CN103344445A

CN103344445A - 一种中低速磁浮走行单元检测平台

Info

Publication number: CN103344445A
Application number: CN2013102623286A
Authority: CN
Inventors: 刘耀宗; 龚朴; 邓文熙; 黎利华
Original assignee: National University of Defense Technology
Current assignee: National University of Defense Technology
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2033-06-27
Also published as: CN103344445B

Abstract

本发明公开了一种中低速磁浮走行单元检测平台，包括用于承载所述走行单元的承载装置，所述承载装置上装设有用于测量采集所述走行单元距离参数和重量参数的传感测量装置，所述承载装置旁设有用于对所述走行单元模拟加载的垂向模拟加载装置。该中低速磁浮走行单元检测平台具有结构简单、操作方便、功能齐全、且测量基准统一、测量精度高、检测过程短、检测效率高的优点。

Description

一种中低速磁浮走行单元检测平台

技术领域

本发明涉及中低速磁浮列车，尤其涉及一种中低速磁浮走行单元检测平台。

背景技术

中低速磁浮列车的走行部由多个磁悬浮走行单元组成，磁悬浮走行单元是中低速磁浮列车的重要部件，在中低速磁浮列车中多个磁悬浮走行单元之间的机械一致性直接影响磁浮列车的悬浮、导向、牵引和制动性能，是磁浮列车运行品质、运行效率、乘客舒适感以及安全性的保证。目前，磁悬浮走行单元均是单个生产后再组装成磁浮列车，多个磁悬浮走行单元之间的一致性主要依靠各磁悬浮走行单元自身的制造和装配精度来保证。

中低速磁悬浮走行单元由左、右两个独立的悬浮模块和防滚解耦机构组成，左悬浮模块和右悬浮模块结构相同，对称布置在左右轨道上，两个独立的悬浮模块再通过防滚解耦机构连接。中低速磁悬浮走行单元在上轨装配后，电机与轨道、电磁铁与轨道之间都会存在一定的垂向间隙，其中直线电机与轨道的垂向间隙称为电机气隙，影响走行单元牵引运行效率，电磁铁与轨道之间的垂向间隙称为悬浮气隙，影响走行单元悬浮承载力。上述两间隙过小时，还可能造成走行单元与轨道之间的刮碰，影响磁悬浮列车运行安全性。所以上述两个间隙是走行单元至关重要的性能参数，且这个两个间隙的测量只能在轨道上进行。

另一方面，中低速磁悬浮走行单元的左右悬浮模块存在绕各自轨道的侧滚，侧滚量与防滚解耦机构的初始位置和姿态有关，且随载荷变化而变化。悬浮模块的侧滚变化会改变电机与轨道、电磁铁与轨道之间的最小间隙。因此，中低速磁悬浮走行单元悬浮模块绕轨道的侧滚量及其随载荷的变化曲线，也是走行单元的关键性能指标。

目前，中低速磁悬浮车辆走行单元上轨装配完成后，通常是采用卡尺、塞尺等间隙测量工具测量直线电机与轨道、电磁铁与轨道内外边沿之间的间隙，来计算电机气隙、悬浮气隙和模块侧滚量；再根据测量结果调整走行单元防滚解耦机构中的可调节吊杆，循环上述步骤，直至达到转向架的设定要求。然后，在完成车体吊装和车辆满载后，分别测量上述两个气隙和模块侧滚量，并根据测量结果进一步调整可调节吊杆。

上述检测过程通常在装车平台上通过手工测量的方式进行，没有一个系统的检测平台，其检测过程和检测设备过于简单，检测结果受轨道制造安装精度、直线电机和电磁铁等部件制造精度、以及测量人员人为因素的影响较大，存在检测准确性差、重复性差、检测过程长、载荷变化的可控性差等缺陷，给保证整车多个走行单元的机械一致性带来很大困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、功能齐全、且测量基准统一、测量精度高、检测过程短、检测效率高的中低速磁浮走行单元检测平台。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种中低速磁浮走行单元检测平台，包括用于承载所述走行单元的承载装置，所述承载装置上装设有用于测量采集所述走行单元距离参数和重量参数的传感测量装置，所述承载装置旁设有用于对所述走行单元模拟加载的垂向模拟加载装置。

