CN104792513A - 六自由度模拟接触网装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种六自由度模拟接触网装置。该装置由主盘总成、减速齿轮箱总成和六自由度运动机构总成组成，所述六自由度运动机构总成通过底端支架固定在转向架参数测定试验台的龙门右侧立柱的两侧，所述减速齿轮箱总成与六自由度运动机构总成中的六自由度运动机构上层框架固定联接，主盘总成中的轮毂通过键与减速齿轮箱总成中的减速器转轴固定联接，减速齿轮箱总成带动主盘总成中的主盘旋转，通过控制六自由度运动机构总成中的6个作动器的杆长伸缩量，控制主盘总成的运动姿态，从而模拟实际线路运行中接触网的姿态。本发明可以完全复现实际线路运行中接触网的运动姿态，节约材料，降低了成本。

Description

六自由度模拟接触网装置
技术领域
本发明涉及一种运动模拟装置，更具体地说，本发明涉及一种六自由度模拟接触网装置。
背景技术
接触网是沿铁路建设的供电网络，它是铁路中的行车供电装置，通过它与受电弓的滑行直接接触，将电能传递给电力机车。接触网是弓网系统中的重要组成部分，因而在研究弓网关系时必须建立合理的接触网模型，在弓网关系试验台上必须搭建模拟接触网装置。
一般模拟接触网装置主体结构采用旋转的主盘，这样可以模拟无限长的接触网。在国外，意大利米兰理工大学的磨耗试验台主盘用玻璃纤维通过整体模压成圆形，外形按等强度设计成中间厚、边部薄、对称布置的蝶形空心盘，主盘可以水平旋转，接触线通过36个固定卡板均匀地固定在主盘圆周上。日本铁道综合技术研究所的集电试验装置按实际接触网布置，包含有日本接触网的各种悬挂方式及结构；受电弓综合试验装置的主盘为轮辐式空心结构，主盘水平旋转的同时还能上下及水平移动；集电磨耗试验机为卧式结构，主盘垂直旋转，安装实际接触线；集电材磨耗试验机主盘垂直旋转，装的不是真实的接触线而是铜板，铜板安转在主盘圆周上；高速用集电材磨耗试验机上装的也不是真实的接触线而是铜板，只不过铜板固定在主盘侧面。德国AEG公司的磨耗试验台主盘直径2m，垂直旋转，最高转速1500r/min。
国内中国铁道科学研究院的弓网关系试验台的主盘有三个自由度，除了能够水平旋转还能水平和垂直移动。但是上述模拟接触网装置由于自由度限制，并不能完全模拟实际线路上的接触网的真实运动情况。
发明内容
本发明为解决现有模拟接触网装置无法完全模拟实际线路上的接触网的真实运动情况的技术问题，提供了一种六自由度模拟接触网装置。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案实现的，结合附图说明如下：
一种六自由度模拟接触网装置，由主盘总成1、减速齿轮箱总成2和六自由度运动机构总成3组成，所述六自由度运动机构总成3通过底端的左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17固定安装在转向架参数测定试验台的龙门右侧立柱的两侧，或者通过改变左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17的结构，将六自由度运动机构总成3固定安装在其他基础上，所述减速齿轮箱总成2中的减速器13上端面通过螺栓与六自由度运动机构总成3中的六自由度运动机构上层框架27的下端面固定联接，主盘总成1中的轮毂6通过键与减速齿轮箱总成2中的减速器转轴12固定联接，减速齿轮箱总成2带动主盘总成1中的主盘4旋转，通过控制六自由度运动机构总成3中的6个作动器的杆长伸缩量，控制主盘总成1的运动姿态，从而模拟实际线路运行中接触网的姿态。
所述的主盘总成1由主盘4、辐条5、轮毂6、绝缘子连接器总成7和高压电线8组成；所述主盘总成1形似一自行车轮，轮毂6中间为空心轴，并加工有键槽，通过键与减速齿轮箱总成2中的减速器转轴12固定联接；轮毂6空心轴两端为结构对称的空心圆盘，每个圆盘靠近边缘处均设置有多个通孔，该通孔用来固定辐条5的一端，辐条5的另一端通过辐条螺母固定在主盘4上，辐条的布置形式与自行车轮中的布置形式相同，主盘4为一环状结构，上部圆环边缘加工有多个圆形通孔，通过辐条螺母固定辐条5，主盘4上部圆环底面和下部圆环边缘各加工有多个圆形通孔，每两个圆形通孔为一组，用于固定安装绝缘子连接器总成7，绝缘子连接器总成7下端联接高压电线8。
所述的六自由度运动机构总成3由六自由度运动机构15、左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16、右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17和六通道分油器18组成；所述六自由度运动机构总成3通过底端的左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17固定安装在转向架参数测定试验台的横梁两侧，或者通过改变左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17的结构，将六自由度运动机构总成3固定安装在其他基础上；六自由度运动机构15通过底端的六自由度运动机构下层支座框架总成26固定安装在左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17的上端；六通道分油器18包括6个出油口和6个进油口，6个出油口分别与6个作动器相连。
