一种直驱伺服电机驱动的环道加速加载系统技术方案

本发明专利技术主要属于环道加速加载系统领域，具体涉及一种直驱伺服电机驱动的环道加速加载系统；所述环道加速加载系统包括：驱动装置、传动装置、加载装置、侧移装置、液压泵站、重卡后悬架、轨道轮组、骨架、受电弓装置、定位装置、雷达防撞装置和无线传输装置。本发明专利技术所述环道加速加载系统是模拟真实行车荷载和自然环境，对不同路面材料与结构进行循环加速加载试验，可对各种路面材料与结构自动高速循环加载。

A Direct Drive Servomotor Driven Loop Acceleration Loading System

The invention mainly belongs to the field of loop acceleration loading system, and specifically relates to a loop acceleration loading system driven by a direct drive servo motor. The loop acceleration loading system includes driving device, transmission device, loading device, lateral displacement device, hydraulic pump station, heavy truck rear suspension, track wheel set, skeleton, pantograph device, positioning device, radar collision avoidance device and wireless transmission. Installation. The loop acceleration loading system of the invention simulates the real driving load and natural environment, carries out cyclic acceleration loading tests on different pavement materials and structures, and can automatically load various pavement materials and structures at high speed.

【技术实现步骤摘要】
一种直驱伺服电机驱动的环道加速加载系统
本专利技术主要属于环道加速加载系统领域，具体涉及一种直驱伺服电机驱动的环道加速加载系统。
技术介绍
随着我国交通运输行业的发展，公路交通越来越呈现出重载/超载、流量大和渠化显著等特点，但是当前实行的路面设计标准、理论、方法大多建立在传统低等级道路基础上，没有充分考虑汽车超载、高胎压、低速行驶对路面结构造成的影响，从而使得路面早期破坏严重，路面长期性能明显不足。关于重载、高胎压、负责环境和低速行驶等多种条件耦合作用对路面影响的，已经成为道路研究者和从业者不得不面对的问题，也是研究的难题，但是由于受限于试验条件，研究工作大都是建立在有诸多假设理论分析的基础上，缺乏实际验证，理论缺陷难以完全弥补。本专利技术专利旨在研发一种环形足尺度路面环道加速加载系统试验装备，通过加载车，模拟真实轴载在足赤试验路段测试路面材料和路面结构的性能。可以模拟不同轮轴组合、不同轴载和车速条件，接近真实交通荷载。该装置可以改进路面材料设计、路面结构设计和施工工艺提供的指导。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种直驱伺服电机驱动的环道加速加载系统，所述环道加速加载系统是模拟真实行车荷载和自然环境，对不同路面材料与结构进行循环加速加载试验，可对各种路面材料与结构自动高速循环加载。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种直驱伺服电机驱动的环道加速加载系统，所述环道加速加载系统包括：一提供前进动力的驱动装置，所述驱动装置采用电机驱动；一起到缩短系统整体长度、提高系统稳定性作用的传动装置；一用于提供可调轴载的加载装置；一用于实现设备横向侧移、模拟真实交通荷载分布的侧移装置；一提供液压加载的液压泵站，，可以实现无级加载，控制更灵活施加荷载更精准；一重卡后悬架，采用通用型卡车后悬挂，便于更换和维护，并且与实际汽车轴载一致；一用于支撑所述加载装置的反作用力，并在轨道上使所述环道环道加速加载系统行驶运行以增强系统稳定性的轨道轮组；一用于集成其他装置的骨架；一通过空气弹簧的充气和排气来实现升弓和降弓的受电弓装置，所述受电弓装置实现更高的运行速度与输出功率；一用于确认所述环道加速加载系统当前位置的定位装置；一雷达防撞装置；一将检测信号转换为无线信号数据后进行传输并分析处理的无线传输装置；一蓄能器；所述驱动装置固定在所述骨架上，所述传动装置设置在所述驱动装置和所述重卡后悬架之间，所述驱动装置通过所述传动装置间接与所述重卡后悬架连接，为系统提供前进的动力；所述加载装置设置在所述骨架下方；所述骨架通过所述加载装置与所述重卡后悬架连接；所述侧移装置通过横移杆与所述骨架相连；所述液压泵站设置在所述骨架右侧，用于给液压单元提供油和载荷，使所述骨架可以加载和侧移；所述轨道轮组设置在所述骨架两侧并作用于轨道的内侧和下方，作用于两侧轨道；所述受电弓装置设置于所述骨架的顶部；所述定位装置设置于所述骨架左侧；所述雷达防撞装置设置于所述骨架前部；所述无线传输装置设置于所述骨架右侧并与所述液压泵站对称；所述蓄能器设置于骨架左侧，通过管路与所述加载装置和所述液压泵站连接。