[實用新型]一種高速列車車輪空間耦合振動測試儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201620064467.7
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN205373871U
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設計）人: 肖乾;方姣;鄭繼峰;昌超
• 申請（專利權(quán)）人: 華東交通大學
• 主分類號: G01H1/00
• 分類號: G01H1/00;G01H1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及高速列車車輪空間耦合振動的測試儀。

背景技術(shù)

隨著我國客貨鐵路運輸朝著高速化和重載化方向發(fā)展，客運列車的運行速度和貨運列車的牽引質(zhì)量不斷提高，高速列車車輪振動加劇。為解決高速列車車輪存在的實際問題，越來越多的國內(nèi)外學者通過建立高速列車車輪空間耦合振動模型，綜合考慮整個體系的各種因素，系統(tǒng)地分析高速列車車輪耦合振動的相互作用。為了更好的研究高速列車車輪在橫向、縱向以及垂向的空間耦合振動特性以及這種耦合振動對列車運行的影響，有必要研制一種操作簡單，攜帶方便，將橫向、縱向和垂向的振動加速度時域和波形集中到同一臺儀器上，并且可以實現(xiàn)三個方向上振動數(shù)據(jù)的實時輸出的測試儀。為了實現(xiàn)這種儀器，要重點解決以下幾個問題：

(1)準確捕捉到高速列車車輪橫向、縱向和垂向的振動，排除可能出現(xiàn)的干擾信號，輸出可靠結(jié)果數(shù)據(jù)；

(2)由于車輪持續(xù)轉(zhuǎn)動，需要避免長電纜繞線問題；

(3)高速列車車輪轉(zhuǎn)速很高，測試人員盡量遠離測試現(xiàn)場，提高測試的安全性；

(4)測試儀器可便攜，操作簡單，界面直觀易用。

實用新型內(nèi)容

為了得到高速列車車輪橫向、縱向和垂向的振動加速度時域和波形，滿足精確、實用、易于檢測的要求，本實用新型提供了一種高速列車車輪空間耦合振動測試儀，該測試儀以三軸無線加速度傳感器為測試核心，通過螺紋將傳感器安裝在車輪的幅板上，由加速度傳感器的感應部位拾取車輪橫向、縱向、垂向三個方向上的振動信號，并將三個方向上的振動模擬信號經(jīng)放大、濾波后傳送到微處理器進行處理，輸出和加速度成正比的模擬電壓信號，電壓信號通過SPI接口與處理單元進行數(shù)據(jù)交換完成數(shù)據(jù)的無線傳輸，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒旁谲圀w內(nèi)的無線接收器，無線接收器通過USB連接線與計算機相連，在計算機屏幕上顯示橫向、縱向、垂向的加速度測試結(jié)果。該測試儀不僅能夠很好地測出各個方向上振動加速度時域和波形，而且安裝方便、操作簡單、精準度高。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：由三軸振動無線傳感器、無線接收器、USB連接線、計算機組成。其特征在于車軸(3)過盈配合和車輪(2)連接一起，車輪在鋼軌(5)上運行，三軸振動無線傳感器(4)的感應部位(9)通過螺紋安裝在車輪的輻板上，感應部位(9)內(nèi)部具有X,Y,Z三方向無線振動傳感器，則可同時分別拾取到車輪橫向、縱向、垂向三個方向的振動信號。通過信號處理單元(10)進行處理和儲存后得到電信號，信號處理單元(10)通過SPI接口與無線發(fā)送模塊(12)進行數(shù)據(jù)交換，并且將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o線發(fā)送模塊(12)。發(fā)射端(11)通過無線信號將數(shù)據(jù)傳給無線接收器(6)，無線接收器通過USB連接線(7)與裝有配套軟件的計算機(8)相連，無線接收器和計算機都放在車體(1)內(nèi)。三軸振動無線傳感器(4)由電池、感應器、放大器、濾波器、微處理器、存儲器、無線發(fā)送模塊組成，微處理器與發(fā)送模塊通過SPI接口連接。

本實用新型的有益效果是：

(1)可以同時精確地測量高速列車車輪橫向、縱向和垂向的振動加速度時域和波形。

(2)無線發(fā)送模塊通過SPI接口與處理單元進行數(shù)據(jù)交換完成數(shù)據(jù)的無線傳輸，能將測試結(jié)果通過無線接收器實時傳輸?shù)桨惭b有配套軟件的移動終端計算機上，實測最大傳輸距離(室外)達500m，測試時工作人員不需在測試現(xiàn)場，保證了測試過程的安全。

(3)消除了長電纜傳輸帶來的噪音干擾，使得測量結(jié)果更加準確。

(4)接收器和電腦放在車體內(nèi)，數(shù)據(jù)的輸出不受列車運行的影響。

(5)測試儀安裝方便、便于攜帶，操作簡單，界面直觀一目了然，大幅減少了工作人員的工作量，提高了工作效率。

附圖說明

圖1為測試儀外觀示意圖。

圖2為三軸振動無線傳感器示意圖。

具體實施方式

實施例1、一種高速列車車輪空間耦合振動測試儀，由三軸振動無線傳感器(4)、無線接收器(6)、USB連接線(7)、計算機(8)組成，其特征在于車軸(3)過盈配合和車輪(2)相連，車輪在鋼軌(5)上運行，三軸振動無線傳感器(4)與車輪(2)相連，無線傳感器的發(fā)射端(11)通過無線信號與無線接收器(6)相連，無線接收器通過USB連接線(7)與計算機(8)相連，無線接收器(6)和計算機(8)放在車體(1)內(nèi)。