一种跨坐式单轨单轴转向架试验装置的制作方法

本发明涉及一种转向架的检测设备，具体涉及一种跨坐式单轨单轴转向架试验装置。

背景技术：

随着国家经济的不断发展，我国的城市人口增长较快，但公共交通的发展却并不够完善，这使得很多城市出现交通拥堵，不但给交通系统带来压力，也阻碍了城市的进一步发展。为解决这一问题，很多城市大力发展公共交通系统，并以城市轨道交通为主线，发挥其快速、准时、环保、经济等特点，促进城市可持续发展。

地铁轨道交通现已成为了很多一线城市建设城市轨道交通的第一选择，但是地铁的建设成本昂贵，周期长，需要大量时间规划设计；运行噪声较大；具有潜在地质危害。相较于地铁，单轨交通建设时间短，耗费资金少，占用土地少，建设于地上，不存在地质危害；通过使用橡胶轮胎，运行噪声小；采用稳定轮，更加完全可靠，救援也更加简单。

转向架是轨道交通车辆的重要部件，其性能直接影响车辆运行的完全性与可靠性，所以在车辆设计制造完毕之后，需要进行转向架的性能检测，保证其实际性能符合设计要求。试验台的检测方法可以有效替代成本高、周期长、占地广的试车检测方法，并且单轨交通的试验台在我国研究较少，有必要提供一种跨坐式单轨单轴转向架的试验台。

中国专利cn107607335a公开了一种跨坐式单轴转向架动力学参数与牵引动力性试验台，能通过施加给单轴跨坐式单轨车辆四个导向轮的横向力、两个稳定轮的横向力、走行轮的横向力和垂向力，从而真实模拟单轴跨坐式单轨车辆侧向，垂向、横摆、侧滚和点头等五种运动形式。但是，该专利难以模拟不同工况下单轴转向架的姿态。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决国内缺少单轨转向架的实验装置研究，难以对不同工况下转向架的姿态进行模拟而提供一种跨坐式单轨单轴转向架试验装置，实现了单轨单轴转向架相关性能的有效验证。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种跨坐式单轨单轴转向架试验装置，该实验装置包括走形滚轮、承载台、基座平台、定位拉杆；

所述的走形滚轮可以转动的安装在所述的承载台内部，用于与待测试单轴转向架相配合并带动走行轮转动；

所述的承载台下方安装可以调节所述承载台自由度的支座单元；

所述的支座单元通过能够驱使其激振的激振单元安装在所述基座平台上；

所述的定位拉杆安装在所述承载台上部，用于调节所述承载台的姿态。

所述定位拉杆与外部的控制设备连接，通过所述定位拉杆改变所述承载台的姿态，使单轴转向架与承载台的相对姿态发生变化，以模拟单轴转向架正常运行时的各种运行状态。

跨坐式单轨的单轴转向架落在承载台上方，单轴转向架的走行轮与走形滚轮切向接触，单轴转向架的全部重量转移到走形滚轮上，单轴转向架的导向轮与稳定轮与承载台的侧面接触，并存在一定的预压力，单轴转向架的位置还需要设置外部固定支架将其横向、纵向的自由度约束。

进一步地，所述的走形滚轮的两端中心轴通过轴承安装在所述的承载台的两侧圆孔上。

进一步地，所述的走形滚轮与外部电机输出轴通过齿轮传动机构连接，驱动走形滚轮转动，通过调整走形滚轮的摩擦系数的大小，可以模拟不同的运行环境，如雨天运行、雪天运行和正常干燥情况下运行等。

进一步地，所述的支座单元包括旋转支座、上板以及下板，所述上板中间有一个圆形的凹槽，与下板的圆形凸起配合，两者之间安装有圆环轴承；

进一步地，所述的上板可转动的安装在所述的下板上，所述的旋转支座安装在所述上板的上部，所述承载台安装在所述旋转支座的上部。

进一步地，所述旋转支座包括带有连接耳板的上旋转支座和下旋转支座，中间通过圆柱销连接。

进一步地，所述旋转支座设有一对，其中两个下旋转支座安装在上板的两侧。

进一步地，所述上板中间有一个圆形的凹槽，与所述下板的圆形凸起配合，两者之间安装有圆环轴承。

进一步地，所述的激振单元包括横向激振器以及垂向激振器，所述的横向激振器水平设置在所述基座平台以及支座单元之间，所述的垂向激振器垂直设置于所述基座平台以及支座单元之间。

进一步地，所述的横向激振器与垂向激振器对称设置，优选地，支座单元与基座平台之间安装有四个横向激振器和四个垂向激振器。

进一步地，所述的定位拉杆设有一对，按一定间距设置于承载台上部，所述的定位拉杆连接外部液压回路连接杆。

该装置通过加入可调节的支座单元，并通过控制定位拉杆的位置来控制承载台的姿态发生变化，使单轴转向架与承载台的相对姿态发生变化，以模拟单轴转向架正常运行时的各种运行状态，通过加入激振单元，可以模拟轨道不平顺等外部激励对跨坐式单轨运行运行的动力学影响，也可以测试单轴转向架的随机激振频率。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、适用于跨坐式单轨的单轴转向架的性能测试。