所述垂向模拟加载装置包括刚性架、空气弹簧和气源，所述刚性架和空气弹簧均设有四件，四件刚性架分设于承载装置四角部，各刚性架上装设一件所述空气弹簧，所述气源与各空气弹簧连接，所述气源向空气弹簧充气时，空气弹簧对所述走行单元在垂直于地面的方向上加载。

所述刚性架呈倒置的L形，所述刚性架下端固定，上端延伸至走行单元上方，所述空气弹簧装设于刚性架上端的延伸段下方。

所述承载装置包括两件标准F轨、两件直线驱动机构和四件位移传感器支架，所述两件标准F轨平行布置，各标准F轨下方设置一件直线驱动机构，所述直线驱动机构平行于标准F轨布置，所述四件位移传感器支架分设于两件标准F轨的四角部。

所述传感测量装置包括八件激光位移传感器、四件微光测微计和四件称重传感器，各位移传感器支架上装设两件激光位移传感器，各直线驱动机构上装设两件微光测微计，各标准F轨上装设两件称重传感器。

所述走行单元的电机与标准F轨之间的垂向间隙为电机气隙，所述走行单元的电磁铁与标准F轨之间的垂向间隙为悬浮气隙，所述直线驱动机构上装设的两件微光测微计分设于电机气隙和悬浮气隙内。

所述四件称重传感器呈矩形状布置，且每件称重传感器与走行单元的一件滑块的几何中心位置对应。

所述检测平台还包括测量控制与人机交互系统，所述承载装置、传感测量装置和垂向模拟加载装置中的控制线路和数据线路均与所述测量控制与人机交互系统连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的中低速磁浮走行单元检测平台，包括用于承载走行单元的承载装置，承载装置上装设有用于测量采集走行单元距离参数和重量参数的传感测量装置，承载装置旁设有用于对走行单元模拟加载的垂向模拟加载装置，该检测平台通过传感测量装置对走行单元的装配精度进行检测，不仅可以对电机气隙、悬浮气隙、模块侧滚量等参数进行测量，而且结合垂向模拟加载装置对走行单元模拟加载的功能，可以实现对走行单元的防滚刚度测量，其结构简单、操作方便、测量精度高，且测量基准统一、可重复性强、检测过程短、检测效率高，完全能够满足中低速磁浮走行单元的装配检测需求，对提高磁悬浮列车多个走行单元的机械一致性提供了有效保障；同时，本发明将中低速磁悬浮走行单元关键尺寸的检测，从装车过程中进行现场检测转变为在生产厂家的专用检测平台上进行检测，极大的提高了走行单元的生产效率和产品质量。

附图说明

图1是本发明中低速磁浮走行单元检测平台的立体结构示意图。

图2是走行单元在本发明检测平台上的示意图。

图中各标号表示：

1、承载装置；2、传感测量装置；3、垂向模拟加载装置；4、测量控制与人机交互系统；5、走行单元；6、电机气隙；7、悬浮气隙；11、标准F轨；12、直线驱动机构；13、位移传感器支架；21、激光位移传感器；22、微光测微计；23、称重传感器；31、刚性架；32、空气弹簧；33、气源。

具体实施方式

图1和图2示出了本发明的一种中低速磁浮走行单元检测平台实施例，该检测平台包括用于承载走行单元5的承载装置1，承载装置1上装设有用于测量采集走行单元5距离参数和重量参数的传感测量装置2，承载装置1旁设有用于对走行单元5模拟加载的垂向模拟加载装置3，该检测平台通过传感测量装置2对走行单元5的装配精度进行检测，不仅可以对电机气隙、悬浮气隙、模块侧滚量等参数进行测量，而且结合垂向模拟加载装置3对走行单元5模拟加载的功能，可以实现对走行单元5的防滚刚度测量，其结构简单、操作方便、测量精度高，且测量基准统一、可重复性强、检测过程短、检测效率高，完全能够满足中低速磁浮走行单元的装配检测需求，对提高磁悬浮列车多个走行单元5的机械一致性提供了有效保障；同时，本发明将中低速磁悬浮走行单元关键尺寸的检测，从装车过程中进行现场检测转变为在生产厂家的专用检测平台上进行检测，极大的提高了走行单元5的生产效率和产品质量。

