[發(fā)明專利]獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪主動導(dǎo)向模型試驗(yàn)臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810854621.4
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN109060388B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐陽;黃曉青;郭永強(qiáng);夏煦東;張強(qiáng);羅世輝
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01M17/10
• 分類號: G01M17/10
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡;葛啟函

本發(fā)明提供一種獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪主動導(dǎo)向模型試驗(yàn)臺，包括：機(jī)架、曲率產(chǎn)生裝置、曲率臺架、超高臺架、超高轉(zhuǎn)軸組件、軌道輪組件和軌道輪驅(qū)動系統(tǒng)、垂直設(shè)置于曲率臺架和超高臺架之間的超高舉升裝置，固定于機(jī)架內(nèi)部頂端的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪；曲率臺架、超高臺架都活動設(shè)置于機(jī)架內(nèi)部、與機(jī)架前后左右四側(cè)無連接，曲率臺架和超高臺架在水平面內(nèi)一起轉(zhuǎn)動，本試驗(yàn)臺模擬了城市軌道車輛獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪的實(shí)際工況，避免了在實(shí)際工況實(shí)驗(yàn)下花費(fèi)成本高、實(shí)驗(yàn)場地不易滿足的缺點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)臺上不僅可模擬列車在不同半徑曲線上車輛通過時(shí)的橫移量大小，還可以搭配不同的控制策略使作動器的輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，滿足多種情況下列車的安全運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及城市軌道交通車輛導(dǎo)向試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪主動導(dǎo)向模型試驗(yàn)臺。

背景技術(shù)

近年來采用100％低地板面的現(xiàn)代城市軌道交通正在得到大力發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)小半徑曲線通過及低地板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，大多采用獨(dú)立輪對，即左右車輪可繞自身軸線獨(dú)立轉(zhuǎn)動，取代貫通的轉(zhuǎn)動車軸，這樣車輛的地板高度可小于車輪半徑，但這種車輛的安全導(dǎo)向、磨耗與噪聲一直是難題。

為了構(gòu)建環(huán)境友好型城市軌道交通，避免獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪過曲線時(shí)的輪緣與鋼軌的接觸，從事軌道交通領(lǐng)域的研究人員提出了不少的解決辦法，如讓車輛運(yùn)行在特殊的槽型軌道上，設(shè)置輪緣潤滑裝置，加大車輪踏面的接觸角差，設(shè)置專門的導(dǎo)向裝置，設(shè)計(jì)新型的轉(zhuǎn)向架以及主動導(dǎo)向技術(shù)等。其中，獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪的主動導(dǎo)向技術(shù)是改善其導(dǎo)向問題的最有效的方法之一。

主動導(dǎo)向技術(shù)屬于一系主動懸掛的范疇。通過在構(gòu)架和輪對軸箱之間加裝作動器，作動器受控制器的控制，而控制器接收來自檢測設(shè)備的輪軌間的狀態(tài)信息，如輪對的橫移量、搖頭角、軌道曲率、超高及左右車輪的轉(zhuǎn)速差等信號，來計(jì)算作動器所需輸出的主動控制力，以使輪對趨向軌道的徑向位置。

為了驗(yàn)證獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪主動導(dǎo)向技術(shù)的可行性，必須對其進(jìn)行試驗(yàn)。機(jī)車車輛動力學(xué)試驗(yàn)分試驗(yàn)臺試驗(yàn)和線路試驗(yàn)。線路試驗(yàn)存在著試驗(yàn)周期長、費(fèi)用高、因素多、干擾線路運(yùn)行等缺點(diǎn)，所以，試驗(yàn)臺試驗(yàn)收到廣泛重視。特別在日本、德國、美國及中國，都建立了整車1:1全尺寸試驗(yàn)臺，并在機(jī)車車輛整車試驗(yàn)研究方面做了大量工作。但建造一座現(xiàn)代化的1:1全尺寸機(jī)車車輛試驗(yàn)臺，不僅工程量巨大，而且研制費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用高，是一般研究機(jī)構(gòu)、一般研究項(xiàng)目所難以承受的。所以采用縮小尺寸的小比例機(jī)車車輛試驗(yàn)臺成為機(jī)車車輛動力學(xué)研究的可選擇工具，幾乎每一個(gè)鐵路工業(yè)發(fā)達(dá)的國家都建造過這類小比例滾動試驗(yàn)臺，這些國家包括英國、德國、美國、法國和日本等。在20世紀(jì)80年代初期，為開展鐵路機(jī)車車輛研究，我國原鐵道部部屬高校也建有類似的小比例滾動試驗(yàn)臺，用于機(jī)車車輛動力學(xué)，特別是機(jī)車車輛運(yùn)動穩(wěn)定性方面的研究。

綜上，線路試驗(yàn)存在著試驗(yàn)周期長、費(fèi)用高、因素多、干擾線路運(yùn)行，而全尺寸機(jī)車車輛試驗(yàn)臺，工程量巨大，研制費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用高，是一般研究機(jī)構(gòu)、一般研究項(xiàng)目所難以承受的。

超高是指鐵路曲線道軌上外軌與內(nèi)軌的高度差。機(jī)車車輛在曲線上行駛時(shí)產(chǎn)生離心力，使外軌承受較大的壓力，發(fā)生劇烈的側(cè)面磨耗，并使旅客感覺不適，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐蓛A覆事故。為此須將外軌抬髙到一定的程度，利用車體重力產(chǎn)生的向心分力(向心力)來平衡離心力。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪主動導(dǎo)向模型試驗(yàn)臺。它能對1:5比例模型的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪進(jìn)行主動導(dǎo)向控制試驗(yàn)，從而驗(yàn)證主動導(dǎo)向技術(shù)對獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪的有效性，并用其試驗(yàn)數(shù)據(jù)指導(dǎo)全尺寸的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪在實(shí)際線路上的運(yùn)行結(jié)果。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪主動導(dǎo)向模型試驗(yàn)臺，包括：機(jī)架、底部固定在機(jī)架上的曲率產(chǎn)生裝置、曲率產(chǎn)生裝置上方固定連接的曲率臺架、曲率臺架上方的超高臺架、連接于超高臺架和曲率臺架之間的超高轉(zhuǎn)軸組件、固定于超高臺架上的軌道輪組件和軌道輪驅(qū)動系統(tǒng)、垂直設(shè)置于曲率臺架和超高臺架之間的超高舉升裝置，固定于機(jī)架內(nèi)部頂端的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪；