轨道车辆双六自由度运动测试平台的制作方法

本实用新型涉及一种轨道车辆转向架参数测试设备，更具体地说，本实用新型涉及一种轨道车辆双六自由度运动测试平台。

背景技术：

在轨道车辆转向架设计生产中有制造工艺等因素影响，性能参数的实际值与理论值相差很大，需要检测制造出的转向架是否符合设计性能要求，且为了保障大量投入运行的轨道车辆能安全可靠的运行，需要定时检测轨道车辆的转向架性能参数是否处于正常水平，因此研发一种检测转向架性能参数的设备尤为重要。目前，国内外同类检测设备有结构设计带来的系统误差大、手动操作过程繁琐以及成本费用和维护费用高昂等问题，因此轨道车辆转向架性能参数的检测要求无法满足。

技术实现要素：

本实用新型提供一种轨道车辆双六自由度运动测试平台，所要解决的问题是：测试轨道车辆转向架的纵、横、径向刚度和回转刚度与侧倾刚度；拉杆两端使用轴销结构,并将作动器直接固定在移动支撑座的支撑面上,一定程度上消除了横向力,减少活塞杆和油缸的磨损,延长使用寿命；采用三维测力平台，能够实现精确测量轨道车辆转向架一、二系悬挂发生变形所受到的真实载荷；具有自动化程度高，测试起来较同类设备简单方便。

本实用新型的技术方案结合附图说明如下：

一种轨道车辆双六自由度运动测试平台，包括结构相同的1、2号六自由度运动测试平台A、B、每个六自由度运动测试平台由运动平台J、转动连接在运动平台J上的横向施力单元F、1、2号纵向施力单元D、E、1、2号垂向施力单元L、M和1、2号双气囊举升器K、U以及固定在运动平台J上表面且对称布置的1、2号装卡测试单元G、H，所述1、2号纵向施力单元D、E、横向施力单元F、1、2号垂向施力单元L、M均分别固定安装在作动器支撑T型槽平台上；

所述1、2号纵向施力单元D、E结构相同，分别由1号施力单元Ⅰ和1号移动支承座Ⅱ组成，所述横向施力单元F由2号施力单元Ⅴ和2号移动支承座Ⅲ组成，所述1、2号垂向施力单元L、M结构相同，分别由3号施力单元Ⅵ和4号施力单元Ⅶ和3号移动支承座Ⅳ组成，所述1号施力单元Ⅰ、2号施力单元Ⅴ、3号施力单元Ⅵ和4施力单元Ⅶ结构相同，分别由拉杆17和作动器20组成，所述作动器20直接固定在各自移动支撑座的支撑面上，通过约束作动器20消除横向力，作动器20油缸的进出油口与动力源管路连接；

所述1、2号装卡测试单元G、H结构相同，由三维测力平台Ⅷ与卡具Ⅸ组成，所述卡具Ⅸ通过螺栓固定连接在三维测力平台Ⅷ的上表面。

所述的1、2、3号施力单元Ⅰ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ分别由销轴14、关节轴承15、球铰耳环16、拉杆17、测力传感器18、双耳环19和作动器20组成，所述测力传感器18直接固定连接在拉杆17的端部，所述拉杆17另一端通过球铰耳环16、与运动平台J的侧面的孔转动连接，所述测力传感器18另一端通过结构相同的球铰耳环16、销轴14和关节轴承15与双耳环19转动连接，最后通过螺栓把双耳环19固定在作动器20上，所述销轴14与关节轴承15内孔为紧配合，关节轴承15与球铰耳环16通孔为紧配合，双耳环19上的轴孔与球铰耳环16中的销轴动配合转动连接。

所述的三维测力平台Ⅷ由测力平台上板7、测力平台底座13和1、2、3、4号三维力传感器8、9、10、11组成，所述1、2、3、4号三维力传感器8、9、10、11分别通过螺栓固定在测力平台底座13与测力平台上板7之间的四个角处。