所述的六自由度运动机构15由六自由度运动机构上层框架总成19、1#作动器20、2#作动器21、3#作动器22、4#作动器23、5#作动器24、6#作动器25和六自由度运动机构下层支座框架总成26组成；
六自由度运动机构下层支座框架总成26的底端焊接在左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17上端面上；六自由度运动机构下层支座框架总成26为一个等边三角形框架，六自由度运动机构上层框架总成19为一个正六边形框架，6个作动器的顶端通过球铰支座总成安装在正六边形框架的三个角上，三个角形成一个等边三角形，与六自由度运动机构下层支座框架总成26的等边三角形错位60°角，6个作动器的底端通过球铰支座总成安装在等边三角形框架的三个角上。
所述6个作动器的顶端通过球铰支座总成安装在正六边形的三个角上：1#作动器20和6#作动器25的顶端分别通过1#作动器上端球铰支座总成28和6#作动器上端球铰支座总成29安装在六自由度运动机构上层框架总成19左侧角的底面上；5#作动器24和4#作动器23的顶端分别通过5#作动器上端球铰支座总成30和4#作动器上端球铰支座总成31安装在六自由度运动机构上层框架总成19右侧角的底面上；3#作动器22和2#作动器21的顶端分别通过3#作动器上端球铰支座总成32和2#作动器上端球铰支座总成33安装在六自由度运动机构上层框架总成19后侧角的底面上。
所述6个作动器的底端通过球铰支座总成安装在等边三角形的三个角上：1#作动器20和2#作动器21的底端分别通过1#作动器底部球铰支座总成40和2#作动器底部球铰支座总成41安装在六自由度运动机构下层支座框架总成26左侧角的上端面上；3#作动器22和4#作动器23的底端分别通过3#作动器底部球铰支座总成42和4#作动器底部球铰支座总成43安装在六自由度运动机构下层支座框架总成26右侧角的上端面上；5#作动器24和6#作动器25的底端分别通过5#作动器底部球铰支座总成44和6#作动器底部球铰支座总成45安装在六自由度运动机构下层支座框架总成26前侧角的上端面上。
所述的六自由度运动机构上层框架总成19由六自由度运动机构上层框架27、固定在其上的作动器上端球铰支座总成和二维测力传感器联接块总成组成，1#作动器上端球铰支座总成28和6#作动器上端球铰支座总成29安装在六自由度运动机构上层框架27的左侧角底面上，5#作动器上端球铰支座总成30和4#作动器上端球铰支座总成31安装在六自由度运动机构上层框架27右侧角的底面上，3#作动器上端球铰支座总成32和2#作动器上端球铰支座总成33安装在六自由度运动机构上层框架27后侧角的底面上；1#二维测力传感器联接块总成34、2#二维测力传感器联接块总成35、3#二维测力传感器联接块总成36和4#二维测力传感器联接块总成37通过螺栓对称安装在六自由度运动机构上层框架27的四块矩形钢板的底面上。
所述六自由度运动机构上层框架27外边框由六根等长的方钢管焊接成正六边形框架，正六边形框架的底端焊接有六个圆形凸台，用来安装作动器上端球铰支座总成，正六边形框架的内侧用四根方钢管焊接成矩形，在每个矩形方钢管的上端面正中焊接有一个矩形钢板，矩形钢板的另一端底面焊接在外侧的正六边形框架的上端面上；每个矩形钢板上面均加工有8个圆形通孔，用来安装1#～4#二维测力传感器联接块总成34、35、36、37。
所述的六自由度运动机构下层支座框架总成26由六自由度运动机构下层支座框架46和安装在其三个脚上的6个作动器底部球铰支座总成组成；所述六自由度运动机构下层支座框架46是由三根长方管和六根短方管焊接而成的三角形框架，六根短方管的上端面上设置有圆形凸台，用来安装1#～6#作动器底部球铰支座总成40、41、42、43、44、45，六自由度运动机构下层支座框架46的下端面两个角和一条边焊接在左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17的上端面上，另一个角固定安装在转向架参数测定试验台的横梁上端面上。
所述的左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16由方管焊接而成，通过中间四根方管将两个三角形方管框架联接在一起，每个三角形方管框架均由三根长方管和两根短方管焊接而成，短方管是为了过渡联接长方管；在两个垂向布置的长方管的外侧分别焊接有两个矩形座，每个矩形座上加工有8个圆形通孔，通过螺栓将左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16固定安装在转向架参数测定试验台的横梁侧面上。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
1.本发明所述的六自由度模拟接触网装置可以模拟接触网的六个自由度，可以完全复现实际线路运行中接触网的运动姿态。
2.本发明所述的六自由度模拟接触网装置的主盘采用类似于自行车轮的转轮结构，同一般弓网关系试验台中的主盘相比结构精细，节约材料，降低了成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明所述的六自由度模拟接触网装置的轴测投影图；
