CN101750195B - 轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台。其包括1号六自由度运动测试平台和2号六自由度运动测试平台并对称地安装在地基上。所述的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包括1号水平施力单元、2号水平施力单元、3号水平施力单元、垂向施力单元、1号装卡测试单元、2号装卡测试单元和轮对。垂向施力单元的下端与地基连接，垂向施力单元上端与1号水平施力单元和2号水平施力单元一端连接，1号水平施力单元和2号水平施力单元另一端与地基连接，3号水平施力单元一端与垂向施力单元右端连接，3号水平施力单元另一端与地基连接。1号装卡测试单元、2号装卡测试单元和轮对对称地固定在垂向施力单元的上端面上。

Description

轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆转向架参数测试设备，更具体地说，本发明涉及一种轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台。

背景技术

目前，国内外的轨道车辆转向架特性参数测试台主要用于测试转向架轮对间的抗剪刚度、抗弯刚度及其他参数，很难将这些试验项目整合到一台测试设备上来完成。近年来，德国Windhoff公司、美国标准车辆转向架公司(SCT)和ABC-NACO公司以及加拿大庞巴迪公司都对列车转向架检测技术进行了研究并提出了相应的技术方案并研制了转向架参数试验台，但这些设备除价格高昂以外，对于整体悬架及一系悬挂、二系悬挂垂向、纵向及旋转刚度的测量仍不能满足，其原因就是由于试验台运动结构的设计存在诸多不足之处。国内在轨道车辆转向架试验台技术方面比较成熟的是西南交通大学，他们拥有国家级重点试验室和转向架参数动态试验台，但该试验台设备自动化程度低、测试过程繁琐、测试结果误差大，无法实现测试过程中转向架的六自由度运动，因此不能满足目前轨道车辆转向架检测的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的无法实现测试过程中转向架六自由度运动和垂向、纵向及旋转刚度测量仍不能满足的问题，提供了一种轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台包括动力源1号六自由度运动测试平台和2号六自由度运动测试平台，1号六自由度运动测试平台和2号六自由度运动测试平台对称地安装在地基上，两者之间的平行距离为1～4m，1号六自由度运动测试平台和2号六自由度运动测试平台与动力源管路连接。

所述的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主要由1号水平施力单元、2号水平施力单元、3号水平施力单元、垂向施力单元、1号装卡测试单元、2号装卡测试单元和轮对组成。

垂向施力单元的下端与地基固定连接，垂向施力单元上端的两侧面与沿Y方向设置的1号水平施力单元和2号水平施力单元的一端转动连接，1号水平施力单元和2号水平施力单元的另一端与地基固定连接，1号水平施力单元与2号水平施力单元的对称面平行。3号水平施力单元沿X方向设置，3号水平施力单元的一端与垂向施力单元的右端转动连接，3号水平施力单元的另一端与地基固定连接。1号装卡测试单元、2号装卡测试单元和轮对沿X方向对称地固定在垂向施力单元的上端面上，1号装卡测试单元、2号装卡测试单元和轮对沿X方向的对称面与3号水平施力单元的对称面共面。

