输出到控制系统，控制系统可根据反馈的角度信息，调整铰接装置的旋转角度，在监控旋转角度的同时，通过主动减振器实现铰接装置自主控制，推动铰接安装座调整转弯角度。附图说明图1是自导向虚拟轨道列车用车体铰接装置的剖视结构示意图；图2是角度传感器组件结构示意图；图3是自导向虚拟轨道列车用车体铰接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自导向虚拟轨道列车用车体铰接装置，包括铰接安装座，铰接安装座包括铰接安装座一和铰接安装座二，其特征是，还包括球金属关节、角度传感器组件；铰接安装座一和铰接安装座二通过球金属关节相铰接；角度传感器组件安装在铰接安装座一和铰接安装座二上。

【技术特征摘要】
1.一种自导向虚拟轨道列车用车体铰接装置，包括铰接安装座，铰接安装座包括铰接安装座一和铰接安装座二，其特征是，还包括球金属关节、角度传感器组件；铰接安装座一和铰接安装座二通过球金属关节相铰接；角度传感器组件安装在铰接安装座一和铰接安装座二上。2.根据权利要求1所述的自导向虚拟轨道列车用车体铰接装置，其特征是，角度传感器组件包括角度传感器、传感器限位支架、传感器定位支架；角度传感器包括圆柱形主体部分、中心转动轴、旋转板和检测杆，中心转动轴连接在圆柱形主体部分下面，旋转板的一端连接中心转动轴、另一端连接检测杆；传感器限位支架安装在铰接安装座一左端部分上面，传感器限位支架为开口向右的横“U”形结构；传感器定位支架的左端部分安装在铰接安装座二上、右端部分位于传感器限位支架上方，角度传感器的圆柱形主体部分安装在传感器定位支架右端部分上面；中心转动轴的下端从上至下穿过传感器定位支架右端部分后连接旋转板；检测杆下部插入在传感器限位支架的U形口内。3.根据权利要求2所述的自导向虚拟轨道列车用车体铰接装置，其特征是，传感器定位支架的形状为“几”字形，从左至右依次包括一体相连的左下横板、左竖板、上横板、右竖板、右下横板；传感器定位支架的左端部分底面低于右端部分底面，左竖板比右竖板长；左下横板通过螺栓或螺钉安装在铰接安装座二上，右下横板位于铰接安装座一上方；传感器限位支架位于传感器定位支架右端部分的下方，传感器限位支架通过螺栓或螺钉安装在铰接安装座一上；角度传感器的圆柱形主体部分安装在右下横板上面；右下横板上设有通孔，中心转动轴的下端从上至下穿过该通孔后连接旋转板；检测杆下部插入在传感器限位支架的U形口内。4.根据权利要求2所述的自导向虚拟轨道列车用车体铰接装置，其特征是，还包括吊销、减振器；铰接安装座二两边均设有用于连接减振器的耳板，减振器一端通过吊销与铰接安装座二上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄征宇，罗斌，贺小龙，胡伟辉，黄友剑，刘文松，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43