图2为本发明所述的六自由度模拟接触网装置中的主盘总成的轴测投影图；
图3为本发明所述的六自由度模拟接触网装置中的绝缘子联接器总成的轴测投影图；
图4为本发明所述的六自由度模拟接触网装置中的减速齿轮箱总成的轴测投影图；
图5为本发明所述的六自由度模拟接触网装置中的六自由度运动机构总成的轴测投影图；
图6为本发明所述的六自由度模拟接触网装置中的六自由度运动机构的轴测投影图；
图7为本发明所述的六自由度模拟接触网装置中的六自由度运动机构上层框架总成的轴测投影图；
图8为本发明所述的六自由度模拟接触网装置中的六自由度运动机构上层框架的轴测投影图；
图9为本发明所述的六自由度模拟接触网装置中的1#作动器上端球铰支座总成的轴测投影图；
图10为本发明所述的六自由度模拟接触网装置中的1#二维测力传感器联接块总成的轴测投影图；
图11为本发明所述的六自由度模拟接触网装置中的六自由度运动机构下层框架总成的轴测投影图；
图12为本发明所述的六自由度模拟接触网装置中的六自由度运动机构下层支座框架总成的轴测投影图；
图13为本发明所述的六自由度模拟接触网装置中的左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架的轴测投影图；
图中：1.主盘总成，2.减速齿轮箱总成，3.六自由度运动机构总成，4.主盘，5.辐条，6.轮毂，7.绝缘子连接器总成，8.高压电线，9.径向绝缘子，10.轴向绝缘子，11.绝缘子联接块，12.减速器转轴，13.减速器，14.电机，15.六自由度运动机构，16.左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架，17.右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架，18.六通道分油器，19.六自由度运动机构上层框架总成，20.1#作动器，21.2#作动器，22.3#作动器，23.4#作动器，24.5#作动器，25.6#作动器，26.六自由度运动机构下层支座框架总成，27.六自由度运动机构上层框架，28.1#作动器上端球铰支座总成，29.6#作动器上端球铰支座总成，30.5#作动器上端球铰支座总成，31.4#作动器上端球铰支座总成，32.3#作动器上端球铰支座总成，33.2#作动器上端球铰支座总成，34.1#二维测力传感器联接块总成，35.2#二维测力传感器联接块总成，36.3#二维测力传感器联接块总成，37.4#二维测力传感器联接块总成，38.1#二维测力传感器，39.1#二维测力传感器联接块，40.1#作动器底部球铰支座总成，41.2#作动器底部球铰支座总成，42.3#作动器底部球铰支座总成，43.4#作动器底部球铰支座总成，44.5#作动器底部球铰支座总成，45.6#作动器底部球铰支座总成，46.六自由度运动机构下层支座框架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
本发明所述的六自由度模拟接触网装置可以模拟接触网的六个自由度，可以完全复现实际线路运行中接触网的姿态。
参阅图1，所述的六自由度模拟接触网装置主要由主盘总成1、减速齿轮箱总成2和六自由度运动机构总成3组成。
所述的六自由度运动机构总成3通过底端的左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17固定安装在转向架参数测定试验台的龙门右侧立柱的两侧，或者可以通过改变左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17的结构，将六自由度运动机构总成3固定安装在其他基础上。减速齿轮箱总成2中的减速器13上端面通过螺栓与六自由度运动机构总成3中的六自由度运动机构上层框架27的下端面固定联接。主盘总成1中的轮毂6通过键与减速齿轮箱总成2中的减速器转轴12固定联接，减速齿轮箱总成2可以带动主盘总成1中的主盘4旋转。通过控制六自由度运动机构总成3中的6个作动器的杆长伸缩量，可以控制主盘总成1的运动姿态，从而模拟实际线路运行中接触网的姿态。
参阅图2，所述的主盘总成1主要由主盘4、辐条5、轮毂6、绝缘子连接器总成7和高压电线8组成。
主盘总成1形似一自行车轮。轮毂6中间为空心轴，并加工有键槽，通过键与减速齿轮箱总成2中的减速器转轴12固定联接。轮毂6空心轴两端为结构对称的空心圆盘，每个圆盘靠近边缘处均设置有18个通孔，该通孔用来固定辐条5的一端。辐条5的另一端通过辐条螺母固定在主盘4上，辐条的布置形式与自行车轮中的布置形式一样，这样的结构能够很好的固定住主盘4，还能节省材料，减少成本。主盘4为一环状结构，上部圆环边缘加工有36个圆形通孔，通过辐条螺母用来固定辐条5。主盘4上部圆环底面和下部圆环边缘各加工有72个圆形通孔，每两个圆形通孔为一组，用于固定安装绝缘子连接器总成7，绝缘子连接器总成7下端联接高压电线8。
参阅图3，所述的绝缘子连接器总成7主要由径向绝缘子9、轴向绝缘子10和绝缘子联接块11组成。其中径向绝缘子9和轴向绝缘子10结构相同。