技术方案中所述的1号六自由度运动测试平台和2号六自由度运动测试平台结构相同。1号水平施力单元、2号水平施力单元与3号水平施力单元结构相同。1号装卡测试单元与2号装卡测试单元结构相同；所述的1号水平施力单元主要由1号施力单元、反力支座和基础底板组成。施力单元的一端与垂向施力单元固定连接，施力单元的另一端与反力支座固定连接。基础底板的上端面与反力支座固定连接，基础底板的下端面与地基固定连接；所述的施力单元主要由油缸筒支座、活塞杆销轴、耳环球头、耳环球套和油缸组成。油缸的一端通过油缸筒支座与垂向施力单元的上端固定连接，油缸的另一端通过相同结构的油缸筒支座和反力支座固定连接。油缸筒支座上的轴孔与活塞杆销轴的两端动配合转动连接，活塞杆销轴中部插入耳环球头的内孔中为紧配合，耳环球头插入耳环球套内孔中为间隙动配合，耳环球套装入油缸活塞杆端部的通孔中为紧配合；所述的垂向施力单元由运动平台、运动平台连接座、4号施力单元、5号施力单元、6号施力单元和7号施力单元组成。4号施力单元、5号施力单元、6号施力单元和7号施力单元结构是相同的。并和1号水平施力单元、2号水平施力单元与3号水平施力单元中的1号施力单元、2号施力单元与3号施力单元结构是相同的。4号施力单元、5号施力单元、6号施力单元和7号施力单元的下端通过与1号施力单元中的油缸筒支座相同结构的油缸筒支座和地基固定连接。4号施力单元、5号施力单元、6号施力单元和7号施力单元的上端通过与1号施力单元中的油缸筒支座相同结构的油缸筒支座和运动平台的下工作面固定连接。运动平台两端的1号侧面与2号侧面和沿Y轴方向设置的1号水平施力单元和2号水平施力单元的一端固定连接，运动平台上工作面上固定的运动平台连接座的侧面与沿X轴方向设置的3号水平施力单元的一端固定连接，即运动平台两端的1号侧面与2号侧面和沿Y轴方向设置的1号水平施力单元和2号水平施力单元中的1号施力单元和2号施力单元的一端固定连接。运动平台上工作面上固定的运动平台连接座的侧面与沿X轴方向设置的3号水平施力单元中的3号施力单元的一端固定连接。1号施力单元、2号施力单元、3号施力单元、4号施力单元、5号施力单元、6号施力单元和7号施力单元上的进出油口与动力源管路连接；所述的垂向施力单元中4号施力单元、5号施力单元、6号施力单元和7号施力单元用4号施力单元、5号施力单元和6号施力单元替代。4号施力单元、5号施力单元和6号施力单元的上端与运动平台的下工作面的连接点分布在一个等腰三角形三个角的顶点上。所述的等腰三角形的对称轴线沿X轴方向设置，或者沿Y轴方向设置；所述的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中增加一套和3号水平施力单元同样结构的水平施力单元，同样结构的水平施力单元沿X方向设置。同样结构的水平施力单元的一端与垂向施力单元的右端转动连接，同样结构的水平施力单元的另一端与地基固定连接。同样结构的水平施力单元和3号水平施力单元中的施力单元和3号施力单元处于同一水平面内；所述的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中增加一套和3号水平施力单元同样结构的水平施力单元，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沿Y轴方向设置1号水平施力单元或2号水平施力单元，1号水平施力单元或2号水平施力单元与运动平台的连接点在运动平台侧面居中位置；所述的1号装卡测试单元主要由三维测力平台与卡具组成，卡具的下工作面与三维测力平台的上工作面相接触并采用螺栓固定连接。所述的三维测力平台由测力平台下台板、1号三维力传感器、2号三维力传感器、3号三维力传感器、4号三维力传感器和测力平台上台板组成。1号三维力传感器、2号三维力传感器、3号三维力传感器和4号三维力传感器分别安装在三维测力平台的四个角处，1号三维力传感器、2号三维力传感器、3号三维力传感器和4号三维力传感器的下工作面与测力平台下台板四个角的上工作面接触并采用螺栓固定连接。1号三维力传感器、2号三维力传感器、3号三维力传感器和4号三维力传感器的上工作面与测力平台上台板的下工作面接触并采用螺栓固定连接。所述的卡具主要由台板导轨、1号内卡式轮挡、2号内卡式轮挡、1号拉紧螺栓、2号拉紧螺栓、1号压板和2号压板组成。沿台板导轨的纵向结构相同的1号内卡式轮挡和2号内卡式轮挡对称地固定连接在台板导轨上。两个对称布置的1号内卡式轮挡和2号内卡式轮挡的上端通过结构相同的1号拉紧螺栓和2号拉紧螺栓从结构相同的1号内卡式轮挡和2号内卡式轮挡的两侧固定连接。结构相同的1号压板和2号压板在两个结构相同的1号内卡式轮挡和2号内卡式轮挡之间沿台板导轨横向对称地固定连接在台板导轨上；所述的测力平台下台板是一板类结构件，在测力平台下台板相对的两边均布穿插螺栓用的通孔，在测力平台下台板四角处设置有用于固定1号三维力传感器、2号三维力传感器、3号三维力传感器和4号三维力传感器的通孔。所述的测力平台上台板为铸件，上部为平面，下部设置成网格状的筋板结构，在测力平台上台板四角处设置有用于固定1号三维力传感器、2号三维力传感器3号三维力传感器和4号三维力传感器的通孔。在测力平台上台板的上工作面设置两排用于固定卡具的螺纹孔；所述的台板导轨是一板类结构件，沿台板导轨纵向在其上工作面上设置有T形槽，并沿台板导轨纵向在其两端的上工作面上均匀设置有和测力平台上台板上设置的两排螺纹孔相对应的穿过螺栓的通孔。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

