用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置的制作方法

本发明涉及轨道车辆测试技术领域，尤其涉及一种用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置。

背景技术：

轨道车辆是一个多刚体多自由度的系统，车辆的振动特性会影响列车的乘坐舒适性和行车安全性。轨道车辆振动阻尼测试是一种在实验室的静态环境下进行的轨道车辆振动特性试验，这种试验可规避轨道线路条件对车辆振动特性的影响，是对车辆自身特性的检验。试验方法是：利用试验装置为被试车辆提供一个激励，使车辆模拟沉浮、点头或侧滚等振动工况，整车进入自由振荡状态后，分别检测一系、二系垂向和横向的振动衰减曲线，根据曲线计算车辆系统的阻尼系数和阻尼比。

现有技术中，车辆振动工况的模拟通常采用楔块法：在轨道上设置楔形垫块，楔形垫块具有与轨道呈一定角度的引导斜面、垂直于轨道的竖直面以及引导斜面与竖直面之间的平行于轨道的承载面；试验时推动被试车辆，使车轮由引导斜面运动到承载面上，然后由竖直面坠落到轨道上，进而整车发生自由振动。

该方法虽然能很好的模拟车辆的振动状态，但是轨道车辆的质量很大，轮对从楔形块上突然落下，容易砸伤车轮踏面。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置，以解决在测试时车轮由楔形块坠落后，容易砸伤轮对踏面的技术问题。

本发明提供了一种用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置，包括：顶升杆、导向架、伸缩机构、锁定/释放机构；所述导向架形成有用于容纳所述顶升杆的通孔；所述伸缩机构设置在所述顶升杆的下方，且能够伸长到抵顶所述顶升杆的最低点，并能够进一步伸长以推动所述顶升杆在所述通孔内移动，使得位于所述导向架上方的被试车辆车体被顶升杆抬升到预设高度；所述锁定/释放机构用于在所述顶升杆将所述车体抬升到预设高度后锁定所述顶升杆，并在所述伸缩机构缩回以后，释放所述顶升杆。

如上所述的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置，优选地，所述锁定/释放机构包括：连杆组件以及第一电磁铁；所述连杆组件包括：铰接在一起的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的连接端与所述顶升杆铰接，所述第二连杆的连接端与所述导向架的底部铰接；所述第一电磁铁用于控制连杆组件的状态，以锁定或释放所述顶升杆。

如上所述的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置，优选地，所述连杆组件为两对，分别设置在所述通孔相对的两侧。

如上所述的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置，优选地，所述通孔的孔壁上开设有凹槽，所述顶升杆的固定部穿过所述凹槽与所述第一连杆的连接端铰接。

如上所述的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置，优选地，所述锁定/释放机构还包括：与所述第一电磁铁配合的抵顶块、弹簧、以及支撑板；所述支撑板设置在所述导向架的外侧；所述抵顶块通过所述弹簧与所述支撑板连接，用于抵顶所述连杆组件；所述第一电磁铁安装在所述支撑板上，且当所述第一电磁铁释放所述连杆组件时，所述抵顶块推动所述连杆组件，以释放所述顶升杆。

如上所述的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置，优选地，所述支撑板上开设有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有螺栓，所述抵顶块通过弹簧与所述螺栓连接。

如上所述的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置，优选地，所述锁定/释放机构为能够控制夹紧或者释放所述顶升杆的夹爪。

如上所述的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置，优选地，所述顶升杆为磁性杆，所述锁定/释放机构为第二电磁铁。

如上所述的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置，优选地，所述顶升杆的顶端开设有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有用于抵顶所述车体的抵顶螺栓。

如上所述的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置，优选地，所述伸缩机构为液压缸。

本实施例提供的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置，通过将顶升杆设置在导向架的通孔内，伸缩机构推动顶升杆在通孔内移动，顶升杆抵顶被试车辆的车体使其抬升至预设高度；锁定/释放机构在车体被抬升至预设高度后，锁定顶升杆；控制伸缩机构缩回后，锁定/释放机构释放顶升杆，进而车体自然下落并使整车发生振动。在整个过程中被试车辆的车轮始终与轨道接触，避免了车轮与轨道之间发生撞击而对车轮造成损伤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置的结构图；

图2为本发明一实施例提供的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置中连杆组件的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置中抵顶块与弹簧的安装示意图；

图4为本发明一实施例提供的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置的顶升杆的结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置的顶升杆被锁定的示意图。

