CN107894341A - 动态轨检系统用单转向架校验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动态轨检系统用单转向架校验装置，通过将中低速动态轨检系统搭载在单转向架上，通过四个悬浮点的对待检测轨道输出组合激励，由检测校验平台对所得数据进行分析得到动态轨检系统运行过程中的最大偏差值，从而实现实时测试动态轨检系统适应及跟踪测试轨道。

Description

动态轨检系统用单转向架校验装置

技术领域

本发明涉及中低速磁浮列车技术领域，具体的涉及测试中低速磁浮列车的动态轨检系统适应及跟踪测试F轨轨道的能力的校验系统，尤其涉及一种动态轨检系统用单转向架校验装置。

背景技术

用于记录中低速磁浮F轨轨道线路的不平顺数据的动态检测装置，该装置封装为一体常通过高强度螺栓安装在中低速磁浮列车尾车的转向架上，实现搭载式运行。整个检测装置与车辆无关联，且动态检测装置独立供电，不与列车发生电接触。中低速磁浮列车在正常行驶过程中，仅通过高强度螺栓与列车相连接的动态轨检系统的各个悬浮点会不同程度地产生振动，从而直接影响了动态轨检系统采集数据的准确性和精确性，导致轨道线路不平顺数据存在误差。

上述因素影响了对动态轨检系统性能的实时校验，而现有技术中没有针对动态轨检系统进行实时测试和校验的装置，因而无法了解所检测结果的误差率是否超过可信范围，降低了动态轨检系统所得数据的可信度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态轨检系统用单转向架校验装置，该发明解决了现有技术无法对运行中的动态轨检系统进行实时校验和测试的技术问题。

本发明提供一种动态轨检系统用单转向架校验装置，包括：架设于待检测轨道上的单转向架、分设于单转向架四顶角的悬浮控制器、用于检测待检测轨道的动态轨检系统和用于获取待检测轨道振动数据并对动态轨检系统的检测数据进行分析处理后输出动态轨检系统最大偏差值的检测校验平台，动态轨检系统卡设于待检测轨道两相对外侧；检测校验平台与悬浮控制器相连接。

进一步地，检测校验平台包括用于采集动态轨检系统数据的NI数据采集卡和用于对所得轨道数据进行处理的Labview平台，NI数据采集卡与动态轨检系统相连接；Labview平台与NI数据采集卡相连接。

进一步地，悬浮控制器输出正弦信号激励或方波信号激励。

进一步地，单转向架上架设中低速磁浮列车。

进一步地，动态轨检系统包括横梁主架、用于检测轨道参数的测量传感器、用于将动态轨检系统夹紧待检测轨道的左悬臂和右悬臂，左悬臂和右悬臂分别相对设置于横梁主架两相对侧，测量传感器分别安装于左悬臂和右悬臂的相对面上。

进一步地，还包括用于使动态轨检系统随单转向架运动的左连接机构和右连接机构，左连接机构将左悬臂固定于横梁主架的一侧并加紧待检测轨道，右连接机构将右悬臂固定于横梁主架的一侧并加紧待检测轨道。

进一步地，动态轨检系统还包括用于放置和固定陀螺仪、加速度计、倾角仪的惯性包，惯性包设置于横梁主架中部。

本发明的技术效果：

本发明提供的动态轨检系统用单转向架校验装置，由检测校验平台通过悬浮控制器对连接动态轨检系统的单转向架输出正弦信号或方波信号激励后，将动态轨检系统所得结果实时记录于检测校验平台后，进行分析处理，得到动态轨检系统的实时最大偏差值，从而实现对动态轨检系统所得数据的实时校验。

具体请参考根据本发明的动态轨检系统用单转向架校验装置提出的各种实施例的如下描述，将使得本发明的上述和其他方面显而易见。

附图说明

图1是本发明提供动态轨检系统用单转向架校验装置立体示意图；

图2是本发明优选实施例中检测动态轨检系统立体示意图。

图例说明：

100、单转向架；200、动态轨检系统；210、横梁主架；220、惯性包；230、左悬臂；231、左连接机构；240、右悬臂；241、右连接机构；300、待检测轨道；400、测量传感器。

具体实施方式

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

参见图1，本发明提供的动态轨检系统用单转向架校验装置，包括：架设于待检测轨道300上的单转向架100、分设于单转向架100四顶角的悬浮控制器，卡设于待检测轨道300两相对外侧的动态轨检系统200和与悬浮控制器相连接的检测校验平台。

该装置使用时，通过检测校验平台对悬浮控制器发出激励，刺激单转向架100使其发生振动，检测校验平台记录所输出的激励量，之后通过动态轨检系统200检查待检测轨道300在该激励的作用下发生的各向振动数据结果，返回检测校验平台后进行数据处理，得到动态轨检系统200的检测结果相对输出激励的差量，以此作为动态轨检系统200的最大偏差值。从而实现对动态轨检系统200的校验和检测，当所得最大偏差值超过0.2mm时，将该动态轨检系统200标记为不合格，并结合最大偏差值较大的振动方向，对动态轨检系统200进行调整。