本发明所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台可以与转向架试验台配套使用，满足对轨道车辆转向架纵向刚度、横向刚度、径向刚度、回转刚度与侧倾刚度的综合测试，从而实现轨道车辆转向架参数测试中遇到的由于试验台架不能实现六自由度运动而无法精确评测的技术难题。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台结构的轴测投影图；

图2是组成本发明所述的轨道车辆转向架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轴测投影图；

图3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号水平施力单元结构的轴测投影图；

图4是表示1号水平施力单元的1号施力单元结构的轴测投影图；

图5是表示1号水平施力单元的反力支座结构的轴测投影图；

图6是表示1号水平施力单元的基础底板处于工作位置时其结构的轴测投影图；

图7是表示1号水平施力单元的基础底板倒置时其结构的轴测投影图；

图8是表示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垂向施力单元结构的轴测投影图；

图9是表示组成垂向施力单元的运动平台结构的轴测投影图；

图10是表示在图9中A-A位置剖切后的运动平台右半部分结构的轴测投影图；

图11是表示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装卡测试单元结构的轴测投影图；

图12-a是表示组成装卡测试单元的三维测力平台的测力平台下台板结构的轴测投影图；

图12-b是表示组成三维测力平台的四个结构相同的1号三维力传感器、2号三维力传感器、3号三维力传感器和4号三维力传感器结构的轴测投影图；

图12-c是表示组成装卡测试单元的三维测力平台的测力平台上台板结构的轴测投影图；

图13是表示组成三维测力平台的测力平台上台板倒置时其结构的轴测投影图；

图14是表示组成装卡测试单元的卡具结构的轴测投影图；

图15是表示组成卡具的内卡式轮挡结构的轴测投影图；

图16是表示组成卡具的台板导轨结构的轴测投影图；

图17是表示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沿x、y或z方向运动原理的轴测投影图；

图18是表示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绕x转动原理的轴测投影图；

图19是表示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绕y转动原理的轴测投影图；

图20是表示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绕z转动原理的轴测投影图；

图中：A.1号六自由度运动测试平台，B.1号水平施力单元，C.垂向施力单元，D.1号装卡测试单元，E.轮对，F.2号六自由度运动测试平台，G.2号水平施力单元，H.3号水平施力单元，J.2号装卡测试单元，L.1号侧面，K.2号侧面，I.1号施力单元，II.反力支座，III.基础底板，IV.运动平台，V.运动平台连接座，VI.三维测力平台，VII.卡具，VIII.4号施力单元，IX.5号施力单元，X.6号施力单元，XI.7号施力单元，XII.2号施力单元，X III.3号施力单元，1.油缸筒支座，2.活塞杆销轴，3.耳环球头，4.耳环球套，5.油缸，6.测力平台下台板，7.1号三维力传感器，8.测力平台上台板，9.台板导轨，10.1号内卡式轮挡，11.1号拉紧螺栓，12.1号压板，13.2号内卡式轮挡，14.2号压板，15.2号拉紧螺栓，16.2号三维力传感器，17.3号三维力传感器，18.4号三维力传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图1与图2，本发明所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台是由动力源与两套结构相同的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F组成。两套结构相同的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F对称地安装在地基上，两者之间的平行距离为为1～4m。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F皆由1号水平施力单元B、2号水平施力单元G、3号水平施力单元H、垂向施力单元C、1号装卡测试单元D、2号装卡测试单元J和轮对E组成。其中：1号水平施力单元B、2号水平施力单元G与3号水平施力单元H结构相同，1号装卡测试单元D与2号装卡测试单元J结构相同。

