一种轨道车辆车体的垂向载荷加载单元及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种轨道车辆车体的垂向载荷加载单元及装置，其中，该垂向载荷加载单元包括基座和依次连接的第一臂、第二臂和第三臂，第一臂连接于基座。第二臂和第三臂均为转动的设置，且第二臂在两个第二臂工作位之间切换，第三臂在两个第三臂工作位之间切换。两个第二臂工作位包括并拢于第一臂的第二臂第一位和平行于轨道车辆车体底部的第二臂第二位，两个第三臂工作位包括并拢于第二臂的第三臂第一位和垂直于轨道车辆车体底部的第三臂第二位。第三臂远离其与第二臂连接处的一端设有力传感器，且第一臂、第二臂及第三臂均具有伸缩段。本发明所提供的轨道车辆车体的垂向载荷加载单元及装置操作方便、可提供连续载荷且测试结果准确。
【专利说明】
一种轨道车辆车体的垂向载荷加载单元及装置
技术领域
[0001]本发明涉及轨道车辆车体性能测试装置，尤其涉及一种轨道车辆车体的垂向载荷加载单元及装置。【背景技术】
[0002]随着国内外轨道交通技术的飞速发展，高速动车组、城市轨道车辆已经被广泛应用，且轨道车辆的速度也开始不断提升。在这种情形下，为保障轨道车辆的交通安全，对车体的各项性能提出了更高的要求，也就需要对车体的各项性能进行测试。车体的各项性能中，车体的垂向负载能力反映的是车体的承重能力和垂向抗震动能力，是一个重要的指标。
[0003]在对车体进行垂向载荷加载试验时，传统的方式是依靠沙袋、砝码等人工方式来调整垂向载荷的大小，这种加载方式极其不便，获取试验结果需耗费较长的时间，且通过增加沙袋或砝码来增重，载荷不能连续施加，导致试验结果的准确度不高。而现有的车体静强度试验台的垂向加载装置虽能提供连续载荷，但其结构复杂，安装及拆卸过程耗时较长，操作不便。
[0004]因此，如何提供一种操作方便、可提供连续载荷且测试结果准确的垂向载荷加载装置仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种操作方便、可提供连续载荷且测试结果准确的轨道车辆车体的垂向载荷加载单元及装置。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供了一种轨道车辆车体的垂向载荷加载单元，包括基座和依次连接的第一臂、第二臂和第三臂，所述第一臂连接于所述基座;所述第二臂转动地设于所述第一臂，以在两个第二臂工作位之间进行切换，两个所述第二臂工作位包括并拢于所述第一臂的第二臂第一位和平行于所述轨道车辆车体的底部的第二臂第二位;所述第三臂转动地设于所述第二臂，以在两个第三臂工作位之间进行切换，两个所述第三臂工作位包括并拢于所述第二臂的第三臂第一位和垂直于所述轨道车辆车体的底部的第三臂第二位;所述第三臂远离其与所述第二臂连接处的一端还设有力传感器，且所述第一臂、 所述第二臂及所述第三臂均具有伸缩段。
[0007]本发明所提供的轨道车辆车体的垂向载荷加载单元，在具体使用时，可首先将第二臂转动至第二臂第二位，进而根据待检轨道车辆的车体的车门或窗口的高度调整第一臂的伸缩段的伸缩量，以使第二臂可以插入上述车门或窗口中；其次，调节第二臂的伸缩段的伸缩量，使得第二臂插入上述车门或窗口以足够的长度;最后，转动第三臂至第三臂第二位，并调整第三臂的伸缩段的伸缩量以为轨道车辆车体的底部施加垂向载荷。具体而言，上述垂向载荷加载单元主要具有如下技术效果:
[0008]第一，在使用时，只需转动第二臂、第三臂至相应的工作位，并调整对应的第一臂、 第二臂及第三臂的伸缩段的伸缩量，即可通过第三臂为轨道车辆车体的底部施加连续的垂向载荷，操作极为简便，且测试结果准确。