优选的，检测校验平台包括用于采集动态轨检系统200数据的NI数据采集卡和用于对所得轨道数据处理的Labview平台，NI数据采集卡与动态轨检系统200相连接；Labview平台与NI数据采集卡相连接。

Labview平台发送指令的同时，记录和处理显示动态轨检系统200的数据，可连续检测并显示检测仪所在位置的轨道几何状态，动态轨检系统200在此环境下可测试轨距、水平、左右轨高低和轨向等测量结果及与理论值的偏差。能够自动将测量过程中的各种数据、线形特征等存储于数据处理系统中，数据采集、存储装置具有安全自锁和断电数据保护功能，可有效防止误操作；所有数据自动处理，并能够实时显示测量数据、设计数据及调整量；实时绘制各检测项目的波行图、线路曲线图，并可对波形进行缩放、平移、选段等处理；具备超限报警、运行总里程累计及显示、里程误差修正等功能。

为方便操作人员查询，还包括人机交互界面。Labview平台还包括设置于Labview平台上的一体式查询机。能够实时选择需要测试的内容，具有良好的人机交互环境。在此环境下，能够自动完成数据的采集工作，同时经处理后，数据利用图表、波形图等直观的形式展现出来，并能及时形成对动态轨检系统200的校验结果。

优选的，悬浮控制器输出正弦信号激励或方波信号激励。采用这种信号的激励，能有效模拟实际情况下列车行进过程中纵向振动对检测结果的干扰，提高检测结果的可信度。当动态轨检系统200随列车运行而使用时，则无需由悬浮控制器输出激励。可直接采集列车运行过程中的振动作为计算所需内容。总的来说，既可实现静态校验动态轨检系统200，又可实现动态校验动态轨检系统200的功能。

优选的，单转向架100上架设中低速磁浮列车，动态轨检系统200通过螺栓与中低速磁浮列车的尾车的相连接，可实现动态轨检系统200的搭载式运行，无需特殊制作轨检系统行走机构，能够随列车行进实时采集轨道数据，从而对动态轨检系统200进行校验。

参见图2，优选的，动态轨检系统200包括横梁主架210、用于检测轨道参数的测量传感器400、用于将动态轨检系统200夹紧待检测轨道300的左悬臂230和右悬臂240，左悬臂230和右悬臂240分别相对设置于横梁主架210两相对侧，测量传感器400分别安装于左悬臂230和右悬臂240的相对面上。

F轨检测传感器、加速度计安装在左悬臂230和右悬臂240的相应位置上，以完成F轨及受流轨的检测项目。其中所用测量传感器400包括激光位移传感器(LL1、LL2、LR1、LR2)与相应的加速度计(AL1、AL2、AR1、AR2)。

优选的，还包括用于使动态轨检系统200随单转向架100运动的左连接机构231和右连接机构241，左连接机构231将左悬臂230固定于横梁主架210的一侧并加紧待检测轨道300，右连接机构241将右悬臂240固定于横梁主架210的一侧并加紧待检测轨道300。

右悬臂240通过右连接机构241与横梁主架210相连接。左、右连接机构241使动态轨检系统200能搭载在磁悬浮列车上，实现随磁悬浮列车一起运动检测。

优选的，动态轨检系统200还包括用于放置和固定陀螺仪、加速度计、倾角仪的惯性包220，惯性包220设置于横梁主架210中部。

以下结合具体实例对本发明提供的动态轨检系统用单转向架校验装置进行说明。

以对单转向架100输出激励的方式进行检查校验为例进行说明。

在一体机中,利用Labview的UDP通讯模块，通过以太网UDP连接控制器命令四个悬浮点做指定的幅度和频率的正弦运动，转向架只能输出时间域的振动，与轨道的空间域信号是不同的，但它们直接可以相互转换。根据式

当轨道波长为λ，列车行驶速度为v，那么此时轨道产生的时域信号则为f＝v/λ。转向架输出频率f的正弦信号代替列车运行速度为v时轨道波长为λ的偏差信号。列车定位信号由信号发生器产生，每个脉冲周期代表24mm，根据速度v计算出方波输出频率，利用该脉冲触发采集卡等间隔采样。各悬浮点振荡组合情况如表1所示。按表1分别实施单点激励、两点激励、三点激励、四点激励四种情况。

表1转向架振动情况说明表

振动频率(hz)	波长(m)	车速(m/s)	信号发生器(hz)	振动时间(min)	振动幅度(mm)
						1	8.3	8.3	347	3	1.8
1	13.9	13.9	579	1.8	1.8
						1	19.4	19.4	810	1.3	1.8
1	25.0	25	1042	1	1.8
						3	3.7	11.1	463	2.3	1
3	5.6	16.7	694	1.5	1
						3	9.3	27.8	1157	0.9	1
3	11.1	33.3	1389	0.75	1
						5	3.3	16.7	694	1.5	0.9
5	4.4	22.2	926	1.1	0.9
						5	5.6	27.8	1157	0.9	0.9
5	6.7	33.3	1389	0.75	0.9
						8	3.5	27.8	1157	0.9	0.8
8	4.2	33.3	1389	0.75	0.8
						8	5.2	41.7	1736	0.6	0.8

