用于双轴独立轮转向架主动导向控制器开发的滚动试验台制造技术

本发明专利技术提供一种用于双轴独立轮转向架主动导向控制器开发的滚动试验台，包括机架、超高模拟装置、纵向定位装置、主动导向执行装置、独立轮转向架半车模型、数据测量装置、轨道轮组件；本试验台考虑到转向架的安装空间和动力学性能，将主动导向作动器置于车体通过一套连杆机构把作动器的伸缩动作转换为独立轮的摇头动作，以实现导向目的，可大大减少在独立轮主动导向控制器开发过程中线路试验的次数，从而节约大量的人力、物力、财力。财力。财力。

【技术实现步骤摘要】
用于双轴独立轮转向架主动导向控制器开发的滚动试验台


[0001]本专利技术属于涉及轨道车辆行业的独立轮导向
，尤其涉及一种用于双轴独立轮转向架主动导向控制器开发的滚动试验台。

技术介绍

[0002]城市轨道交通车辆100％低地板技术的应用中遇到了独立轮的导向难题。独立轮将左右车轮解耦，失去了纵向蠕滑力，削弱了其导向能力，由此引起安全、磨耗、噪音等问题。提升独立轮的导向能力对于大力发展100％低地板面的城市轨道交通车辆至关重要。
[0003]结合机电一体化技术针对独立轮采用主动导向的解决方案是提升其导向能力，改善上述问题的一个有效方式。为了开发合理、高效的主动导向控制器以及测试其性能，有必要进行相关试验。由于线路试验周期长、成本高，所以在实验室利用滚动试验台进行前期试验比较合适。考虑到试验台用于开发和测试独立轮的主动导向控制器，综合考虑空间、成本等因素，没有必要1:1还原真实车辆，采用1:5缩小比例设计滚动试验台即可满足试验要求。