所述的卡具Ⅸ由1号内卡式轮挡1、2号内卡式轮挡2、1号拉紧螺栓3、2号拉紧螺栓4、1号车轮直压板5和2号车轮直压板6组成，所述1号内卡式轮挡1和2号内卡式轮挡2结构相同，对称固定连接在测力平台上板7上表面，并通过1号拉紧螺栓3、2号拉紧螺栓4固定连接，所述1号车轮直压板5和2号车轮直压板6结构相同，在1号内卡式轮挡1和2号内卡式轮挡2中间横向对称固定连接在测力平台上板7的上表面。

所述的1、2号双气囊举升器K、U结构相同，分别由焊接支架21、1号空气弹簧举升器22、2号空气弹簧举升器25、尼龙套23和圆螺母24组成，所述1号空气弹簧举升器22和2号空气弹簧举升器25通过结构相同的尼龙套23和圆螺母24对称固定在焊接支架21内，1、2号双气囊举升器K、U有充气和失气两种状态；所述的1、2号双气囊举升器K、U为左右对称安装在3号移动支撑座Ⅳ上，位于运动平台J与3号移动支撑座Ⅳ之间。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型所述的轨道车辆双六自由度运动测试平台能测试轨道车辆转向架的纵向刚度、横向刚度、径向刚度、回转刚度与侧倾刚度。

2.本实用新型拉杆两端使用轴销结构,并将作动器固定在移动支撑座的支撑面上,都一定程度上消除了横向力,减少活塞杆和油缸的磨损,延长使用寿命。

3.本实用新型采用三维测力平台，能够实现精确测量轨道车辆转向架一、二系悬挂发生变形所受到的真实载荷。本实用新型将三维测力平台与夹具固定连接，在固定轨道车辆轮对的同时可以测量每个车轮三个方向的力和力矩，比装在作动器位置测量精准，减少了误差。

4.自动化程度高，测试起来较同类设备简单方便。

附图说明

图1是本实用新型所述的轨道车辆双六自由度运动测试平台结构的等轴测投影图；

图2是本实用新型所述的轨道车辆双六自由度运动测试平台加装被测件后其结构的上下等轴测投影图；

图3是组成本实用新型所述的轨道车辆双六自由度运动测试平台的1号六自由度运动测试平台结构的等轴测投影图；

图4是组成1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台的1号纵向施力单元结构的等轴测投影图；

图5是组成1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台的横向施力单元结构的等轴测投影图；

图6是组成1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台的1号垂向施力单元结构的等轴测投影图；

图7是组成1号纵向施力单元的1号施力单元爆炸视图的轴测投影图；

图8是组成1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台的1号双气囊举升器的等轴测投影图；

图9是组成1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台的运动平台的等轴测投影图；

图10-a是组成1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台的运动平台的剖面A-A示意图；

图10-b是组成1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台的运动平台的剖面A-A的旋转剖视图；