绝缘子联接块11的材料为Q235，绝缘子联接块11的主体结构为n形，在n形结构的前端面正中间焊接有L形的臂，L形的臂上加工有圆形通孔，通过螺栓固定安装径向绝缘子9，径向绝缘子9的另一端通过两个螺栓固定安装在主盘4上。绝缘子联接块11的n形结构上端面上也加工有圆形通孔，通过螺栓固定安装轴向绝缘子10，轴向绝缘子10的上端通过2个螺栓固定安装在主盘4上。绝缘子联接块11的n形结构两个下端面的中心处均开有扇形槽，扇形槽的两端还开有V形槽，用以安装高压电线8，并将高压电线8卡在槽内，避免脱落。扇形槽的顶部开有垂向长槽，与垂向长槽相对应的前后端面上加工有圆形通孔，圆形通孔用于安装螺栓和螺母，通过调节螺母的位置可以改变高压电线8的卡紧程度，方便安装和拆卸。径向绝缘子9、轴向绝缘子10的材料均为陶瓷，是标准件，型号为ZL-10/16。
参阅图4，所述的减速齿轮箱总成2主要由减速器转轴12、减速器13和电机14组成。电机14的型号为Y2-250M-4-55KW三相异步电动机，也可采用其他型号具有相同功能的电机。减速器13的输入轴与电机14的输出轴通过键连接，电机14的法兰端盖通过螺栓固定安装在减速器13的下壳体上。减速器转轴12为输出轴，通过键与主盘总成1中轮毂6固定联接。电机14带动减速器13中的减速器转轴12旋转，从而带动主盘总成1中的主盘4旋转。
参阅图5和图6，所述的六自由度运动机构总成3主要由六自由度运动机构15、左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16、右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17和六通道分油器18组成。其中左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17结构相同，安装位置对称。
六自由度运动机构总成3通过底端的左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17固定安装在转向架参数测定试验台的横梁两侧，或者可以通过改变左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17的结构，将六自由度运动机构总成3固定安装在其他基础上。六自由度运动机构15通过底端的六自由度运动机构下层支座框架总成26焊接安装在左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17的上端。六通道分油器18包括6个出油口和6个进油口，6个出油口分别与6个作动器相连，给6个作动器供油。
六自由度运动机构15主要由六自由度运动机构上层框架总成19、1#作动器20、2#作动器21、3#作动器22、4#作动器23、5#作动器24、6#作动器25和六自由度运动机构下层支座框架总成26组成。其中1#作动器20、2#作动器21、3#作动器22、4#作动器23、5#作动器24和6#作动器25结构相同。
六自由度运动机构下层支座框架总成26的底端焊接在左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17上端面上。六自由度运动机构下层支座框架总成26为一个等边三角形框架，6个作动器的底端安装在等边三角形的三个角上：1#作动器20和2#作动器21的底端分别通过1#作动器底部球铰支座总成40和2#作动器底部球铰支座总成41安装在六自由度运动机构下层支座框架总成26左侧角的上端面上；3#作动器22和4#作动器23的底端分别通过3#作动器底部球铰支座总成42和4#作动器底部球铰支座总成43安装在六自由度运动机构下层支座框架总成26右侧角的上端面上；5#作动器24和6#作动器25的底端分别通过5#作动器底部球铰支座总成44和6#作动器底部球铰支座总成45安装在六自由度运动机构下层支座框架总成26前侧角的上端面上。六自由度运动机构上层框架总成19为一个正六边形框架，6个作动器的顶端安装在正六边形的三个角上，三个角形成一个等边三角形，与六自由度运动机构下层支座框架总成26的等边三角形错位60°角：1#作动器20和6#作动器25的顶端分别通过1#作动器上端球铰支座总成28和6#作动器上端球铰支座总成29安装在六自由度运动机构上层框架总成19左侧角的底面上；5#作动器24和4#作动器23的顶端分别通过5#作动器上端球铰支座总成30和4#作动器上端球铰支座总成31安装在六自由度运动机构上层框架总成19右侧角的底面上；3#作动器22和2#作动器21的顶端分别通过3#作动器上端球铰支座总成32和2#作动器上端球铰支座总成33安装在六自由度运动机构上层框架总成19后侧角的底面上。
参阅图7至图10，所述的六自由度运动机构上层框架总成19主要由六自由度运动机构上层框架27、1#作动器上端球铰支座总成28、6#作动器上端球铰支座总成29、5#作动器上端球铰支座总成30、4#作动器上端球铰支座总成31、3#作动器上端球铰支座总成32、2#作动器上端球铰支座总成33、1#二维测力传感器联接块总成34、2#二维测力传感器联接块总成35、3#二维测力传感器联接块总成36和4#二维测力传感器联接块总成37组成。其中1#作动器上端球铰支座总成28、6#作动器上端球铰支座总成29、5#作动器上端球铰支座总成30、4#作动器上端球铰支座总成31、3#作动器上端球铰支座总成32和2#作动器上端球铰支座总成33结构相同。1#二维测力传感器联接块总成34、2#二维测力传感器联接块总成35、3#二维测力传感器联接块总成36和4#二维测力传感器联接块总成37结构相同。