[0009]第二，在使用过程中，操作人员可根据需要不断地对第二臂的长度进行调整，以使第二臂可插入车门或窗口以不同的深度，便于对车体底部垂直于窗口方向上的多个位置进行载荷加载，载荷加载的灵活性大。
[0010]第三，在不使用时，可分别将第二臂及第三臂的长度调节至最小，并将二者分别转动至第二臂第一位和第三臂第一位，然后再将第一臂的长度调节至最小。此时，上述垂向载荷加载单元包括基座及突出于该基座的并拢于一起的第一臂、第二臂和第三臂，占用空间较小，增加了设备存放及使用时的便利性。
[0011]可选地，所述垂向载荷加载单元还包括控制面板，所述控制面板具有相互电连接的显示屏和信号收发装置，所述信号收发装置用于接收所述力传感器发出的垂向载荷值的信号，并将该垂向载荷值在所述显示屏上显示。
[0012]可选地，所述垂向载荷加载单元还包括设于所述基座中的控制机，所述控制机与所述第一臂、所述第二臂和所述第三臂均电连接;所述控制机用于接收所述控制面板通过所述信号收发装置所发出的控制指令，并响应所述控制指令，以调整所述第一臂、第二臂和第三臂的伸缩段的伸缩量。
[0013]可选地，所述第一臂的外形为方形柱体，所述控制面板转动地连接于所述方形柱体的侧壁，以在两个控制面板工作位之间进行切换，所述两个控制面板工作位包括贴合于所述侧壁的控制面板第一位和垂直于所述侧壁的控制面板第二位。
[0014]可选地，所述第一臂与所述第二臂的连接处及所述第二臂与所述第三臂的连接处均设有锁紧装置；当所述第二臂位于所述第二臂第二位时，设于所述第一臂与所述第二臂连接处的所述锁紧装置能够限定所述第二臂与第一臂的相对位置；当所述第三臂位于所述第三臂第二位时，设于所述第二臂与所述第三臂连接处的所述锁紧装置能够限定所述第三臂与第二臂的相对位置。
[0015]可选地，所述第一臂固定于所述基座;或者，所述第一臂移动地设置于所述基座。
[0016]可选地，所述力传感器的下端还设有扩展板；当所述第三臂位于所述第三臂第二位时，所述扩展板的下表面为平行于所述轨道车辆车体底部的平面。
[0017]本发明还提供了一种轨道车辆车体的垂向载荷加载装置，包括试验平台和若干上述的垂向载荷加载单元，所述试验平台固定于地面，各所述垂向载荷加载单元的所述基座固定于所述试验平台。
[0018]可选地，各所述垂向载荷加载单元均设有数据接口，各所述数据接口与对应的各所述垂向载荷加载单元的控制机电连接，各所述数据接口之间通过数据线连接。
[0019]可选地，所述试验平台预设有用于放置所述轨道车辆车体的若干安装座，各所述垂向载荷加载单元相对地设置于若干所述安装座的两侧。
[0020]本发明所提供的轨道车辆加载装置，通过数据线将各所述垂向载荷加载单元的控制机相连接。在具体使用时，即可通过任意一台垂向载荷加载单元的控制面板对连接在一起的各垂向载荷加载单元的控制机发出控制指令，以实现轨道车辆车体的底部不同位置的垂向载荷的实时同步加载，极大地缩减了轨道车辆车体的垂向负载能力测试所花费的时间，且操作简便，测试结果准确。【附图说明】
[0021]图1为本发明所提供的轨道车辆车体的垂向载荷加载单元的一种【具体实施方式】的结构示意图；
[0022]图2为本发明所提供的轨道车辆车体的垂向载荷加载装置的一种【具体实施方式】的结构示意图；[〇〇23]图3为图2的右视图。[〇〇24]图1-3中附图标记说明如下:[〇〇25]1基座、11控制机、2第一臂、3第二臂、4第三臂、41力传感器、5控制面板、6锁紧装置、7扩展板、8试验平台、81安装座、9数据接口、10数据线【具体实施方式】