进一步地，所述液压泵站包含液压泵、电磁控制阀、温度传感器和液压传感器；所述电磁控制阀设置于液压泵出口位置，所述温度传感器和所述液压传感器在液压管路内部。进一步地，所述液压泵站采用二通插装阀集成系统控制；动力源采用大流量恒功率轴向柱塞变量泵；所述环道加速加载系统采用所述液压泵站进行液压加载，所述环道加速加载系统运行至弯道部分离心力较小，大大降低了安全防护装置的要求，提高所述环道加速加载系统运行的安全性和稳定性。进一步地，所述驱动装置选用电动汽车成熟的动力系统，包括电机、驱动器和电机冷却系统；所述电机冷却系统选用电动汽车专用冷却系统，是纯电动汽车电机的配套产品，具有能耗低、风扇无极调速智能启停等优点。通过冷却系统调节电机温度，使电机长期稳定可靠运行，预防电机温度过高导致的电机永磁材料的磁损失以及绝缘材料的老化。进一步地，所述传动装置包括：一起到传递旋转扭力、补偿轴间安装偏差、吸收设备振动和缓冲载荷冲击的作用的万向联轴器；一第一换向器；一第二换向器所述第一换向器、第二换向器和万向联轴器三者相互连接；所述第一换向器与所述驱动装置的电机轴相连；所述第二换向器与所述重卡后悬架连接。进一步地，所述第一换向器和所述第二换向器均为螺旋伞齿轮换向器，所述螺旋伞齿轮换向器传动比为1:1，螺旋伞齿轮采用低碳合金结构钢经渗碳淬火热处理，传递效率高，承受扭矩大。进一步地，所述加载装置包括：一加载液压缸；一位移传感器；一压力传感器；一加载梁；所述位移传感器和压力传感器设置于所述加载液压缸内部，所述加载液压缸作用于所述加载梁，蓄能器通过油管与所述加载液压缸连接，所述加载梁与所述重卡后悬架连接。进一步地，所述加载梁与所述重卡后悬架并非直接连接，它们之间采用一过渡梁连接，所述过渡梁与所述加载梁通过销轴连接，所述过渡梁再与所述重卡后悬架连接。进一步地，所述蓄能器具有储蓄能量，稳定压力，减少能耗，补偿漏损，吸收油压脉冲击力等功能。其结构为“囊壳”结构，内部的气囊充填惰性气体，而油腔充注液压油。油腔通过导油管、单向阀与加载液压缸连接。当加载轮对路面加载时，液压缸受到压缩，其中液压油被压人贮能单元中的油腔中，而液压油为不可压缩介质，因此气囊受到液压油油压的作用而被压缩变形，此过程吸收了加载轮接地时冲击荷载产生的能量，同时保证加载轮对路面加载时荷载的恒定。进一步地，所述侧移装置包括侧移液压缸、位移传感器、导向轴、侧移梁和铰座；所述侧移液压缸与所述侧移梁连接，所述侧移梁两侧设置所述导向轴，所述侧移梁与所述重卡后悬架连接，所述位移传感器置于所述侧移液压缸内，所述铰座连接所述侧移液压缸和所述侧移梁。通过控制液压缸推动侧移梁移动实现悬架的侧移，液压缸选用力士乐品牌液压缸，检测精度＜0.1％，可将侧移数据实时反馈到所述无线传输装置中的控制单元中。进一步地，所述液压泵站、液压管路、液压缸和所述蓄能器构成一液压单元；所述液压单元具有平稳卸压功能,卸压时无冲击和震动，保证液压单元无渗漏。液压单元油箱设有油位指示、冷却装置、油液过滤装置、油温监控装置。进一步地，所述液压单元还设有一过载保护装置,确保液压缸不会超载工作。所述液压传感器的压力值以数字方式显示,精度为±1‰。进一步地，所述重卡后悬架为陕汽重卡后悬架总成，包括单桥后悬架总成和双桥后悬架总成；所述双桥后悬架包含：M5.92双级中桥、M5.92双级后桥、传动轴、平衡轴、双桥钢板弹簧、双桥轮胎和双桥制动单元；所述单桥后悬架包含：M4.11单级单桥、后桥限位总成、后板簧支架、单桥钢板弹簧、双桥轮胎和单桥制动单元；为满足所述环道加速加载系统的轮轴组合要求，单轴最大载荷为225kN。进一步地，所述重卡后悬架更换的方式是：将所述环道加速加载系统停在轨道维修区，所述维修区设有辅助支撑轨道，所述加载装置卸载后由支撑轮支撑车体，操作人员将所述加载装置与后悬架连接销轴拆卸，所述加载装置与所述重卡后悬架分离，由操作人员将所述加载装置平移到需要更换的悬架上方用销轴连接，完成悬架的更换。当需要对重卡后悬架的轮胎进行更换时，也采用上述方法由操作人员将装置移开，借助辅助工具进行轮胎更换。进一步地，所述轨道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直驱伺服电机驱动的环道加速加载系统，其特征在于，所述环道加速加载系统包括：一提供前进动力的驱动装置；一起到缩短系统整体长度、提高系统稳定性作用的传动装置；一用于提供可调轴载的加载装置；一用于实现设备横向侧移、模拟真实交通荷载分布的侧移装置；一提供液压加载的液压泵站；一重卡后悬架；一用于支撑所述加载装置的反作用力，并在轨道上使所述环道环道加速加载系统行驶运行以增强系统稳定性的轨道轮组；一用于集成其他装置的骨架；一通过空气弹簧的充气和排气来实现升弓和降弓的受电弓装置；一用于确认所述环道加速加载系统当前位置的定位装置；一雷达防撞装置；一将检测信号转换为无线信号数据后进行传输并分析处理的无线传输装置；所述驱动装置固定在所述骨架上，所述传动装置设置在所述驱动装置和所述重卡后悬架之间；所述加载装置设置在所述骨架下方；所述骨架通过所述加载装置与所述重卡后悬架连接；所述侧移装置通过横移杆与所述骨架相连；所述液压泵站设置在所述骨架右侧；所述轨道轮组设置在所述骨架两侧；所述受电弓装置设置于所述骨架的顶部；所述定位装置设置于所述骨架左侧；所述雷达防撞装置设置于所述骨架前部；所述无线传输装置设置于所述骨架右侧并与所述液压泵站对称。...