附图标记说明：

10、顶升杆；20、导向架；

30、伸缩机构；40、第一连杆；

50、第二连杆；60、第一电磁铁；

70、螺栓；80、弹簧；

90、抵顶块；101、固定部；

102、抵顶螺栓；201、支撑板；

202、安装座。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一实施例提供的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置的结构图，请参照图1。该试验装置，包括：顶升杆10、导向架20、伸缩机构30、锁定/释放机构；导向架20形成有用于容纳顶升杆10的通孔；伸缩机构30设置在顶升杆10的下方，且能够伸长到抵顶顶升杆10的最低点，并能够进一步伸长以推动顶升杆10在通孔内移动，使得位于导向架20上方的被试车辆车体被顶升杆10抬升到预设高度；锁定/释放机构用于在顶升杆10将车体抬升到预设高度后锁定顶升杆10，并在伸缩机构30缩回以后，释放顶升杆10。

具体地，轨道车辆是一个多刚体多自由度的系统，利用该试验装置为车辆提供一个激励，以模拟车辆的振动状态。为此，试验时，根据不同试验工况，将一个或多个用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置置于被试车辆车体的抬车位正下方；导向架20上通孔的轴线垂直于地面，顶升杆10设置在通孔内并且能在通孔内沿着通孔轴线的方向滑动；伸缩机构30可以是任何一种能够提供伸缩移动的动力装置，例如：伸缩机构30可以包括丝杠和电机；丝杠的螺杆与电机的主轴传动连接，且丝杠的轴线与通孔的轴线平行，丝杠的螺母具有与顶升杆10底部抵接凸台，电机带动螺杆转动时，与螺杆配合的螺母可沿着螺杆的轴线向上运动，进而抵顶顶升杆10向上运动。

具体地，顶升杆10抵顶车体抬起的预设高度，可以是能够保证转向架上的车轮不离开轨道、且满足测试需求的距离，预设高度可以根据不同的测试情况选择不同的高度值。优选地，锁定/释放机构可以包括插销；在导向架20上开设垂直于通孔轴线的第一销孔，在顶升杆10上开设有第二销孔，合理的设置第二销孔的位置可以使得当顶升杆10将车体抬升至预设高度时第一销孔正对第二销孔，此时将插销伸入第一销孔和第二销孔中，即实现对顶升杆10的锁定；之后控制伸缩机构30停止对顶升杆10的抵顶，并且使伸缩机构30缩回；拔出第一销孔和第二销孔内的插销，顶升杆10和车体在重力作用下迅速下落，进而整车进入自由振动状态。

本实施例提供的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置，通过将顶升杆10设置在通孔内，伸缩机构30推动顶升杆10在通孔内移动，顶升杆10抵顶车体并使其抬升至预设高度；锁定/释放机构在车体被抬升至预设距离后释放顶升杆10，车体自由下落，进而整车发生自由振动。在整个过程中被试车辆的车轮始终与轨道接触，避免了车轮与轨道之间发生撞击而对车轮造成损伤。

图2为为本发明一实施例提供的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置中连杆组件的结构示意图，请参照图2。优选地，锁定/释放机构包括：连杆组件以及第一电磁铁60；连杆组件包括：铰接在一起的第一连杆40和第二连杆50，第一连杆40的连接端与顶升杆10铰接，第二连杆50的连接端与导向架20的底部铰接；第一电磁铁60用于控制连杆组件的状态，以锁定或释放顶升杆10。连杆组件的承载能力强，保证了对顶升杆10锁定的稳定性。具体的，第一连杆40的连接端可以与顶升杆10的顶端铰接，第二连杆50的连接端与导向架20的底部铰接；当顶升杆10沿通孔向上运动时带动第一连杆40与第二连杆50动作，直到第一连杆40和第二连杆50成一条竖直的直线。具体地，第一连杆40可以是铁杆或者其他能被电磁铁吸引的连杆，当顶升杆10抵顶车体上升至预设高度时，第一电磁铁60通电，第一电磁铁60对第一连杆40施加垂直于铰接轴的吸引力，且使第一连杆40与第一电磁铁60的铁芯接触，以使第一连杆40与第二连杆50保持稳定的竖直状态，进而实现对顶升杆10的锁定。当伸缩机构30缩回后，连杆组件承受来自顶升杆10的全部压力；第一电磁铁60断电后，连杆组件无法继续保持稳定的竖直状态，第一连杆40与第二连杆50在顶升杆10的压力作用下发生相对运动，实现对顶升杆10的释放，顶升杆10沿着通孔下落，车体在重力作用下自然下落。

优选地，第一连杆40和第二连杆50之间、第一连杆40与顶升杆10之间以及第二连杆50与导向架20之间的铰接轴与对应的第一连杆40或者第二连杆50之间通过第一滑动轴承连接，以减小连杆组件在运动中的摩擦力。