此时测量架的惯性位移和对加速度信号二次积分后波形变化应该一致，理论上轨道不平顺数值应该为恒定值0mm。将动态轨检系统200采集得到的数据输入检查校验平台处理后，所得1hz结果如表2所示。

表2 1Hz振动频率下单悬浮点、双悬浮点、三悬浮点、四悬浮点的组合振动结果表

测量架的惯性位移和对加速度信号二次积分后波形变化应该一致，理论上轨道不平顺数值应该为恒定值0mm，但是由于传感器固有误差和振动时列车的左右前后偏移运动轨道不平顺数值会有一定偏差，通过表1、表2的实验数据显示，动态检测设备测量轨道不平顺数值、轨向不平顺的最大偏差值均不超过0.2mm。

检测校验平台控制四个悬浮控制器按照表1的工况组合振动，处理后的轨道不平顺最小偏差值为0.02mm，最大偏差值为0.2mm。数据结果表明偏差值与振动幅度无关，各种工况下轨道不平顺的最大偏差值不超过0.2mm。说明所检测的动态轨检系统200合格，可以正常使用。

上述检测数据也可以为列车运行过程中所产生振动，由检测校验平台获取后，对动态轨检系统200进行实时校验的结果，从而能实现实时检测使用中的动态轨检系统200，一旦检测结果不符合要求时，可立刻停止使用，更换动态轨检系统200。

本领域技术人员将清楚本发明的范围不限制于以上讨论的示例，有可能对其进行若干改变和修改，而不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围。尽管己经在附图和说明书中详细图示和描述了本发明，但这样的说明和描述仅是说明或示意性的，而非限制性的。本发明并不限于所公开的实施例。

通过对附图，说明书和权利要求书的研究，在实施本发明时本领域技术人员可以理解和实现所公开的实施例的变形。在权利要求书中，术语“包括”不排除其他步骤或元素，而不定冠词“一个”或“一种”不排除多个。在彼此不同的从属权利要求中引用的某些措施的事实不意味着这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求书中的任何参考标记不构成对本发明的范围的限制。

Claims (7)

1.一种动态轨检系统用单转向架校验装置，其特征在于，包括：架设于待检测轨道(300)上的单转向架(100)、分设于所述单转向架(100)四顶角的悬浮控制器、用于检测所述待检测轨道(300)的动态轨检系统(200)和用于获取所述待检测轨道(300)振动数据，并处理所述动态轨检系统(200)的检测数据后，输出所述动态轨检系统(200)最大偏差值的所述检测校验平台，所述动态轨检系统(200)卡设于所述待检测轨道(300)的外侧；所述检测校验平台与所述悬浮控制器相连接。

2.根据权利要求1所述的动态轨检系统用单转向架校验装置，其特征在于，所述检测校验平台包括用于采集动态轨检系统数据的NI数据采集卡和用于对所得轨道数据进行处理的Labview平台，所述NI数据采集卡与所述动态轨检系统(200)相连接；

所述Labview平台与所述NI数据采集卡相连接。

3.根据权利要求2所述的动态轨检系统用单转向架校验装置，其特征在于，所述悬浮控制器输出正弦信号激励或方波信号激励。

4.根据权利要求3所述的动态轨检系统用单转向架校验装置，其特征在于，所述单转向架(100)上架设中低速磁浮列车。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的动态轨检系统用单转向架校验装置，其特征在于，所述动态轨检系统(200)包括横梁主架(210)、用于检测轨道参数的测量传感器(400)、用于将所述动态轨检系统(200)夹紧所述待检测轨道(300)的左悬臂(230)和右悬臂(240)，所述左悬臂(230)和所述右悬臂(240)分别相对设置于所述横梁主架(210)两端，所述测量传感器(400)分别安装于所述左悬臂(230)和所述右悬臂(240)的相对面上。

6.根据权利要求5所述的动态轨检系统用单转向架校验装置，其特征在于，还包括用于使所述动态轨检系统(200)随所述单转向架(100)运动的左连接机构(231)和右连接机构(241)，所述左连接机构(231)将所述左悬臂(230)固定于所述横梁主架(210)的一端并夹紧所述待检测轨道(300)，所述右连接机构(241)将所述右悬臂(240)固定于所述横梁主架(210)的一端并夹紧所述待检测轨道(300)。

7.根据权利要求5所述的动态轨检系统用单转向架校验装置，其特征在于，所述动态轨检系统(200)还包括用于放置和固定陀螺仪、加速度计、倾角仪的惯性包(220)，所述惯性包(220)设置于所述横梁主架(210)中部。