图10-c是组成1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台的运动平台的剖面B-B示意图；

图10-d是组成1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台的运动平台的剖面B-B的剖视图；

图11是组成1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台的1号装卡测试单元的等轴测投影图；

图12是表示组成装卡测试单元的卡具的爆炸视图的轴测投影图；

图13是表示组成装卡测试单元的三维测力平台的爆炸视图的轴测投影图；

图14是表示组成装卡测试单元的三维测力平台的1号三维力传感器的轴测投影图；

图15是组成本实用新型所述的轨道车辆双六自由度运动测试平台的垂向作动器支撑T型槽平台或横向作动器支撑T型槽平台的轴测投影图；

图16是组成本实用新型所述的轨道车辆双六自由度运动测试平台的纵向作动器支撑T型槽平台的等轴测投影图。

图中：

A.1号六自由度运动测试平台，B.2号六自由度运动测试平台，C.被测件D.1号纵向施力单元，E.2号纵向施力单元，F.横向施力单元，G.1号装卡测试单元，H.2号装卡测试单元，J.运动平台，K.1号双气囊举升器，L.1号垂向施力单元，M.2号垂向施力单元，N.1号垂向作动器支撑，T型槽平台，O.横向作动器支撑，T型槽平台，P.1号纵向作动器支撑T型槽平台，Q.2号纵向作动器支撑T型槽平台，R.2号垂向作动器支撑T型槽平台，S.3号纵向作动器支撑T型槽平台，T.4号纵向作动器支撑T型槽平台，U.2号双气囊举升器，Ⅰ.1号施力单元，Ⅱ.1号移动支承座，Ⅲ.2号移动支承座，Ⅳ.3号移动支承座，Ⅴ.2号施力单元，Ⅵ.3号施力单元，Ⅶ.4号施力单元，Ⅷ.三维测力平台，Ⅸ.卡具，1.1号内卡式轮挡，2.2号内卡式轮挡，3.1号拉紧螺栓，4.2号拉紧螺栓，5.1号车轮直压板，6.2号车轮直压板，7.测力平台上板，8.1号三维力传感器，9.2号三维力传感器，10.3号三维力传感器，11.4号三维力传感器，12.接线盒，13.测力平台底座，14.销轴，15.关节轴承，16.球铰耳环，17.拉杆，18.测力传感器，19.双耳环，20.作动器，21.焊接支架，22.1号空气弹簧举升器，23.尼龙套，24.圆螺母，25.2号空气弹簧举升器，26.锁紧螺母，27.胀紧套

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的描述：

参照图1和图2，所述轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台包括1号六自由度运动测试平台A、2号六自由度运动测试平台B、1号垂向作动器支撑T型槽平台N、2号垂向作动器支撑T型槽平台R、横向作动器支撑T型槽平台O、1号纵向作动器支撑T型槽平台P、2号纵向作动器支撑T型槽平台Q、3号纵向作动器支撑T型槽平台S、4号纵向作动器支撑T型槽平台T以及动力源。其中1号六自由度运动测试平台A和2号六自由度运动测试平台B结构相同，1号纵向作动器支撑T型槽平台P、2号纵向作动器支撑T型槽平台Q、3号纵向作动器支撑T型槽平台S以及4号纵向作动器支撑T型槽平台T结构相同，1号垂向作动器支撑T型槽平台N和2号垂向作动器支撑T型槽平台R结构相同。

1号垂向作动器支撑T型槽平台M和2号垂向作动器支撑T型槽平台R通过地脚螺栓与地基固定连接，两者沿Y轴左右对称且平行距离为640mm，1号六自由度运动测试平台A和2号六自由度运动测试平台B沿X轴方向左右对称安装在1号垂向作动器支撑T型槽平台N和2号垂向作动器支撑T型槽平台R上表面，两者之间的平行距离为1～4m，1号六自由度运动测试平台A和2号六自由度运动测试平台B与动力源管路连接。

参阅图3，所述的1号六自由度运动测试平台A或2号六自由度运动测试平台B主要由1号纵向施力单元D、2号纵向施力单元E、横向施力单元F、1号装卡测试单元G、2号装卡测试单元H、运动平台J、1号双气囊举升器K、2号双气囊举升器U、1号垂向施力单元L、2号垂向施力单元M组成。1号纵向施力单元D和2号纵向施力单元E结构相同，1号垂向施力单元L和2号垂向施力单元M结构相同，1号装卡测试单元G和2号装卡测试单元H结构相同，1号双气囊举升器K、2号双气囊举升器U结构相同。

参阅图1与图3，运动平台J的下端与1号垂向施力单元L、2号垂向施力单元M的上端转动连接，1号垂向施力单元L、2号垂向施力单元M的下端分别与1号垂向作动器支撑T型槽平台N、2号垂向作动器支撑T型槽平台R固定连接。运动平台J的前端侧面与沿Y方向设置的1号纵向施力单元D和2号纵向施力单元E的一端转动连接，1号纵向施力单元D和2号纵向施力单元E的另一端分别与1号纵向作动器支撑T型槽平台P和2号纵向作动器支撑T型槽平台Q固定连接，1号纵向作动器支撑T型槽平台P和2号纵向作动器支撑T型槽平台Q通过地脚螺栓与地基固定连接，应使1号纵向施力单元D和2号纵向施力单元E的对称面保持平行。运动平台J的右端侧面与沿X方向设置的横向施力单元F的一端转动连接，横向施力单元F的另一端与横向作动器支撑T型槽平台O通过地脚螺栓与地基固定连接。1号装卡测试单元G、2号装卡测试单元H沿Y方向左右对称固定在运动平台J的上端面上，1号装卡测试单元G或2号装卡测试单元H是沿X方向的对称结构，其对称面与横向施力单元F自身的对称面共面。