【技术特征摘要】
1.一种直驱伺服电机驱动的环道加速加载系统，其特征在于，所述环道加速加载系统包括：一提供前进动力的驱动装置；一起到缩短系统整体长度、提高系统稳定性作用的传动装置；一用于提供可调轴载的加载装置；一用于实现设备横向侧移、模拟真实交通荷载分布的侧移装置；一提供液压加载的液压泵站；一重卡后悬架；一用于支撑所述加载装置的反作用力，并在轨道上使所述环道环道加速加载系统行驶运行以增强系统稳定性的轨道轮组；一用于集成其他装置的骨架；一通过空气弹簧的充气和排气来实现升弓和降弓的受电弓装置；一用于确认所述环道加速加载系统当前位置的定位装置；一雷达防撞装置；一将检测信号转换为无线信号数据后进行传输并分析处理的无线传输装置；所述驱动装置固定在所述骨架上，所述传动装置设置在所述驱动装置和所述重卡后悬架之间；所述加载装置设置在所述骨架下方；所述骨架通过所述加载装置与所述重卡后悬架连接；所述侧移装置通过横移杆与所述骨架相连；所述液压泵站设置在所述骨架右侧；所述轨道轮组设置在所述骨架两侧；所述受电弓装置设置于所述骨架的顶部；所述定位装置设置于所述骨架左侧；所述雷达防撞装置设置于所述骨架前部；所述无线传输装置设置于所述骨架右侧并与所述液压泵站对称。2.根据权利要求1所述的一种直驱伺服电机驱动的环道加速加载系统，其特征在于，所述液压泵站包含液压泵、电磁控制阀、温度传感器和液压传感器；所述电磁控制阀设置于液压泵出口位置，所述温度传感器和所述液压传感器在液压管路内部。3.根据权利要求1所述的一种直驱伺服电机驱动的环道加速加载系统，其特征在于，所述传动装置包括：一起到传递旋转扭力、补偿轴间安装偏差、吸收设备振动和缓冲载荷冲击的作用的万向联轴器；一第一换向器；一第二换向器所述第一换向器、第二换向器均与所述万向联轴器连接；所述第一换向器与所述驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪林兵，孙冬柏，孙凤艳，杨海露，李淼，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11