[0026]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0027]本文中所述“若干”表示数量不确定的多个，一般为三个以上;且当“若干”表示某几个部件的数量时，不能理解为这些部件的数量相同。
[0028]本文中所述“第一”、“第二”、“第三”等词，仅是为了区分结构相同或相类似的两个以上的部件或结构，不表示对顺序的某种特殊限定。
[0029]请参考图1，为本发明所提供的轨道车辆车体的垂向载荷加载单元的一种【具体实施方式】的结构示意图。
[0030]如图1所示，本发明提供了一种轨道车辆车体的垂向载荷加载单元，包括基座1和依次连接的第一臂2、第二臂3和第三臂4,其中，第一臂2连接于基座1。
[0031]第二臂3可转动地设于第一臂2,以在两个第二臂工作位之间进行切换，两个第二臂工作位包括并拢于第一臂2的第二臂第一位和平行于轨道车辆车体的底部的第二臂第二位;第三臂4可转动地设于第二臂3，以在两个第三臂工作位之间进行切换，两个第三臂工作位包括并拢于第二臂3的第三臂第一位和垂直于轨道车辆车体的底部的第三臂第二位。 [〇〇32]上述第三臂4远离其与第二臂3连接处的一端还设有力传感器41，且上述第一臂2、 第二臂3及第三臂4均具有伸缩段。
[0033]本发明所提供的轨道车辆车体的垂向载荷加载单元，在具体使用时，可首先将第二臂3转动至第二臂第二位，进而根据待检轨道车辆的车体的车门或窗口的高度调整第一臂2的伸缩段的伸缩量，以使第二臂3可以插入上述车门或窗口中；其次，调节第二臂3的伸缩段的伸缩量，使得第二臂3插入上述车门或窗口以足够的长度;最后，转动第三臂4至第三臂第二位，并调整第三臂4的伸缩段的伸缩量以为轨道车辆车体的底部施加垂向载荷。 [〇〇34]该垂向载荷加载单元在使用时，只需转动第二臂3、第三臂4至相应的工作位，并调整对应的第一臂2、第二臂3及第三臂4的伸缩段的伸缩量，即可通过第三臂4为轨道车辆车体的底部施加连续的垂向载荷，操作极为简便，且测试结果准确。
[0035]在使用过程中，操作人员可根据需要不断地对第二臂3的长度进行调整，以使第二臂3可插入车门或窗口以不同的深度，便于对车体底部垂直于窗口方向上的多个位置进行载荷加载，载荷加载的灵活性大。
[0036]而在不使用时，可分别将第二臂3及第三臂4的长度调节至最小，并将二者分别转动至第二臂第一位和第三臂第一位，然后再将第一臂2的长度调节至最小。此时，上述垂向载荷加载单元包括基座1及突出于该基座1的并拢在一起的第一臂2、第二臂3和第三臂4,占用空间较小，增加了设备存放及使用时的便利性。
[0037]应当理解，本文中所述“连续载荷”指的是连续的不间断的载荷。在传统的载荷加载试验中，加载工具多为砝码或沙袋等工具，使用其进行载荷加载试验时，只能使用整数个的砝码或沙袋，载荷加载具有明显地间隔性，故而测试结果不准确。[〇〇38] 进一步地，上述垂向载荷加载单元还可以包括控制面板5,该控制面板5具有相互电连接的显示屏和信号收发装置，信号收发装置用于接收力传感器41发出的垂向载荷值的信号，并将该垂向载荷值在显示屏上显示。使得操作人员可通过显示屏所显示的数据实时获知所加载的垂向载荷的大小，以便于根据当下垂向载荷的大小来调控第三臂4的长度。
[0039]具体地，上述第一臂2的外形可以是方形柱体，控制面板5可转动地连接于方形柱体的侧壁，以在两个控制面板工作位之间进行切换。两个控制面板工作位包括贴合于方形柱体的侧壁的控制面板第一位和垂直于方形柱体的侧壁的控制面板第二位。在使用时，接通电源并将控制面板5转动至控制面板第二位即可直接开始使用。
