CN108731934A - 车钩连挂范围试验工装及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种车钩连挂范围试验工装及方法，其中，车钩连挂范围试验工装包括同步组件，同步组件包括可带动一个车钩同步移动的第一同步件，以及可带动另一个车钩同步移动的第二同步件，第一同步件位于第二同步件的上方；还包括动力组件及从动组件，动力组件与同步组件连接，以使第一同步件与第二同步件在沿竖直方向上产生相互靠近及远离的相对运动，同步组件与从动组件连接，同步组件在水平面上具有两个运动自由度，两个运动自由度的方向为相互垂直的两条直线方向；车钩连挂范围试验方法应用上述试验工装。本发明能够同时模拟车钩在垂向和横向的相互错位，并且能够准确验证轨道车辆车钩能够自动导引并成功连挂的连挂范围。

Description

车钩连挂范围试验工装及方法

技术领域

本发明属于轨道交通试验设备技术领域，尤其涉及一种车钩连挂范围试验工装及方法。

背景技术

按轨道车辆车钩的设计和使用要求，车钩应当具备一定的自动导引功能，以在当车钩发生低头、翘头及相对水平错位(即发生垂向和横向错位)时，能够实现两车钩的相互对中，进而实现两车钩的成功连挂。通常，能够自动导引并成功连挂的错位范围称之为该型号车钩的连挂范围，车钩连挂范围对于轨道车辆的连挂、救援具有重要意义。

目前我国缺乏验证车钩连挂范围的有效装备，现有的试验设备往往仅能模拟车钩在垂向或横向一个方向上的相互错位，无法真实还原车钩的应用场景；用三维或二维软件模型仿真计算车钩连挂范围的方法虽然简便易行，但由于忽略了诸多现实影响因素，计算结果的可靠性并不高。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提出一种车钩连挂范围试验工装，以及应用该工装的车钩连挂范围试验方法，本发明能够同时模拟车钩在垂向和横向的相互错位，并且能够准确验证轨道车辆车钩能够自动导引并成功连挂的连挂范围。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种车钩连挂范围试验工装，用于带动两个车钩连挂，以测得两个车钩的连挂范围，包括同步组件，同步组件包括可带动一个车钩同步移动的第一同步件，以及可带动另一个车钩同步移动的第二同步件，第一同步件位于第二同步件的上方；还包括动力组件及从动组件，动力组件与同步组件连接，以使第一同步件与第二同步件在沿竖直方向上产生相互靠近及远离的相对运动，同步组件与从动组件连接，以在水平面上做被动运动，同步组件在水平面上具有两个运动自由度，两个运动自由度的方向为相互垂直的两条直线方向。

作为优选，所述第二同步件与所述从动组件连接，以在水平面上具有两个运动自由度，两个运动自由度的方向为相互垂直的两条直线方向。

作为优选，所述动力组件具有固定端，以支撑动力组件的动力输出，所述从动组件及所述第二同步件均与动力组件的固定端对应设置，以约束沿竖直方向上的运动。

作为优选，所述动力组件的固定端具有底座，所述从动组件及所述第二同步件均支撑设置于底座上。

作为优选，所述第二同步件设置于所述从动组件的上方。

作为优选，所述从动组件包括第一直线导轨及第二直线导轨，第一直线导轨与第二直线导轨垂直，第一直线导轨固定设置于底座上，第二直线导轨连接于第一直线导轨的上方，以沿第一直线导轨往复移动，所述第二同步件连接于第二直线导轨的上方，以沿第二直线导轨往复移动。

作为优选，所述从动组件还包括至少一个第一滚轮及至少一个第二滚轮，第一滚轮可转动连接于所述第二直线导轨的下部，第一滚轮与所述第一直线导轨滚动配合连接，以带动第二直线导轨沿第一直线导轨往复移动，第二滚轮可转动连接于所述第二同步件的下部，第二滚轮与第二直线导轨滚动配合连接，以带动第二同步件沿第二直线导轨往复移动。

作为优选，所述动力组件具有动力输出端，动力组件的动力输出端与所述第一同步件连接，以驱动第一同步件沿竖直方向做往复运动。

作为优选，所述动力组件的动力输出端设置于所述第一同步件的上方，动力组件的动力输出端与第一同步件固定连接。

一种车钩连挂范围试验方法，应用如上所述的车钩连挂范围试验工装，包括以下步骤：

将一个车钩安装于第一同步件上且钩舌沿竖直方向朝下，将另一个车钩安装于第二同步件上且钩舌沿竖直方向朝上，同时，保证车钩的横向及纵向分别与同步组件在水平面上的两个运动自由度方向平行；

调节同步组件或从动组件，以使得两个车钩之间在竖直方向上对中，记录此时车钩的位置为原点位置；

调节同步组件或从动组件，以使得两个车钩在水平面上错位，在车钩的横向及纵向方向上分别测量并记录车钩此时的位置相对于原点位置的距离；

通过动力组件对同步组件施加力，以使得第一同步件与第二同步件在沿竖直方向上产生相互靠近的相对运动；

当两个车钩接触后，判断两个车钩是否能够回到原点位置，如果两个车钩不能回到原点位置，则说明试验车钩能够实现该错位状态下的连挂，否则，说明试验车钩不能够实现该错位状态下的连挂；