参阅图2，垂向施力单元C的下端通过地脚螺栓与地基固定连接，垂向施力单元C上端的侧面与沿Y方向设置的1号水平施力单元B和2号水平施力单元G的一端转动连接，1号水平施力单元B和2号水平施力单元G的另一端通过地脚螺栓与地基固定连接，应使1号水平施力单元B与2号水平施力单元G的对称面保持平行，并对称地连接在垂向施力单元C的两端(即沿X方向与垂向施力单元C上端对称地布置连接)。3号水平施力单元H沿X方向布置，3号水平施力单元H的一端与垂向施力单元C的右端转动连接，3号水平施力单元H的另一端通过地脚螺栓与地基固定连接。1号装卡测试单元D、2号装卡测试单元J和两个(一对)结构相同的轮子即轮对E沿X方向对称地螺栓固定连接在垂向施力单元C的上端面上。1号装卡测试单元D、2号装卡测试单元J与两个(一对)结构相同的轮子即轮对E沿X方向的对称面和3号水平施力单元H的对称面共面，1号装卡测试单元D、2号装卡测试单元J与两个(一对)结构相同的轮子即轮对E沿X方向的对称面和3号水平施力单元H的对称面与沿Y方向布置的1号水平施力单元B和2号水平施力单元G的对称面呈垂直状态，1号装卡测试单元D、2号装卡测试单元J与两个(一对)结构相同的轮子即轮对E设置在1号水平施力单元B与2号水平施力单元G之间的垂向施力单元C的上端面上。

参阅图3，1号水平施力单元B、2号水平施力单元G和3号水平施力单元H皆主要由1号施力单元I、反力支座II和基础底板III组成。施力单元I一端与垂向施力单元C螺栓固定连接，另一端与反力支座II螺栓固定连接。基础底板III的上端面与反力支座II螺栓固定连接，基础底板III的下端面通过地脚螺栓与地基固定连接。

参阅图4，1号施力单元I主要由油缸筒支座1、活塞杆销轴2、耳环球头3、耳环球套4、油缸5等组成。(实施例中所采用的)油缸5的型号为D25。油缸5的两端分别通过相同结构的油缸筒支座1(左、右端面)与垂向施力单元C的上端和反力支座II螺栓固定连接，两个相同结构的油缸筒支座1加工有轴孔的一端与活塞杆销轴2的两端动配合转动连接。活塞杆销轴2中部插入耳环球头3的内孔中为紧配合，耳环球头3插入耳环球套4内孔中为间隙动配合，耳环球套4装入油缸5活塞杆端部的轴孔中为紧配合。油缸筒支座1轴孔的对称轴线、活塞杆销轴2的对称轴线、耳环球头3的对称轴线、耳环球套4的对称轴线和油缸5活塞杆端部轴孔的对称轴线共线。

参阅图5，反力支座II为钢板焊接或铸造而成的具有一定强度和刚度的方箱结构件。反力支座II的下端即和基础底板III相接触处均匀设置有螺栓孔。

参阅图6与7，基础底板III为铸造平台，基础底板III的上工作面加工有T型槽，基础底板III下端的两侧即和地基接触处均匀加工有螺栓孔，基础底板III通过螺栓固定在地基上。反力支座II通过螺栓固定在基础底板III的上工作面上。

参阅图2与图8，垂向施力单元C由运动平台IV、运动平台连接座V、4号施力单元VIII、5号施力单元IX、6号施力单元X和7号施力单元XI组成，其中：4号施力单元VIII、5号施力单元IX、6号施力单元X和7号施力单元XI的结构是相同的，并和1号水平施力单元B、2号水平施力单元G与3号水平施力单元H中的1号施力单元I、2号施力单元XII与3号施力单元X III的结构也是相同的。4号施力单元VIII、5号施力单元IX、6号施力单元X和7号施力单元XI的下端通过(与1号施力单元I中的油缸筒支座1)结构相同的油缸筒支座和地基螺栓固定连接，4号施力单元VIII、5号施力单元IX、6号施力单元X和7号施力单元XI的上端也通过(与1号施力单元I中的油缸筒支座1)结构相同的油缸筒支座和运动平台IV的下工作面螺栓固定连接。运动平台IV两端的1号侧面L与2号侧面K和沿Y轴方向设置的1号水平施力单元B和2号水平施力单元G的一端螺栓固定连接，运动平台IV上工作面上固定的长方体形状的运动平台连接座V的侧面与沿X轴方向设置的3号水平施力单元H的一端螺栓固定连接。更具体地说，运动平台IV两端的侧面与沿Y轴方向设置的1号水平施力单元B和2号水平施力单元G中的1号施力单元I和2号施力单元XII的一端螺栓固定连接，运动平台IV上工作面上固定的长方体形状的运动平台连接座V的侧面与沿X轴方向设置的3号水平施力单元H中的3号施力单元X III的一端螺栓固定连接。1号施力单元I、2号施力单元XII、3号施力单元X III、4号施力单元VIII、5号施力单元IX、6号施力单元X和7号施力单元XI上的进出油口与动力源连接。