[0040]实际上，当上述控制面板5位于控制面板第二位时，控制面板5可以是垂直于方形柱体的侧壁，也可以是与该方形柱体的侧壁形成一定的夹角。显然，为了便于位于控制面板第二位时的控制面板5的使用，上述夹角优选为直角。
[0041]为了便于上述控制面板5的安装及其在两个控制面板工作位之间的转动，可将控制面板5通过烟斗合页固定于方形柱体的侧壁。在安装时，可选用开启角度为90°的烟斗合页，也可选用具有其他开启角度的烟斗合页，具体选用何种开启角度的烟斗合页可参考上述夹角的大小而设定。
[0042]应当知晓，上述控制面板5可以设置于第一臂2的侧壁，也可以设置于该垂向载荷加载单元的其他部位，也可以直接将控制面板5设置于该垂向载荷加载单元的外部。但显然，当控制面板5位于垂向载荷加载单元上时，更便于控制面板5的使用，避免了设备运行过程中控制面板5丢失等情况的发生，且这种结构设计使得该垂向载荷加载单元更加紧凑，增强了其使用的便捷性。
[0043]作为上述【具体实施方式】的进一步优选，上述垂向载荷加载单元还可以包括设于基座1中的控制机11，该控制机11与第一臂2、第二臂3和第三臂4均电连接。
[0044]在使用过程中，可通过控制面板5中的信号收发装置向控制机11发出控制指令，该控制机11可响应控制指令，进而调整第一臂2、第二臂3和第三臂4的伸缩段的伸缩量。
[0045]具体到本方案，可在控制面板5上设置若干与信号收发装置电连接的功能按钮，并通过按动功能按钮，以使得信号收发装置向控制机11发送控制指令。采用这种方式，在使用时，只需按动相应的功能按钮即可完成对第一臂2、第二臂3和第三臂4的调控，避免了使用过程中人工操作的不准确性与复杂性，极大地提高了上述垂向载荷加载单元的智能化程度及使用便捷性。
[0046]仍以图1为视角，上述第一臂2与第二臂3的连接处及第二臂3与第三臂4的连接处均可以设有锁紧装置6,当第二臂3位于第二臂第二位时，位于第一臂2与第二臂3之间的锁紧装置6可限定第二臂3与第一臂2的相对位置；当第三臂4位于第三臂第二位时，位于第二臂3与第三臂4之间的锁紧装置6可限定所述第三臂4与第二臂3的相对位置。如此，在设备的使用过程中，可使得第二臂3稳定地处于第二臂第二位上，第三臂4稳定地处于第三臂第二位上，进而保证了垂向载荷施加的准确性。
[0047]此外，当第二臂3位于第二臂第一位时，位于第一臂2与第二臂3之间的锁紧装置6 也可用于限定第二臂3与第一臂2的相对位置。当第三臂4位于第三臂第一位时，位于第二臂 3与第三臂4之间的锁紧装置6也可用于限定第三臂4与第二臂3的相对位置。如此，在设备不使用时，可使得第二臂3稳定地处于第二臂第一位上，第三臂4稳定地处于第三臂第一位上。
[0048]具体地，上述锁紧装置6可以是弹簧定位销。以第一臂2和第二臂3之间的连接处为例，可以在第一臂2上设置该弹簧定位销，并依据第二臂3在不同的第二臂工作位时与该弹簧定位销相接触处设定位销孔，使得第二臂3旋转至相应的第二臂工作位时，该弹簧定位销可以准确地插入相应的定位销孔中，以完成第二臂3与第一臂2相对位置的限定。
[0049]还可根据第二臂3在两个第二臂工作位之间切换时上述弹簧定位销在第二臂3的转动轨迹，在第二臂3的两个定位销孔之间设置转动轨道，以便于第二臂3在两个第二臂工作位之间的自由转动及定位。
[0050]而上述第二臂3与第三臂4之间锁紧装置6的设置与上述第一臂2和第二臂3之间的结构相类似，故在此不做赘述。[〇〇51]应当理解，上述弹簧定位销为一种自动定位装置，其可根据预设的工作位、转动轨道或转动角度在第二臂3及第三臂4的转动过程中自动完成定位，其是一种优选方案设计。 在不影响锁紧装置6正常功能的前提下，该锁紧装置6也可选用其他的形式，例如定位螺栓、 定位键等。