2、通过横向、垂向激振器的安装，可以模拟不同的线路激扰工况，更加符合线路运行实际工况。

3、通过上板、下板之间的圆环轴承的安装，巧妙地实现了承载台可以拥有摇头运动的能力。

4、通过上旋转支座、下旋转支座和圆柱销的设计使用，实现了承载台可以拥有侧滚运动的能力。

5、承载台是组装结构，可以适应不同横向跨距的转向架的测试使用。

附图说明

图1是一种跨坐式单轨单轴转向架的实验装置的结构示意图；

图2是一种跨坐式单轨单轴转向架的实验装置走形滚轮的结构示意图；

图3、4是一种跨坐式单轨单轴转向架的实验装置上、下旋转支座的结构示意图；

图5是一种跨坐式单轨单轴转向架的实验装置承载台的结构示意图；

图中：1-走形滚轮；101-两端中心轴；102-齿轮传动机构；2-承载台；201-单独侧板；202-两侧圆孔；203-拱形孔；204-矩形凹槽；3-电机输出轴；4-旋转支座；401-上旋转支座；402-下旋转支座；5-基座平台；6-上板；7-下板；801，802-定位拉杆；9(901/902/903/904)-横向激振器；10-(1001/1002/1003/1004)-垂向激振器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明提供的跨坐式单轨单轴转向架的实验装置的实施，包括以下方面：

一种跨坐式单轨单轴转向架的实验装置，根据附图1，包括接触走行轮的走形滚轮1、承载台2、进行驱动的电机输出轴3、安装承载台的旋转支座4、上板6、下板7、基座平台5、用于实现不同姿态的定位拉杆8、横向激振器9、垂向激振器10、轴承和液压回路系统。

根据附图5，走形滚轮1安装在承载台2内部，按照尺寸要求，将承载台2的单独侧壁201安装牢固，根据附图2、5，走形滚轮1的两端中心轴101通过轴承安装在承载台2的两侧圆孔202上，电机输出轴3通过齿轮传动102驱动走形滚轮1转动，承载台2下部设有供电机输出轴3通过的拱形孔203。

承载台2的下方通过螺栓连接安装了两对旋转支座4，根据附图3、4，旋转支座分为上旋转支座401和下旋转支座402，中间通过圆柱销连接，承载台2将重量转移到了旋转支座4上，并且旋转支座4的结构使承载台2拥有绕x轴旋转(侧滚)的自由度。

两个下旋转支座402通过螺栓连接安装在上板6的两侧，上板6中间有一个圆形的凹槽，与下板7的圆形凸起配合，两者之间安装圆环轴承，上板6与下板7之间可以绕z轴旋转(摇头)，承载在上板6上的承载台2也拥有绕z轴旋转(摇头)的自由度。

根据附图5，在承载台的前后两侧的矩形凹槽204处，通过螺栓连接，安装两个定位拉杆801、802，定位拉杆801、802的另一端安装在液压驱动回路的液压杆上，当定位拉杆的位置确定时，承载台2处于平衡的稳定状态。

下板与基座平台之间安装有四个横向激振器901、902、903、904和四个垂向激振器1001、1002、1003、1004，控制不同激振器的振动频率和振动幅度，可以模拟轨道不平顺等外部激励对跨坐式单轨运行运行的动力学影响，也可以测试单轴转向架的随机激振频率。

调整走形滚轮1的摩擦系数的大小，可以模拟不同的运行环境，如雨天运行、雪天运行和正常干燥情况下运行等。

跨坐式单轨的单轴转向架落在承载台2上方，单轴转向架的走行轮与走形滚轮1切向接触，走形滚轮1承载单轴转向架的全部垂向载荷，单轴转向架的导向轮与稳定轮与承载台2的侧面接触，单轴转向架的位置通过外部固定台固定，约束其横向、纵向的自由度，当承载台2的姿态发生变化，单轴转向架与承载台2的相对姿态就发生变化。

通过液压控制，对定位拉杆8的位置进行控制，从而改变承载台2的姿态，当前后定位拉杆801、802往同一侧移动相同距离，承载台2实现绕x轴旋转，上下旋转支座4相应相对x轴旋转，当前后定位拉杆801、802朝向不同方向移动相同距离，承载台2实现绕z轴旋转，上板6与下板7相应相对z轴旋转，当前后定位拉杆801、802移动不同距离，承载台2同时实现绕x、z轴旋转，控制定位拉杆801、802的位置可以间接控制承载台2的姿态，从而控制单轴转向架相对于承载台2的姿态。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。