参阅图1、图4到图6，1号纵向施力单元D和2号纵向施力单元E主要由1号施力单元I、1号移动支承座II组成。1号施力单元I的一端与运动平台J转动连接，1号施力单元I的另一端与1号移动支承座II固定连接，1号移动支承座II与1号纵向作动器支撑T型槽平台P固定连接。横向施力单元F主要由2号施力单元Ⅴ、2号移动支承座Ⅲ组成，2号施力单元Ⅴ的一端与运动平台J转动连接，2号施力单元Ⅴ的另一端与2号移动支承座Ⅲ固定连接，2号移动支承座Ⅲ与横向作动器支撑T型槽平台O固定连接。1号垂向施力单元L主要由3号施力单元Ⅵ、4号施力单元Ⅶ、3号移动支承座Ⅳ组成，3号施力单元Ⅵ、4号施力单元Ⅶ的上端与运动平台J转动连接，3号施力单元Ⅵ、4号施力单元Ⅶ另一端与3号移动支承座Ⅳ固定连接，3号移动支承座Ⅳ与1号垂向作动器支撑T型槽平台N固定连接。1号移动支承座Ⅱ、2号移动支承座Ⅲ和3号移动支承座Ⅳ为钢板焊接或铸造而成的具有一定强度和刚度的箱体结构件，1号移动支承座Ⅱ、2号移动支承座Ⅲ和3号移动支承座Ⅳ的上端即和作动器连接处有螺栓孔，下端即和T型槽平台相接触处均匀设置有螺栓孔。

参阅图3与图7，所述的1号施力单元I主要由销轴14、关节轴承15、球铰耳环16、拉杆17、测力传感器18、双耳环19、作动器20组成；拉杆17和测力传感器18固定连接，拉杆另一端通过球铰耳环16与运动平台J的侧面的孔结构转动连接，测力传感器18另一端通过结构相同的球铰耳环16与双耳环19转动连接，最后通过螺栓把双耳环19固定在作动器20上。销轴14中部插入关节轴承15的内孔中为紧配合，关节轴承15插入球铰耳环16通孔中为紧配合，双耳环19上的轴孔与球铰耳环中的销轴动配合转动连接。销轴14的对称轴线、关节轴承15的对称轴线、球铰耳环16通孔的对称轴线以及双耳环19通孔的对称轴线共线。

参阅图3与图8，所述的1号双气囊举升器K由焊接支架21、1号空气弹簧举升器22、2号空气弹簧举升器25、尼龙套23和圆螺母24组成，双气囊举升器K为左右对称结构，1号空气弹簧举升器22和2号空气弹簧举升器25通过结构相同的尼龙套23和圆螺母24对称固定在焊接支架21上表面，1号空气弹簧举升器22和2号空气弹簧举升器25的对称轴线与焊接支架21沿X轴方向的对称轴线共线。焊接支架21下端即和3号移动支承座Ⅳ相接触处均匀设置有螺栓孔，两者通过螺栓固定连接。