[0052] 进一步地，上述第一臂2可以是固定于基座1，也可以移动地设置于基座1。[〇〇53] 需要理解，上述移动地设置于基座1，可以是在基座1的上表面的前、后、左、右四个方向设置导轨，第一臂2可以在导轨中进行移动，以便于协助第三臂4对轨道车辆车体底部的横向、纵向不同位置进行载荷加载试验。上述基座1也可以是空心结构，其内部设置多个支架，以协助第一臂2在基座1的表面完成前、后、左、右四个方向上的运动，同时，还可以协助第一臂2在基座1的上、下方向进行移动，以配合第一臂2的伸缩段对第一臂2突出于基座1 表面的长度进行调整，且在设备不使用时，也可以将并拢在一起的第一臂2、第二臂3及第三臂4统一收入所述基座1中，此时的垂向载荷加载单元仅需占用基座1所需的空间即可，为设备的存放和输送都带来了极大的便利。[〇〇54]需要注意的是，当第一臂2可移动地设置于基座1时，第一臂2与基座1的连接处还可以设置限位装置，以限定第一臂2处于基座1的不同位置时第一臂2与基座1的相对位置， 进而保证该垂向载荷加载单元的稳定、安全运行。针对上述各方案，可对上述垂向载荷加载单元的结构做进一步地调整，在力传感器41的下端还可以设有扩展板7。当第三臂4位于所述第三臂第二位时，扩展板7的下表面为平行于轨道车辆车体底部的平面。由于轨道车辆车体的底部一般具有较大的面积，为完成对其底部各个部位负载能力的测试，就需要分多次进行测试。而通过在力传感器41的下端设置上述扩展板7,可增大单次载荷的加载面积，进而大幅提尚该垂向载荷的测试效率。
[0055]请参考图2和图3,图2为本发明所提供的轨道车辆车体的垂向载荷加载装置的一种【具体实施方式】的结构示意图，图3为图2的右视图。
[0056]如图2所示，本发明还提供了一种轨道车辆车体的垂向载荷加载装置，包括试验平台8和若干垂向载荷加载单元，试验平台8固定于地面，各垂向载荷加载单元的基座1固定于试验平台8。
[0057]在上述试验平台8上，可同时设置多个垂向载荷加载单元以对轨道车辆车体的底部的不同部位进行负载能力测试，不仅大幅度地提高了轨道车辆车体底部负载能力的测试效率，同时也可以更好地从整体上反映轨道车辆车体底部的负载能力。[〇〇58]仍以图2为视角，上述各垂向载荷加载单元均可以设有数据接口 9，各数据接口 9与对应的各垂向载荷加载单元的控制机11电连接，各数据接口 9之间可以通过数据线10连接。
[0059]采用上述结构，通过数据线10将各垂向载荷加载单元的控制机11相连接，以实现各垂向载荷加载单元的同步化操作及数据共享。在具体使用时，可通过任意一台垂向载荷加载单元的控制面板5对连接在一起的各垂向载荷加载单元发出控制指令，各垂向载荷加载单元可同时响应该控制指令并同步执行该控制指令，以实现轨道车辆车体的底部的轴向不同位置的载荷实时同步加载，极大地缩减了轨道车辆车体的垂向负载能力测试所花费的时间，且操作简便，测试结果准确。
[0060]进一步地，如图3所示，上述试验平台8可以预设有用于放置轨道车辆车体的若干安装座81，各垂向载荷加载单元可以相对地设置于若干安装座81的两侧。采用这种结构，可实现轨道车辆车体的底部垂直于窗口方向两个位置的载荷同时加载，进一步地提高了测试效率。