1#作动器上端球铰支座总成28、6#作动器上端球铰支座总成29、5#作动器上端球铰支座总成30、4#作动器上端球铰支座总成31、3#作动器上端球铰支座总成32和2#作动器上端球铰支座总成33通过螺栓固定安装在六自由度运动机构上层框架27的底面上，其中1#作动器上端球铰支座总成28和6#作动器上端球铰支座总成29安装在六自由度运动机构上层框架27的左侧角底面上，5#作动器上端球铰支座总成30和4#作动器上端球铰支座总成31安装在六自由度运动机构上层框架27右侧角的底面上，3#作动器上端球铰支座总成32和2#作动器上端球铰支座总成33安装在六自由度运动机构上层框架27后侧角的底面上，3个角构成一个等边三角形。1#二维测力传感器联接块总成34、2#二维测力传感器联接块总成35、3#二维测力传感器联接块总成36和4#二维测力传感器联接块总成37通过螺栓对称安装在六自由度运动机构上层框架27的四块矩形钢板的底面上。
六自由度运动机构上层框架27外边框由六根等长的方钢管焊接成正六边形框架，正六边形框架的底端焊接有六个圆形凸台，用来安装1#作动器上端球铰支座总成28、6#作动器上端球铰支座总成29、5#作动器上端球铰支座总成30、4#作动器上端球铰支座总成31、3#作动器上端球铰支座总成32和2#作动器上端球铰支座总成33。正六边形框架的内侧用四根方钢管焊接成矩形，在每个矩形方钢管的上端面正中焊接有一个矩形钢板，矩形钢板的另一端底面焊接在外侧的正六边形框架的上端面上。每个矩形钢板上面均加工有8个圆形通孔，用来安装1#二维测力传感器联接块总成34、2#二维测力传感器联接块总成35、3#二维测力传感器联接块总成36和4#二维测力传感器联接块总成37。
1#作动器上端球铰支座总成28的底端为一个法兰盘，法兰盘外侧均布有10个圆形通孔，通过螺栓将1#作动器上端球铰支座总成28固定安装在六自由度运动机构上层框架27的底端面上。法兰盘中心为一个带有折角的圆柱，圆柱中心加工有半球形盲孔，用以铰接安装1#作动器20。
1#二维测力传感器联接块总成34主要由1#二维测力传感器38和1#二维测力传感器联接块39组成。1#二维测力传感器38的上端面和下端面均加工有8个圆形盲孔，1#二维测力传感器38的上端面通过螺栓固定安装在六自由度运动机构上层框架27的矩形钢板底面上，下端面通过螺栓固定安装在1#二维测力传感器联接块39的上端面上。1#二维测力传感器联接块39的上下端面加工有12个圆形通孔，其中靠近中间的8个通孔较小，用于安装1#二维测力传感器38，靠近两端的通孔较大，用以将1#二维测力传感器联接块总成34固定安装在减速齿轮箱总成2的上端盖上。1#二维测力传感器38为标准件，型号为：ZL-11L。
参阅图11至图13，所述的六自由度运动机构下层支座框架总成26主要由1#作动器底部球铰支座总成40、2#作动器底部球铰支座总成41、3#作动器底部球铰支座总成42、4#作动器底部球铰支座总成43、5#作动器底部球铰支座总成44、6#作动器底部球铰支座总成45和六自由度运动机构下层支座框架46组成。
六自由度运动机构下层支座框架46是由三根长方管和六根短方管焊接而成的三角形框架，六根短方管的上端面上设置有圆形凸台，用来安装1#作动器底部球铰支座总成40、2#作动器底部球铰支座总成41、3#作动器底部球铰支座总成42、4#作动器底部球铰支座总成43、5#作动器底部球铰支座总成44和6#作动器底部球铰支座总成45。1#作动器底部球铰支座总成40和2#作动器底部球铰支座总成41安装在六自由度运动机构下层支座框架46左侧角的上端面上，3#作动器底部球铰支座总成42和4#作动器底部球铰支座总成43安装在六自由度运动机构下层支座框架46右侧角的上端面上，5#作动器底部球铰支座总成44和6#作动器底部球铰支座总成45安装在六自由度运动机构下层支座框架46前侧角的上端面上。六自由度运动机构下层支座框架46的下端面两个角和一条边焊接在左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架17的上端面上，另一个角固定安装在转向架参数测定试验台的横梁上端面上。
左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16由方管焊接而成，通过中间四根方管将两个三角形方管框架联接在一起，每个三角形方管框架均由三根长方管和两根短方管焊接而成，短方管是为了过渡联接长方管。在两个垂向布置的长方管的外侧分别焊接有两个矩形座，每个矩形座上加工有8个圆形通孔，通过螺栓将左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架16固定安装在转向架参数测定试验台的横梁侧面上。
六自由度模拟接触网装置的工作原理：
电机14带动减速器13旋转，减速器转轴12旋转带动主盘总成1旋转。六通道分油器18给1#作动器20、2#作动器21、3#作动器22、4#作动器23、5#作动器24和6#作动器25供油，6个作动器运动可以带动六自由度运动机构上层框架总成19运动，从而带动主盘总成1运动，主盘总成1可以模拟接触网的六个自由度。主盘总成1不仅可以绕减速器转轴12旋转，还可以实现六个自由度的运动，因此可以复现实际线路运行中接触网的运行姿态。