其他几种具体实施方式：

1.运动平台IV上工作面的右端可以沿Y轴方向固定两个长方体形状的运动平台连接座V，沿X轴方向设置两套3号水平施力单元H。两个长方体形状的运动平台连接座V的右端面分别与沿X轴方向设置的两套3号水平施力单元H中的3号施力单元X III的一端螺栓固定连接，两套3号水平施力单元H中的3号施力单元X III的另一端通过地脚螺栓与地基固定连接。

2.当运动平台IV的右端沿X轴方向设置两套3号水平施力单元H时，沿Y轴方向可以单独只设置1号水平施力单元B或2号水平施力单元G，1号水平施力单元B或2号水平施力单元G的一端与运动平台IV上端的侧面(和运动平台IV两端的1号侧面L与2号侧面K朝向一致的在运动平台IV居中位置的侧面)连接结构不变，连接点在运动平台IV的侧面居中位置，1号水平施力单元B或2号水平施力单元G的另一端通过地脚螺栓固定在地基上。

3.垂向施力单元C中的4号施力单元VIII、5号施力单元IX、6号施力单元X和7号施力单元XI可以用三套水平施力单元替代。比如采用4号施力单元VIII、5号施力单元IX和6号施力单元X，去掉一个7号施力单元XI，这时4号施力单元VIII、5号施力单元IX和6号施力单元X和运动平台IV下工作面的连接点呈等腰三角形分布，即4号施力单元VIII、5号施力单元IX和6号施力单元X和运动平台IV下工作面的连接点分布在等腰三角形三个角的顶点上。等腰三角形的对称线既可以沿X轴方向设置，也可以沿Y轴方向设置，等腰三角形的顶角既可以在运动平台IV的右端，也可以在运动平台IV的左端；等腰三角形的顶角既可以在运动平台IV的前端，也可以在运动平台IV的里端。

参阅图9与10，运动平台IV可铸造或由钢板和多根方钢管焊接而成的T字形的扁箱体结构件。呈对称布置的1号侧面L与2号侧面K就是与沿Y轴方向设置的1号水平施力单元B和2号水平施力单元G的一端螺栓固定连接的侧面。

参阅图11，1号装卡测试单元D或2号装卡测试单元J由三维测力平台VI与卡具VII两部分组成。卡具VII的下工作面与三维测力平台VI的上工作面相接触并采用螺栓固定连接。

参阅图12，三维测力平台VI由测力平台下台板6、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和测力平台上台板8三部分组成。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皆采用型号为GelForce的三维力传感器。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分别安装在三维测力平台VI的四个角处，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的下工作面与测力平台下台板6四个角的上工作面接触并采用螺栓固定连接，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的上工作面与测力平台上台板8的下工作面接触并采用螺栓固定连接。测力平台下台板6是一板类结构件，在测力平台下台板6相对的两边均布穿插螺栓用的通孔，在测力平台下台板6四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。

参阅图12与图13，测力平台上台板8为铸件，上部为平面，下部设置成网格状的筋板结构，在测力平台上台板8四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，在测力平台上台板8的上工作面上设置两排固定卡具VII用的螺纹孔(图中没有画出)。