[0061]以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种轨道车辆车体的垂向载荷加载单元，其特征在于，包括基座(1)和依次连接的第 一臂(2)、第二臂(3)和第三臂(4)，所述第一臂(2)连接于所述基座(1);所述第二臂(3)转动地设于所述第一臂(2)，以在两个第二臂工作位之间进行切换，两 个所述第二臂工作位包括并拢于所述第一臂(2)的第二臂第一位和平行于所述轨道车辆车 体的底部的第二臂第二位；所述第三臂(4)转动地设于所述第二臂(3)，以在两个第三臂工作位之间进行切换，两 个所述第三臂工作位包括并拢于所述第二臂(3)的第三臂第一位和垂直于所述轨道车辆车 体的底部的第三臂第二位；所述第三臂(4)远离其与所述第二臂(3)连接处的一端还设有力传感器(41)，且所述第 一臂(2)、所述第二臂(3)及所述第三臂(4)均具有伸缩段。2.根据权利要求1所述的垂向载荷加载单元，其特征在于，还包括控制面板(5)，所述控 制面板(5)具有相互电连接的显示屏和信号收发装置，所述信号收发装置用于接收所述力 传感器(41)发出的垂向载荷值的信号，并将该垂向载荷值在所述显示屏上显示。3.根据权利要求2所述的垂向载荷加载单元，其特征在于，还包括设于所述基座(1)中 的控制机(11)，所述控制机(11)与所述第一臂(2)、所述第二臂(3)和所述第三臂(4)均电连 接；所述控制机(11)用于接收所述控制面板(5)通过所述信号收发装置所发出的控制指 令，并响应所述控制指令，以调整所述第一臂(2)、第二臂(3)和第三臂(4)的伸缩段的伸缩量。4.根据权利要求2所述的垂向载荷加载单元，其特征在于，所述第一臂(2)的外形为方 形柱体，所述控制面板(5)转动地连接于所述方形柱体的侧壁，以在两个控制面板工作位之 间进行切换，所述两个控制面板工作位包括贴合于所述侧壁的控制面板第一位和垂直于所 述侧壁的控制面板第二位。5.根据权利要求1所述的垂向载荷加载单元，其特征在于，所述第一臂(2)与所述第二 臂(3)的连接处及所述第二臂(3)与所述第三臂(4)的连接处均设有锁紧装置(6);当所述第二臂(3)位于所述第二臂第二位时，设于所述第一臂(2)与所述第二臂(3)连 接处的所述锁紧装置(6)能够限定所述第二臂(3)与第一臂(2)的相对位置；当所述第三臂(4)位于所述第三臂第二位时，设于所述第二臂(3)与所述第三臂(4)连 接处的所述锁紧装置(6)能够限定所述第三臂(4)与第二臂(3)的相对位置。6.根据权利要求1所述的垂向载荷加载单元，其特征在于，所述第一臂(2)固定于所述 基座(1);或者，所述第一臂(2)移动地设置于所述基座(1)。7.根据权利要求1-6中任一项所述的垂向载荷加载单元，其特征在于，所述力传感器 (41)的下端还设有扩展板(7);当所述第三臂(4)位于所述第三臂第二位时，所述扩展板(7)的下表面为平行于所述轨 道车辆车体底部的平面。8.—种轨道车辆车体的垂向载荷加载装置，其特征在于，包括试验平台(8)和若干如权 利要求1-7中任一项所述的垂向载荷加载单元，所述试验平台(8)固定于地面，各所述垂向 载荷加载单元的所述基座(1)固定于所述试验平台(8)。9.根据权利要求8所述的垂向载荷加载装置，其特征在于，各所述垂向载荷加载单元均设有数据接口(9)，各所述数据接口(9)与对应的各所述垂向载荷加载单元的控制机(11)电 连接，各所述数据接口( 9)之间通过数据线(10)连接。10.根据权利要求9所述的垂向载荷加载装置，其特征在于，所述试验平台(8)预设有用 于放置所述轨道车辆车体的若干安装座(81)，各所述垂向载荷加载单元相对地设置于若干 所述安装座(81)的两侧。
【文档编号】G01M7/02GK105973617SQ201610488246
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】马丽英, 王伟华, 张培胜, 张志强, 崔洪举, 邓小军
【申请人】中车青岛四方机车车辆股份有限公司