优选地，连杆组件为两对，对称设置在通孔的两侧。确保顶升杆10受力均匀，避免顶升杆10动作时发生倾斜。

进一步，通孔的孔壁上开设有凹槽，顶升杆10的两侧设置有固定部101，固定部101穿过凹槽与第一连杆40的连接端铰接。实现锁定/释放机构与顶升杆10的连接。

图3为本发明一实施例提供的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置中抵顶块与弹簧的安装示意图，请参照图3。具体地，锁定/释放机构还包括：与第一电磁铁60配合的抵顶块90、弹簧80、以及支撑板201；支撑板201设置在导向架20的外侧；抵顶块90通过弹簧80与支撑板201连接，用于抵顶连杆组件；第一电磁铁60安装在支撑板201上，且当第一电磁铁60释放连杆组件时，抵顶块90推动连杆组件，以释放顶升杆10以使得顶升杆10的释放流畅、迅速，且通过第一电磁铁60的通/断电即可实现对顶升杆10的锁定和释放，增加了用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置的操控性。

优选地，支撑板201平行于第一连杆40和第二连杆50之间的铰接轴且竖直设置，支撑板201上设置有安装座202，安装座202内部开设有垂直于支撑板201的引导通道；弹簧80和抵顶块90设置在引导通道内；弹簧80的一端与抵顶块90抵接；当顶升杆10在通孔内向上运动，并带动连杆组件进入竖直状态时，第一连杆40抵顶抵顶块90、并使抵顶块90压缩弹簧80；当第一电磁铁60断电时，抵顶块90在弹簧80弹力的作用下抵顶连杆组件，推动连杆组件迅速离开竖直状态，进而实现对顶升杆10的释放。

更优选的，支撑板201上开设有螺纹孔，螺纹孔内设置有螺栓70，抵顶块90通过弹簧80与螺栓70连接。通过调节螺栓70在螺纹孔内的旋入距离，可以改变当第一电磁铁60锁定连杆组件时，连杆组件压缩弹簧80的压缩量，进而调节抵顶块90对连杆组件的抵顶力。

优选地，顶升杆10呈圆柱状，顶升杆10与导向架20之间通过第二滑动轴承连接，以减小顶升杆10与导向架20之间的摩擦力。

图4为本发明一实施例提供的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置的顶升杆的结构示意图，请参照图4。优选地，顶升杆10的顶端开设有螺纹孔，螺纹孔内设置有用于抵顶转向架的抵顶螺栓102。通过调节抵顶螺栓102旋入螺纹孔的距离，可以调节顶升杆10的长度，以使该试验装置满足不同车辆对顶升高度的要求。

优选地，伸缩机构30为液压缸。液压缸的活塞杆抵顶顶升杆10，并使其在通孔内移动。

图5为本发明一实施例提供的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置的顶升杆被锁定的示意图，请参照图5。本实施例提供的用于轨道车辆振动阻尼测试的试验装置的工作过程为：液压缸的活塞杆伸入通孔内、并抵顶顶升杆10，顶升杆10由导向架20伸出，抵顶被试车辆车体抬升至预设高度，同时带动连杆组件逐渐进入竖直状态，同时第一连杆40抵顶抵顶块90，使抵顶块90压缩弹簧80，然后控制第一电磁铁60通电，使其吸引住第一连杆40，确保连杆组件处于稳定的竖直状态，实现对顶升杆10的锁定；控制液压缸的活塞杆完全缩回，此时顶升杆10将来自被试车辆车体的全部压力施加给连杆组件；控制第一电磁铁60断电，抵顶块90抵顶连杆组件，使连杆组件迅速离开竖直状态，实现对顶升杆10的释放，进而被试车辆车体自由下落，整车进入自由振动状态。

在另一些实施例中，锁定/释放机构可以为能够控制夹紧或者释放顶升杆10的夹爪。顶升杆10上设置有与夹爪配合的卡槽，当夹爪夹持顶升杆10时，夹爪会卡在卡槽内，以实现对顶升杆10的锁定。通过夹爪实现顶升杆位置的锁定，并可以在瞬间使夹爪释放顶升杆，结构简单，操作方便。

在其他一些实施例中，顶升杆10可以为磁性杆，锁定/释放机构为第二电磁铁。通过设置相互配合的第二电磁铁和磁性杆，可以方便简单的实现对顶升杆10位置的锁定以及瞬间释放该顶升杆10。优选地，第二电磁铁设置在导向架20的顶端，顶升杆10的上设置有供第二电磁铁吸引的凸缘，当伸缩机构30驱动顶升杆10抵顶被试车辆车体上升至预设高度后，第二电磁铁通电，第二电磁铁对顶升杆10施加向上的吸引力，进而使凸缘与第二电磁铁贴合，实现对顶升杆10的锁定；第二电磁铁断电时，第二电磁铁对顶升杆10的吸引力消失，顶升杆10向通孔内部收缩。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。