参阅图14至图16，卡具VII主要由台板导轨9、1号内卡式轮挡10、2号内卡式轮挡13、1号拉紧螺栓11、2号拉紧螺栓15、1号压板12和2号压板14组成。沿台板导轨9的纵向结构相同的1号内卡式轮挡10和2号内卡式轮挡13对称地采用螺栓固定连接在台板导轨9上，两个对称布置的1号内卡式轮挡10和2号内卡式轮挡13的上端通过结构相同的1号拉紧螺栓11和2号拉紧螺栓15从结构相同的1号内卡式轮挡10和2号内卡式轮挡13的两侧固定连接。结构相同的1号压板12和2号压板14在两个结构相同的1号内卡式轮挡10和2号内卡式轮挡13之间沿台板导轨9横向对称地采用螺栓固定连接在台板导轨9上。台板导轨9是一板类结构件，沿台板导轨9纵向在其的上工作面上设置有T形槽，并沿台板导轨9纵向在其两端的上工作面上均匀设置有(和测力平台上台板8上设置的两排螺纹孔相对应的)穿过螺栓的通孔。

轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台的工作原理：

参阅图17，根据轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台的设计特点，通过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F中四个沿z坐标轴方向设置的4号施力单元VIII、5号施力单元IX、6号施力单元X和7号施力单元XI的同向运动，可实现运动平台IV沿z坐标轴向上或向下运动。通过一个沿x坐标轴方向设置的3号水平施力单元H中的3号施力单元X III的运动，可实现运动平台IV沿x坐标轴向左或向右运动。通过两个沿y坐标轴方向设置的1号水平施力单元B与2号水平施力单元G中的1号施力单元I与2号施力单元XII的同向运动，可实现运动平台IV沿y坐标轴向前或向后运动。

参阅图18、19，通过四个沿z坐标轴方向设置的4号施力单元VIII、5号施力单元IX、6号施力单元X和7号施力单元XI中同侧的两个施力单元沿z坐标轴正向运动，另两个施力单元I沿z坐标轴负向运动，可实现运动平台IV绕x或y轴顺时针或逆时针的转动。

参阅图20，通过两个沿y坐标轴方向设置的1号水平施力单元B与2号水平施力单元G中的1号施力单元I与2号施力单元XII之间的反向运动，可实现运动平台IV绕z坐标轴顺时针或逆时针的转动。

本发明所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台实现了双六自由度的运动，从而有效地实现了转向纵向刚度、横向刚度、径向刚度、整体回转刚度及侧倾刚度的整合测试。

本发明所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台共有以下几种实施方式：

1.1号六自由度运动测试平台A沿y轴方向设置1号水平施力单元B和2号水平施力单元G，1号六自由度运动测试平台沿x轴方向设置的3号水平施力单元H，达到预期效果。

2.当1号六自由度运动测试平台A沿y轴方向设置1号水平施力单元B和2号水平施力单元G时，1号六自由度运动测试平台沿x轴方向设置的3号水平施力单元H可增加至两套，实施效果不变。

3.1号六自由度运动测试平台A沿y轴方向设置1号水平施力单元B或2号水平施力单元G(即设置一套水平施力单元)，沿x轴方向设置两套3号水平施力单元H，实施效果不变。

4.垂向施力单元C沿z轴方向设置4号施力单元VIII、5号施力单元IX、6号施力单元X和7号施力单元XI，达到预期效果。

5.垂向施力单元C沿z轴方向设置4号施力单元VIII、5号施力单元IX和6号施力单元X(即设置三套施力单元)，实施效果不变。

6.如果垂向施力单元C沿z轴方向设置二套施力单元，则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F退化为五自由度运动测试平台，可以实现沿x、y、z轴方向的移动，绕z轴的转动以及绕x轴转动或绕y轴转动的五自由度运动。

7.如果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F沿y轴方向设置一套水平施力单元，并且沿x轴方向也设置一套水平施力单元，则六自由度运动测试平台退化为五自由度运动测试平台，可以实现沿x、y、z方向的移动，绕x轴转动及绕y轴转动的五自由度运动。

2号六自由度运动测试平台F和1号六自由度运动测试平台A结构相同，所以1号六自由度运动测试平台A上述7种方案对2号六自由度运动测试平台F来说是随1号六自由度运动测试平台A的改变而作同步改变。