参阅图3与图9，所述的运动平台J为箱体式结构，运动平台在Y轴方向的前端侧面及后端侧面两端各有两个长圆孔，下端四角有四个圆孔，右端侧面有一个方孔，运动平台是关于X轴方向的左右对称结构。上述三种孔内部皆存在与其垂直方向的另一小圆孔的结构，通过这种结构来固定施力单元中的轴销14，并实现转动配合。1号施力单元Ⅰ、2号施力单元Ⅴ、3号施力单元Ⅵ和4号施力单元Ⅶ的结构是相同的。运动平台J两端的前端侧面的左侧长圆孔结构与1号纵向施力单元D中1号施力单元Ⅰ的一端通过球铰耳环16转动连接，2号纵向施力单元E与1号纵向施力单元D对称安装在右侧长圆孔结构中；运动平台J右端侧面的方孔结构与横向施力单元F中2号施力单元Ⅴ(与1号施力单元I中的球铰耳环16)结构相同的球铰耳环转动连接；1号垂向施力单元L中3号施力单元Ⅵ、4号施力单元Ⅶ的上端通过与1号施力单元I中的球铰耳环16结构相同的球铰耳环和运动平台J下端左侧的圆孔结构转动连接，2号垂向施力单元M与1号垂向施力单元L对称安装，与运动平台J下端右侧的两个圆孔结构中转动连接。1号施力单元Ⅰ、2号施力单元Ⅴ、3号施力单元Ⅵ和4号施力单元Ⅶ上的进出油口与动力源连接。

参阅图11，所述的1号装卡测试单元G主要由三维测力平台Ⅷ与卡具Ⅸ平台组成，卡具Ⅸ的下工作面与三维测力平台Ⅷ的上工作面相接触并采用螺栓固定连接。

参阅图12，所述的卡具Ⅸ主要由1号内卡式轮挡1、2号内卡式轮挡2、1号拉紧螺栓3、2号拉紧螺栓4、1号车轮直压板5和2号车轮直压板6组成，将结构相同的1号内卡式轮挡1和2号内卡式轮挡12沿Y轴方向对称地固定连接在测力平台上板7上表面中间，两个对称布置的1号内卡式轮挡1和2号内卡式轮挡2的上端通过结构相同的1号拉紧螺栓3和2号拉紧螺栓4从结构相同的1号内卡式轮挡1和2号内卡式轮挡2的两侧固定连接，结构相同的1号车轮直压板5和2号车轮直压板6在1号内卡式轮挡1和2号内卡式轮挡2中间横向对称地固定连接在测力平台上板7的上表面。

参阅图13与14，所述的三维测力平台Ⅷ由测力平台上板7、1号三维力传感器8、2号三维力传感器9、3号三维力传感器10、4号三维力传感器11、接线盒12和测力平台底座13组成。测力平台底座13是一板类结构件，在测力平台底座13相对的两边均布穿插螺栓用的通孔，在测力平台底座13四角处设置有用于固定1号三维力传感器8、2号三维力传感器9、3号三维力传感器10和4号三维力传感器11的方孔和螺栓孔，测力平台上台板8为铸件，在测力平台上板7四角处设置有用于固定1号三维力传感器7、2号三维力传感器16、3号三维力传感器17和4号三维力传感器18的通孔，在测力平台上板7的上工作面上设置两排固定卡具Ⅸ用的螺纹孔。1号三维力传感器8、2号三维力传感器9、3号三维力传感器10和4号三维力传感器11分别安装在三维测力平台Ⅷ的四个方孔处，并采用螺栓固定连接，1号三维力传感器8、2号三维力传感器9、3号三维力传感器10和4号三维力传感器11通过胀紧套27与测力平台上板7上表面圆孔固定连接，并利用锁紧螺母26锁死固定。

参阅图15与图16，1号纵向作动器支撑T型槽平台P、横向作动器支撑T型槽平台O以及1号垂向作动器支撑T型槽平台N皆为结构相似的铸造平台，上工作面加工有T型槽，下端的两侧即和地基接触处均匀加工有螺栓孔。1号垂向作动器支撑T型槽平台N、横向作动器支撑T型槽平台O以及1号纵向作动器支撑T型槽平台P通过螺栓固定在地基上，1号移动支承座Ⅱ、2号移动支承座Ⅲ和3号移动支承座Ⅳ的下端通过螺栓分别固定在1号纵向作动器支撑T型槽平台P、横向作动器支撑T型槽平台O以及1号垂向作动器支撑T型槽平台N的上工作面上。