技术实现思路

[0004]本试验台可模拟转向架通过曲线时的工况，包含超高不足和内外轨长度差两个特征。基于此试验台开发和测试主动导向的控制器，从而验证独立轮主动导向方案的有效性，期望得到效果良好的主动导向控制器。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术技术方案如下：
[0006]一种用于双轴独立轮转向架主动导向控制器开发的滚动试验台，包括：
[0007]机架7：位于试验台的底部，用于固定各结构；
[0008]超高模拟装置6：底部固定在机架7的底板上，用于模拟轨道曲线线路的超高特征，与轨道轮组件5配合实现多种线路工况的模拟；
[0009]纵向定位装置1：一端连接机架7的侧架、一端连接独立轮转向架半车模型3的车体309，用于限制试验台的纵向自由度，保持试验台稳定；
[0010]主动导向执行装置2：连接在独立轮转向架半车模型3的车体309上，用于执行控制器发出的控制指令，对独立轮施加绕Z轴旋转的摇头力矩实现主动导向姿态控制；
[0011]独立轮转向架半车模型3：垂直位于轨道轮组件5上方，用于模拟真实装备有独立轮转向架的轨道车辆；
[0012]数据测量装置4：一部分安装在轨道轮组件5上、一部分固定连接在独立轮转向架半车模型3的车轴302上；用于测量独立轮的横移量、独立轮的摇头角度、超高角度，根据测量数据开发主动导向控制器以及评估其性能；
[0013]轨道轮组件5：位于超高模拟装置6上方，相对于超高模拟装置6的超高转轴605有绕Y轴的旋转自由度，用于在实验室条件下模拟无限长的轨道，并且通过控制其驱动电机实现不同工况下试验所需的独立轮转速；
[0014]其中，独立轮滚动的方向为Y轴，独立轮横移的方向为X轴，Z轴垂直于XY轴的平面，
X轴为横向，Y轴为纵向，Z轴为垂向。
[0015]作为优选方式，数据测量装置4获取的试验台状态信息作为主动导向控制器的输入信息，控制器发出指令后主动导向执行装置2动作，实验人员观察独立轮的行为和分析数据判断控制器的性能优劣。
[0016]作为优选方式，纵向定位装置1沿纵向设置，包括纵向定位螺柱101、纵向定位套102、纵向定位销103、纵向定位杆104、轴承套105、推力关节轴承106、纵向定位安装座107；
[0017]纵向定位装置1一端与车体309固定连接、另一端设有纵向定位安装座107，纵向定位安装座107与机架7的纵向定位安装板704固定连接，纵向定位螺柱101与纵向定位套102之间螺纹连接，定位杆104插入定位套102内部，且定位杆104与纵向定位套102的对应位置设有小孔，定位销103插入小孔将定位杆104与定位套102连接，轴承套105内装有两个推力关节轴承106，定位螺柱101与车体的纵向定位孔连接。
[0018]作为优选方式，主动导向执行装置2包括：两个主动导向作动器201和两个连杆装置，每个连杆装置包括横连杆202、竖连杆203、纵拉杆204；两个主动导向作动器201在XOY平面关于Z轴旋转对称，两个连杆装置关于XOZ平面对称；
[0019]主动导向作动器201用螺栓连接在车体309上，主动导向作动器201的执行部分沿纵向伸缩，横连杆202沿横向设置且穿过主动导向作动器201的执行部分，横连杆202两端各连接一根沿垂向设置的竖连杆203，竖连杆203远离202的一端连接纵向的纵拉杆204，纵拉杆204不与竖连杆203连接的一端的中心孔套接在车轴302上，横连杆202的中间有一孔与竖支杆307连接，竖连杆203的中间有一孔与横支杆310连接。
[0020]作为优选方式，独立轮转向架半车模型3包括：独立轮301、车轴302、轴箱盖303、轴箱304、一系悬挂装置305、转向架构架306、二系悬挂装置308、车体309，
[0021]转向架构架306上设有垂向的竖支杆307、横向的横支杆310，用于给主动导向执行装置的连杆机构提供旋转支点；二系悬挂装置308沿垂向固定在转向架构架306上，二系悬挂装置308上方固定连接车体309，车体309包括底板、垂直连接在底板上方的两个侧板，侧板固定连接主动导向作动器201的底座，转向架构架306底部固定一系悬挂装置305，一系悬挂装置305一端与转向架构架306连接、另一端与轴箱304连接，轴箱304与车轴302转动连接，车轴302沿横向设置，独立轮301转动连接在车轴302上，独立轮301和轨道轮组件5的轨道轮507接触，且轨道轮轴508与车轴302同在一个X轴Z轴组成的平面上。
[0022]作为优选方式，数据测量装置4沿垂向设置，包括横向位移传感器安装座401、横向位移传感器402、姿态传感器安装座403、姿态传感器404；
[0023]横向位移传感器安装座401下端通过螺栓固定在轨道轮安装板501上；横向位移传感器安装座401上端放置横向位移传感器402，横向位移传感器402用于测量独立轮301的横向位移；车轴302穿入姿态传感器安装座403的中间位置；姿态传感器安装座403上安装姿态传感器404，姿态传感器404用于测量独立轮301的摇头角度。
[0024]作为优选方式，轨道轮组件5包括轨道轮安装板501和4套轨道轮组件，每一套轨道轮组件包括固定在轨道轮安装板501上的轨道轮驱动电机安装座502、轨道轮驱动电机503、减速器504、膜片式联轴器505、第一带座轴承506、轨道轮507、轨道轮轴508、轨道轮安装座509；4套轨道轮组件5分别关于XOZ平面和YOZ平面对称设置；