本实施例中，垂向模拟加载装置3包括刚性架31、空气弹簧32和气源33，刚性架31和空气弹簧32均设有四件，四件刚性架31分设于承载装置1的四角部，各刚性架31上装设一件空气弹簧32，气源33与各空气弹簧32连接，刚性架31呈倒置的L形，刚性架31下端固定，上端延伸至走行单元5上方，空气弹簧32装设于刚性架31上端的延伸段下方，气源33向空气弹簧32充气时，空气弹簧32对走行单元5在垂直于地面的方向上加载，加载过程平稳，仿真度高，能够真实反映走行单元5的负载能力，满足测量需求。

本实施例中，承载装置1包括两件标准F轨11、两件直线驱动机构12和四件位移传感器支架13，两件标准F轨11平行布置，两件标准F轨11与行车轨道相连，便于走行单元5驶入、驶出检测平台，制造时标准F轨11的精度高于行车轨道，这样可提高测量的精度；各标准F轨11下方设置一件直线驱动机构12，直线驱动机构12平行于标准F轨11布置；四件位移传感器支架13分设于两件标准F轨11的四角部。

本实施例中，传感测量装置2包括八件激光位移传感器21、四件微光测微计22和四件称重传感器23，各位移传感器支架13上装设两件激光位移传感器21，激光位移传感器21用于测量走行单元5的托臂的上表面高度；各直线驱动机构12上装设两件微光测微计22，微光测微计22用于测量间隙大小；各标准F轨11上装设两件称重传感器23，称重传感器23用于测量载荷大小。

本实施例进一步将直线驱动机构12上装设的两件微光测微计22，分设于走行单元5的电机与标准F轨11之间（即电机气隙6内）以及走行单元5的电磁铁与标准F轨11之间（即悬浮气隙7内），微光测微计22随直线驱动机构12运动时可测量整个间隙各位置点的大小，测量的范围和精度均有明显提高，对走行单元5的调整提高了更加准确的基础。四件称重传感器23呈矩形状布置，走行单元5具有四件滑块，且四件滑块也呈矩形布置，各称重传感器23与标准F轨11上走行单元5的一件滑块的几何中心位置对应。

本实施例中，检测平台还包括测量控制与人机交互系统4，承载装置1、传感测量装置2和垂向模拟加载装置3中的控制线路和数据线路均与测量控制与人机交互系统4连接，通过测量控制与人机交互系统4可以方便的控制各部件工作。

本发明的中低速磁浮走行单元检测平台对走行单元5的检测过程如下：

步骤一：进行测量准备工作，对各部件进行调试、校准，再将待检测的走行单元5从行车轨道上驶入标准F轨11（或者直接在检测平台上组装走行单元5）。

步骤二：通过测量控制与人机交互系统4发出指令，控制各部件工作。直线驱动机构12和微光测微计22同时启动，直线驱动机构12带动其上的微光测微计22沿标准F轨11作直线运动，微光测微计22测量电机与标准F轨11之间以及电磁铁与标准F轨11之间的各点的间隙大小；激光位移传感器21测量走行单元5的四个托臂的上表面高度；称重传感器23测量走行单元5的四个滑块的支撑力大小；之后测量控制与人机交互系统4根据上述的测量结果计算托臂上表面高度差、滑块支撑力差，当上述差值超出标准要求，则循环进行走行单元5的转向架调整、测量、计算三个步骤，直至上述差值符合标准要求，并记录为第一组测量数据（即电机气隙6、悬浮气隙7、模块侧滚量）。