本发明所述的六自由度运动测试平台也可用于汽车动态模拟仿真器，航天飞船及飞机动态模拟仿真器，轮船及潜艇动态模拟仿真器等需要提供物体六自由度运动的设备中，作为控制仿真器等设备进行六自由度运动的基础施力平台。

Claims (10)

1.一种轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，包括动力源，其特征在于，所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台还包括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(F)，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(F)对称地安装在地基上，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(F)与动力源管路连接；

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(F)主要由1号水平施力单元(B)、2号水平施力单元(G)、3号水平施力单元(H)、垂向施力单元(C)、1号装卡测试单元(D)、2号装卡测试单元(J)和轮对(E)组成；

垂向施力单元(C)的下端与地基固定连接，垂向施力单元(C)上端的两侧面与沿Y方向设置的1号水平施力单元(B)和2号水平施力单元(G)的一端转动连接，1号水平施力单元(B)和2号水平施力单元(G)的另一端与地基固定连接，1号水平施力单元(B)与2号水平施力单元(G)的对称面平行，3号水平施力单元(H)沿X方向设置，3号水平施力单元(H)的一端与垂向施力单元(C)的右端转动连接，3号水平施力单元(H)的另一端与地基固定连接；1号装卡测试单元(D)、2号装卡测试单元(J)和轮对(E)沿X方向对称地固定在垂向施力单元(C)的上端面上，1号装卡测试单元(D)、2号装卡测试单元(J)和轮对(E)沿X方向的对称面与3号水平施力单元(H)的对称面共面。

2.按照权利要求1所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，所述的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(F)结构相同，1号水平施力单元(B)、2号水平施力单元(G)与3号水平施力单元(H)结构相同，1号装卡测试单元(D)与2号装卡测试单元(J)结构相同。

3.按照权利要求2所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，所述的1号水平施力单元(B)主要由1号施力单元(I)、反力支座(II)和基础底板(III)组成；

1号施力单元(I)的一端与垂向施力单元(C)固定连接，1号施力单元(I)的另一端与反力支座(II)固定连接，基础底板(III)的上端面与反力支座(II)固定连接，基础底板(III)的下端面与地基固定连接。

4.按照权利要求3所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，所述的1号施力单元(I)主要由油缸筒支座(1)、活塞杆销轴(2)、耳环球头(3)、耳环球套(4)和油缸(5)组成；

油缸(5)的一端通过油缸筒支座(1)与垂向施力单元(C)的上端固定连接，油缸(5)的另一端通过相同结构的油缸筒支座和反力支座(II)固定连接，油缸筒支座(1)上的轴孔与活塞杆销轴(2)的两端动配合转动连接，活塞杆销轴(2)中部插入耳环球头(3)的内孔中为紧配合，耳环球头(3)插入耳环球套(4)内孔中为间隙动配合，耳环球套(4)装入油缸(5)活塞杆端部的通孔中为紧配合。

5.按照权利要求3所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，所述的垂向施力单元(C)由运动平台(IV)、运动平台连接座(V)、4号施力单元(VIII)、5号施力单元(IX)、6号施力单元(X)和7号施力单元(XI)组成；4号施力单元(VIII)、5号施力单元(IX)、6号施力单元(X)和7号施力单元(XI)结构是相同的，并和1号水平施力单元(B)、2号水平施力单元(G)与3号水平施力单元(H)中的1号施力单元(I)、2号施力单元(XII)与3号施力单元(X III)结构是相同的；

4号施力单元(VIII)、5号施力单元(IX)、6号施力单元(X)和7号施力单元(XI)的下端通过与1号施力单元(I)中的油缸筒支座(1)相同结构的油缸筒支座和地基固定连接，4号施力单元(VIII)、5号施力单元(IX)、6号施力单元(X)和7号施力单元(XI)的上端通过与1号施力单元(I)中的油缸筒支座(1)相同结构的油缸筒支座和运动平台(IV)的下工作面固定连接，运动平台(IV)两端的1号侧面(L)与2号侧面(K)和沿Y轴方向设置的1号水平施力单元(B)和2号水平施力单元(G)的一端固定连接，运动平台(IV)上工作面上固定的运动平台连接座(V)的侧面与沿X轴方向设置的3号水平施力单元(H)的一端固定连接，即运动平台(IV)两端的1号侧面(L)与2号侧面(K)和沿Y轴方向设置的1号水平施力单元(B)和2号水平施力单元(G)中的1号施力单元(I)和2号施力单元(XII)的一端固定连接，运动平台(IV)上工作面上固定的运动平台连接座(V)的侧面与沿X轴方向设置的3号水平施力单元(H)中的3号施力单元(X III)的一端固定连接，1号施力单元(I)、2号施力单元(XII)、3号施力单元(X III)、4号施力单元(VIII)、5号施力单元(IX)、6号施力单元(X)和7号施力单元(XI)上的进出油口与动力源管路连接。