[0025]轨道轮驱动电机安装座502下方通过螺栓固定在轨道轮安装板501上，轨道轮驱动
电机安装座502上方与轨道轮驱动电机503通过螺栓连接，轨道轮驱动电机503经减速器504连接膜片式联轴器505,轨道轮驱动电机503通过膜片式联轴器505与轨道轮轴508相连，轨道轮轴508沿横向设置，第一带座轴承506转动连接轨道轮轴508,第一带座轴承506用螺栓与轨道轮安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于双轴独立轮转向架主动导向控制器开发的滚动试验台，其特征在于包括：机架(7)：位于试验台的底部，用于固定各结构；超高模拟装置(6)：底部固定在机架(7)的底板上，用于模拟轨道曲线线路的超高特征，与轨道轮组件(5)配合实现多种线路工况的模拟；纵向定位装置(1)：一端连接机架(7)的侧架、一端连接独立轮转向架半车模型(3)的车体(309)，用于限制试验台的纵向自由度，保持试验台稳定；主动导向执行装置(2)：连接在独立轮转向架半车模型(3)的车体(309)上，用于执行控制器发出的控制指令，对独立轮施加绕Z轴旋转的摇头力矩实现主动导向姿态控制；独立轮转向架半车模型(3)：垂直位于轨道轮组件(5)上方，用于模拟装备有独立轮转向架的真实车辆；数据测量装置(4)：一部分安装在轨道轮组件(5)上、一部分固定连接在独立轮转向架半车模型(3)的车轴(302)上；用于测量独立轮的横移量、独立轮的摇头角度、超高角度，根据测量数据开发主动导向控制器以及评估其性能；轨道轮组件(5)：位于超高模拟装置(6)上方，相对于超高模拟装置(6)的超高转轴(605)有绕Y轴的旋转自由度，用于在实验室条件下模拟无限长的轨道，并且通过控制其驱动电机实现不同工况下试验所需的独立轮转速；其中，独立轮滚动的方向为Y轴，独立轮横移的方向为X轴，Z轴垂直于XY轴的平面，X轴为横向，Y轴为纵向，Z轴为垂向。2.根据权利要求1所述的一种用于双轴独立轮转向架主动导向控制器开发的滚动试验台，其特征在于：数据测量装置(4)获取的试验台状态信息作为主动导向控制器的输入信息，控制器发出指令后主动导向执行装置(2)动作，实验人员观察独立轮的行为和分析数据判断控制器的性能优劣。3.根据权利要求1所述的一种用于双轴独立轮转向架主动导向控制器开发的滚动试验台，其特征在于：纵向定位装置(1)沿纵向设置，包括纵向定位螺柱(101)、纵向定位套(102)、纵向定位销(103)、纵向定位杆(104)、轴承套(105)、推力关节轴承(106)、纵向定位安装座(107)；纵向定位装置(1)一端与车体(309)固定连接、另一端设有纵向定位安装座(107)，纵向定位安装座(107)与机架(7)的纵向定位安装板(704)固定连接，纵向定位螺柱(101)与纵向定位套(102)之间螺纹连接，定位杆(104)插入定位套(102)内部，且定位杆(104)与纵向定位套(102)的对应位置设有小孔，定位销(103)插入小孔将定位杆(104)与定位套(102)连接，轴承套(105)内装有两个推力关节轴承(106)，定位螺柱(101)与车体的纵向定位孔连接。4.根据权利要求1所述的一种用于双轴独立轮转向架主动导向控制器开发的滚动试验台，其特征在于：主动导向执行装置(2)包括：两个主动导向作动器(201)和两个连杆装置，每个连杆装置包括横连杆(202)、竖连杆(203)、纵拉杆(204)；两个主动导向作动器(201)在XOY平面关于Z轴旋转对称，两个连杆装置关于XOZ平面对称；主动导向作动器(201)用螺栓连接在车体(309)上，主动导向作动器(201)的执行部分沿纵向伸缩，横连杆(202)沿横向设置且穿过主动导向作动器(201)的执行部分，横连杆(202)两端各连接一根沿垂向设置的竖连杆(203)，竖连杆(203)远离(202)的一端连接纵向
的纵拉杆(204)，纵拉杆(204)不与竖连杆(203)连接的一端的中心孔套接在车轴(302)上，横连杆(202)的中间有一孔与竖支杆(307)连接，竖连杆(203)的中间有一孔与横支杆(310)连接。5.根据权利要求1所述的一种用于双轴独立轮转向架主动导向控制器开发的滚动试验台，其特征在于：独立轮转向架半车模型(3)包括：独立轮(301)、车轴(302)、轴箱盖(303)、轴箱(304)、一系悬挂装置(305)、转向架构架(306)、二系悬挂装置(308)、车体(309)，转向架构架(306)上设有垂向的竖支杆(307)、横向的横支杆(310)，用于给主动导向执行装置的连杆机构提供旋转支点；二系悬挂装置(308)沿垂向固定在转向架构架(306)上，二系悬挂装置(308)上方固定连接车体(309)，车体(309)包括底板、垂直连接在底板上方的两个侧板，侧板固定连接主动导向作动器(201)的底座，转向架构架(306)底部固定一系悬挂装置(305)，一系悬挂装置(305)一端与转向架构架(306)连接、另一端与轴箱(304)连接，轴箱(304)与车轴(302)转动连接，车轴(302)沿横向设置，独立轮(301)转动连接在车轴(302)上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫，唐阳，田斐，蒋明朝，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：