步骤三：通过测量控制与人机交互系统4发出指令，控制垂向模拟加载装置3将气源33开启，对空气弹簧32充气，实现对走行单元5的加载，加载完成且稳定后，直线驱动机构12和微光测微计22再次启动，直线驱动机构12带动其上的微光测微计22沿标准F轨11作直线运动，微光测微计22测量电机与标准F轨11之间以及电磁铁与标准F轨11之间的各点的间隙大小；激光位移传感器21测量走行单元5的四个托臂的上表面高度；称重传感器23测量走行单元5的四个滑块的支撑力大小；之后测量控制与人机交互系统4根据上述的测量结果计算转向架的刚度，并记录为第二组测量数据（即走行单元5的防滚刚度）。

步骤四：将第一组测量数据和第二组测量数据与标准数据进行对比，并进行合格判断，判断合格后，测量控制与人机交互系统4记录转向架的刚度，并生成检测报告。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种中低速磁浮走行单元检测平台，其特征在于：包括用于承载所述走行单元（5）的承载装置（1），所述承载装置（1）上装设有用于测量采集所述走行单元（5）距离参数和重量参数的传感测量装置（2），所述承载装置（1）旁设有用于对所述走行单元（5）模拟加载的垂向模拟加载装置（3）。

2.根据权利要求1所述的中低速磁浮走行单元检测平台，其特征在于：所述垂向模拟加载装置（3）包括刚性架（31）、空气弹簧（32）和气源（33），所述刚性架（31）和空气弹簧（32）均设有四件，四件刚性架（31）分设于承载装置（1）的四角部，各刚性架（31）上装设一件所述空气弹簧（32），所述气源（33）与各空气弹簧（32）连接，所述气源（33）向空气弹簧（32）充气时，空气弹簧（32）对所述走行单元（5）在垂直于地面的方向上加载。

3.根据权利要求2所述的中低速磁浮走行单元检测平台，其特征在于：所述刚性架（31）呈倒置的L形，所述刚性架（31）下端固定，上端延伸至走行单元（5）上方，所述空气弹簧（32）装设于刚性架（31）上端的延伸段下方。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的中低速磁浮走行单元检测平台，其特征在于：所述承载装置（1）包括两件标准F轨（11）、两件直线驱动机构（12）和四件位移传感器支架（13），所述两件标准F轨（11）平行布置，各标准F轨（11）下方设置一件直线驱动机构（12），所述直线驱动机构（12）平行于标准F轨（11）布置，所述四件位移传感器支架（13）分设于两件标准F轨（11）的四角部。

5.根据权利要求4所述的中低速磁浮走行单元检测平台，其特征在于：所述传感测量装置（2）包括八件激光位移传感器（21）、四件微光测微计（22）和四件称重传感器（23），各位移传感器支架（13）上装设两件激光位移传感器（21），各直线驱动机构（12）上装设两件微光测微计（22），各标准F轨（11）上装设两件称重传感器（23）。

6.根据权利要求5所述的中低速磁浮走行单元检测平台，其特征在于：所述走行单元（5）的电机与标准F轨（11）之间的垂向间隙为电机气隙（6），所述走行单元（5）的电磁铁与标准F轨（11）之间的垂向间隙为悬浮气隙（7），所述直线驱动机构（12）上装设的两件微光测微计（22）分设于电机气隙（6）和悬浮气隙（7）内。

7.根据权利要求6所述的中低速磁浮走行单元检测平台，其特征在于：所述四件称重传感器（23）呈矩形状布置，且每件称重传感器（23）与走行单元（5）的一件滑块的几何中心位置对应。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的中低速磁浮走行单元检测平台，其特征在于：所述检测平台还包括测量控制与人机交互系统（4），所述承载装置（1）、传感测量装置（2）和垂向模拟加载装置（3）中的控制线路和数据线路均与所述测量控制与人机交互系统（4）连接。

9.根据权利要求7所述的中低速磁浮走行单元检测平台，其特征在于：所述检测平台还包括测量控制与人机交互系统（4），所述承载装置（1）、传感测量装置（2）和垂向模拟加载装置（3）中的控制线路和数据线路均与所述测量控制与人机交互系统（4）连接。