Claims (10)

1.一种六自由度模拟接触网装置，由主盘总成(1)、减速齿轮箱总成(2)和六自由度运动机构总成(3)组成，其特征在于,所述六自由度运动机构总成(3)通过底端的左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(16)和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(17)固定安装在转向架参数测定试验台的龙门右侧立柱的两侧，或者通过改变左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(16)和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(17)的结构，将六自由度运动机构总成(3)固定安装在其他基础上，所述减速齿轮箱总成(2)中的减速器(13)上端面通过螺栓与六自由度运动机构总成(3)中的六自由度运动机构上层框架(27)的下端面固定联接，主盘总成(1)中的轮毂(6)通过键与减速齿轮箱总成(2)中的减速器转轴(12)固定联接，减速齿轮箱总成(2)带动主盘总成(1)中的主盘(4)旋转，通过控制六自由度运动机构总成(3)中的6个作动器的杆长伸缩量，控制主盘总成(1)的运动姿态，从而模拟实际线路运行中接触网的姿态。
2.按照权利要求1所述的六自由度模拟接触网装置，其特征在于，所述的主盘总成(1)由主盘(4)、辐条(5)、轮毂(6)、绝缘子连接器总成(7)和高压电线(8)组成；所述主盘总成(1)形似一自行车轮，轮毂(6)中间为空心轴，并加工有键槽，通过键与减速齿轮箱总成(2)中的减速器转轴(12)固定联接；轮毂(6)空心轴两端为结构对称的空心圆盘，每个圆盘靠近边缘处均设置有多个通孔，该通孔用来固定辐条(5)的一端，辐条(5)的另一端通过辐条螺母固定在主盘(4)上，辐条的布置形式与自行车轮中的布置形式相同，主盘(4)为一环状结构，上部圆环边缘加工有多个圆形通孔，通过辐条螺母固定辐条(5)，主盘(4)上部圆环底面和下部圆环边缘各加工有多个圆形通孔，每两个圆形通孔为一组，用于固定安装绝缘子连接器总成(7)，绝缘子连接器总成(7)下端联接高压电线(8)。
3.按照权利要求1所述的六自由度模拟接触网装置，其特征在于，所述的六自由度运动机构总成(3)由六自由度运动机构(15)、左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(16)、右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(17)和六通道分油器(18)组成；所述六自由度运动机构总成(3)通过底端的左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(16)和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(17)固定安装在转向架参数测定试验台的横梁两侧，或者通过改变左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(16)和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(17)的结构，将六自由度运动机构总成(3)固定安装在其他基础上；六自由度运动机构(15)通过底端的六自由度运动机构下层支座框架总成(26)固定安装在左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(16)和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(17)的上端；六通道分油器(18)包括6个出油口和6个进油口，6个出油口分别与6个作动器相连。
4.按照权利要求3所述的六自由度模拟接触网装置，其特征在于，所述的六自由度运动机构(15)由六自由度运动机构上层框架总成(19)、1#作动器(20)、2#作动器(21)、3#作动器(22)、4#作动器(23)、5#作动器(24)、6#作动器(25)和六自由度运动机构下层支座框架总成(26)组成；
六自由度运动机构下层支座框架总成(26)的底端焊接在左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(16)和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(17)上端面上；六自由度运动机构下层支座框架总成(26)为一个等边三角形框架，六自由度运动机构上层框架总成(19)为一个正六边形框架，6个作动器的顶端通过球铰支座总成安装在正六边形框架的三个角上，三个角形成一个等边三角形，与六自由度运动机构下层支座框架总成(26)的等边三角形错位60°角，6个作动器的底端通过球铰支座总成安装在等边三角形框架的三个角上。