6.按照权利要求5所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，所述的垂向施力单元(C)中4号施力单元(VIII)、5号施力单元(IX)、6号施力单元(X)和7号施力单元(XI)用4号施力单元(VIII)、5号施力单元(IX)和6号施力单元(X)替代，4号施力单元(VIII)、5号施力单元(IX)和6号施力单元(X)的上端与运动平台(IV)的下工作面的连接点分布在一个等腰三角形三个角的顶点上，所述的等腰三角形的对称轴线沿X轴方向设置，或者沿Y轴方向设置。

7.按照权利要求1所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，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(F)中增加一套和3号水平施力单元(H)同样结构的水平施力单元，同样结构的水平施力单元沿X方向设置，同样结构的水平施力单元的一端与垂向施力单元(C)的右端转动连接，同样结构的水平施力单元的另一端与地基固定连接，同样结构的水平施力单元中的施力单元和3号水平施力单元(H)中的3号施力单元(X III)处于同一水平面内。

8.按照权利要求5所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，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(F)沿Y轴方向设置1号水平施力单元(B)或2号水平施力单元(G)，1号水平施力单元(B)或2号水平施力单元(G)与所述垂向施力单元的运动平台(IV)的连接点在所述垂向施力单元的运动平台(IV)侧面居中位置。

9.按照权利要求1所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，所述的1号装卡测试单元(D)主要由三维测力平台(VI)与卡具(VII)组成，卡具(VII)的下工作面与三维测力平台(VI)的上工作面相接触并采用螺栓固定连接；

所述的三维测力平台(VI)由测力平台下台板(6)、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)、4号三维力传感器(18)和测力平台上台板(8)组成，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)分别安装在三维测力平台(VI)的四个角处，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)的下工作面与测力平台下台板(6)四个角的上工作面接触并采用螺栓固定连接，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)的上工作面与测力平台上台板(8)的下工作面接触并采用螺栓固定连接；

所述的卡具(VII)主要由台板导轨(9)、1号内卡式轮挡(10)、2号内卡式轮挡(13)、1号拉紧螺栓(11)、2号拉紧螺栓(15)、1号压板(12)和2号压板(14)组成，沿台板导轨(9)的纵向结构相同的1号内卡式轮挡(10)和2号内卡式轮挡(13)对称地固定连接在台板导轨(9)上，两个对称布置的1号内卡式轮挡(10)和2号内卡式轮挡(13)的上端通过结构相同的1号拉紧螺栓(11)和2号拉紧螺栓(15)从结构相同的1号内卡式轮挡(10)和2号内卡式轮挡(13)的两侧固定连接，结构相同的1号压板(12)和2号压板(14)在两个结构相同的1号内卡式轮挡(10)和2号内卡式轮挡(13)之间沿台板导轨(9)横向对称地固定连接在台板导轨(9)上。

10.按照权利要求9所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，所述的测力平台下台板(6)是一板类结构件，在测力平台下台板(6)相对的两边均布穿插螺栓用的通孔，在测力平台下台板(6)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；

所述的测力平台上台板(8)为铸件，上部为平面，下部设置成网格状的筋板结构，在测力平台上台板(8)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，在测力平台上台板(8)的上工作面设置两排用于固定卡具(VII)的螺纹孔；

所述的台板导轨(9)是一板类结构件，沿台板导轨(9)纵向在其上工作面上设置有T形槽，并沿台板导轨(9)纵向在其两端的上工作面上均匀设置有和测力平台上台板(8)上设置的两排螺纹孔相对应的穿过螺栓的通孔。

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