5.按照权利要求4所述的六自由度模拟接触网装置，其特征在于，所述6个作动器的顶端通过球铰支座总成安装在正六边形的三个角上：1#作动器(20)和6#作动器(25)的顶端分别通过1#作动器上端球铰支座总成(28)和6#作动器上端球铰支座总成(29)安装在六自由度运动机构上层框架总成(19)左侧角的底面上；5#作动器(24)和4#作动器(23)的顶端分别通过5#作动器上端球铰支座总成(30)和4#作动器上端球铰支座总成(31)安装在六自由度运动机构上层框架总成(19)右侧角的底面上；3#作动器(22)和2#作动器(21)的顶端分别通过3#作动器上端球铰支座总成(32)和2#作动器上端球铰支座总成(33)安装在六自由度运动机构上层框架总成(19)后侧角的底面上。
6.按照权利要求4所述的六自由度模拟接触网装置，其特征在于，所述6个作动器的底端通过球铰支座总成安装在等边三角形的三个角上：1#作动器(20)和2#作动器(21)的底端分别通过1#作动器底部球铰支座总成(40)和2#作动器底部球铰支座总成(41)安装在六自由度运动机构下层支座框架总成(26)左侧角的上端面上；3#作动器(22)和4#作动器(23)的底端分别通过3#作动器底部球铰支座总成(42)和4#作动器底部球铰支座总成(43)安装在六自由度运动机构下层支座框架总成(26)右侧角的上端面上；5#作动器(24)和6#作动器(25)的底端分别通过5#作动器底部球铰支座总成(44)和6#作动器底部球铰支座总成(45)安装在六自由度运动机构下层支座框架总成(26)前侧角的上端面上。
7.按照权利要求4所述的六自由度模拟接触网装置，其特征在于，所述的六自由度运动机构上层框架总成(19)由六自由度运动机构上层框架(27)、固定在其上的作动器上端球铰支座总成和二维测力传感器联接块总成组成，1#作动器上端球铰支座总成(28)和6#作动器上端球铰支座总成(29)安装在六自由度运动机构上层框架(27)的左侧角底面上，5#作动器上端球铰支座总成(30)和4#作动器上端球铰支座总成(31)安装在六自由度运动机构上层框架(27)右侧角的底面上，3#作动器上端球铰支座总成(32)和2#作动器上端球铰支座总成(33)安装在六自由度运动机构上层框架(27)后侧角的底面上；1#二维测力传感器联接块总成(34)、2#二维测力传感器联接块总成(35)、3#二维测力传感器联接块总成(36)和4#二维测力传感器联接块总成(37)通过螺栓对称安装在六自由度运动机构上层框架(27)的四块矩形钢板的底面上。
8.按照权利要求7所述的六自由度模拟接触网装置，其特征在于，所述六自由度运动机构上层框架(27)外边框由六根等长的方钢管焊接成正六边形框架，正六边形框架的底端焊接有六个圆形凸台，用来安装作动器上端球铰支座总成，正六边形框架的内侧用四根方钢管焊接成矩形，在每个矩形方钢管的上端面正中焊接有一个矩形钢板，矩形钢板的另一端底面焊接在外侧的正六边形框架的上端面上；每个矩形钢板上面均加工有8个圆形通孔，用来安装1#～4#二维测力传感器联接块总成(34、35、36、37)。
9.按照权利要求4所述的六自由度模拟接触网装置，其特征在于，所述的六自由度运动机构下层支座框架总成(26)由六自由度运动机构下层支座框架(46)和安装在其三个脚上的6个作动器底部球铰支座总成组成；所述六自由度运动机构下层支座框架(46)是由三根长方管和六根短方管焊接而成的三角形框架，六根短方管的上端面上设置有圆形凸台，用来安装1#～6#作动器底部球铰支座总成(40、41、42、43、44、45)，六自由度运动机构下层支座框架(46)的下端面两个角和一条边焊接在左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(16)和右侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(17)的上端面上，另一个角固定安装在转向架参数测定试验台的横梁上端面上。
10.按照权利要求3所述的六自由度模拟接触网装置，其特征在于，所述的左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(16)由方管焊接而成，通过中间四根方管将两个三角形方管框架联接在一起，每个三角形方管框架均由三根长方管和两根短方管焊接而成，短方管是为了过渡联接长方管；在两个垂向布置的长方管的外侧分别焊接有两个矩形座，每个矩形座上加工有8个圆形通孔，通过螺栓将左侧六自由度运动机构下层斜撑固定支架(16)固定安装在转向架参数测定试验台的横梁侧面上。
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Application publication date: 20150722

Assignee: Yifei Xinghe (Tianjin) Intelligent Technology Co.,Ltd.

Assignor: USTC TIANGONG INTELLIGENT EQUIPMENT TECHNOLOGY (TIANJIN) CO.,LTD.

Contract record no.: X2024980003514

Denomination of invention: Six degree of freedom simulation contact network device

Granted publication date: 20170804

License type: Common License

Record date: 20240326

Application publication date: 20150722

Assignee: TIANJIN SUNCITY TESTING CO.,LTD.

Assignor: USTC TIANGONG INTELLIGENT EQUIPMENT TECHNOLOGY (TIANJIN) CO.,LTD.

Contract record no.: X2024980003505

Denomination of invention: Six degree of freedom simulation contact network device

Granted publication date: 20170804

License type: Common License

Record date: 20240326

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20150722

Assignee: Keda Jinwu laser technology (Tianjin) Co.,Ltd.

Assignor: USTC TIANGONG INTELLIGENT EQUIPMENT TECHNOLOGY (TIANJIN) CO.,LTD.

Contract record no.: X2024980003696

Denomination of invention: Six degree of freedom simulation contact network device

Granted publication date: 20170804

License type: Common License

Record date: 20240329

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20150722

Assignee: TIANJIN AUTINO AUTOMATION EQUIPMENT TECHNOLOGY CO.,LTD.

Assignor: USTC TIANGONG INTELLIGENT EQUIPMENT TECHNOLOGY (TIANJIN) CO.,LTD.

Contract record no.: X2024980003811

Denomination of invention: Six degree of freedom simulation contact network device

Granted publication date: 20170804

License type: Common License

Record date: 20240401