经过反复多次的重复上述步骤，并且变换错位状态，即可确定试验车钩的连挂范围。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明车钩连挂范围试验工装，通过设置同步组件、动力组件及从动组件，能够真实还原车钩的应用场景，即在当进行车钩连挂范围试验时，能够使得车钩在纵向及横向上发生错位，同时，带动车钩相互接触，使得车钩借助自身导引完成连挂，继而通过反复多次的变换车钩的错位状态，即可确定试验车钩能够实现自动导引并成功连挂的连挂范围；因此，本发明车钩连挂范围试验工装能够同时模拟车钩在垂向和横向的相互错位，并且能够准确验证轨道车辆车钩能够自动导引并成功连挂的连挂范围，进而相对于现有的车钩连挂范围验证方式，能够显著提高验证过程的工作效率，以及显著提高试验结果的可靠性。

2、本发明车钩连挂范围试验方法，通过应用上述车钩连挂范围试验工装，相对于现有的车钩连挂范围验证方式，能够显著提高验证过程的工作效率，以及显著提高试验结果的可靠性。

附图说明

图1为本发明车钩连挂范围试验工装一种实施例的整体结构示意图；

图2为图1中从动组件的俯视图；

以上各图中：1、同步组件；2、第一同步件；3、第二同步件；4、动力组件；5、从动组件；6、固定端；7、底座；8、第一直线导轨；9、第二直线导轨；10、第一滚轮；11、第二滚轮；12、动力输出端；13、第三滚轮；14、支撑轨道；15、第一距离检测件；16、第二距离检测件。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是：(1)本发明所述的竖直方向为垂直于地面的方向，本发明所述的水平面为平行于地面的平面，即与竖直方向垂直的平面；(2)术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；(3)车钩的横向方向及纵向方向为本领域公知方向，本领域技术人员不会对其产生歧义；(4)术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1和图2，一种车钩连挂范围试验工装，用于带动两个车钩连挂，即能够模拟车钩连挂的场景，以测得两个车钩的连挂范围，该试验工装包括同步组件1，同步组件1包括可带动一个车钩同步移动的第一同步件2，以及可带动另一个车钩同步移动的第二同步件3，第一同步件2位于第二同步件3的上方，同步组件1能够带动车钩移动，包括实现车钩的连挂；继续参见图1和图2，车钩连挂范围试验工装还包括动力组件4及从动组件5，动力组件4与同步组件1连接，以使第一同步件2与第二同步件3在沿竖直方向上产生相互靠近及远离的相对运动，其中，竖直方向即为垂直于地面的直线方向，实现相对运动的方式包括：(1)第二同步件3在竖直方向上不动，第一同步件2于第二同步件3的上方，沿竖直方向做往复运动；(2)第一同步件2在竖直方向上不动，第二同步件3于第一同步件2的下方，沿竖直方向做往复运动；(3)第一同步件2及第二同步件3均沿竖直方向往复运动，以实现相互靠近及相互远离；

继续参见图1和图2，第一同步件2与第二同步件3沿竖直方向相互靠近的动作能够带动两个车钩进行连挂；同步组件1与从动组件5连接，以在水平面上做被动运动，即在有外力施加于同步组件1或从动组件5时，才使得同步组件1产生运动，同步组件1在水平面上具有两个运动自由度，两个运动自由度的方向为相互垂直的两条直线方向，其中，水平面为垂直于竖直方向的平面，同步组件1实现被动运动的方式包括：(1)第一同步件2在水平面方向不动，第二同步件3具备两个运动自由度，两个运动自由度的方向为相互垂直的两条直线方向，以在当两个车钩接触时，能够迫使第一同步件2沿两个运动自由度方向运动，直至车钩连挂完成；(2)第二同步件3在水平面方向不动，第一同步件2具备两个运动自由度，两个运动自由度的方向为相互垂直的两条直线方向，以在当两个车钩接触时，能够迫使第一同步件2沿两个运动自由度方向运动，直至车钩连挂完成；(3)第一同步件2能够沿水平面的一个运动自由度方向运动，第二同步件3能够沿水平面的另一运动自由度方向运动，以在当两个车钩接触时，迫使第一同步件2及第二同步件3沿着各自的运动自由度方向运动，直至车钩连挂完成。

基于上述，本发明车钩连挂范围试验工装通过设置同步组件1、动力组件4及从动组件5，能够真实还原车钩的应用场景，即在当进行车钩连挂范围试验时，能够使得车钩在纵向及横向上发生错位，同时，带动车钩相互接触，使得车钩借助自身导引完成连挂，继而通过反复多次的变换车钩的错位状态，即可确定试验车钩能够实现自动导引并成功连挂的连挂范围；因此，本发明车钩连挂范围试验工装能够同时模拟车钩在垂向和横向的相互错位，并且能够准确验证轨道车辆车钩能够自动导引并成功连挂的连挂范围，进而相对于现有的车钩连挂范围验证方式，能够显著提高验证过程的工作效率，以及显著提高试验结果的可靠性。

作为优选的，在图1所示的实施例中，第二同步件3与从动组件5连接，以在水平面上具有两个运动自由度，两个运动自由度的方向为相互垂直的两条直线方向，本发明通过将从动组件5设置为仅与位于第一同步件2下方的第二同步件3连接，相对于仅与第一同步件2连接的其他连接方式，能够提高结构以及运动过程的稳定性，进而保证第二同步件3与第一同步件2靠近的过程中，仅在当两个车钩发生接触时才会发生在水平面上的被动运动，进而能够减小误差，提高试验结果的准确性。

为了进一步提高试验工装的结构及试验过程的稳定性，动力组件4具有固定端6，以支撑动力组件4的动力输出，从动组件5及第二同步件3均与动力组件4的固定端6对应设置，以约束沿竖直方向上的运动，即第二同步件3沿竖直方向不发生运动，例如，从动组件5固定于动力组件4的固定端6上，第二同步件3与从动组件5连接并设置于动力组件4的固定端6上，以受动力组件4的固定端6的支撑，或者，从动组件5及动力组件4的固定端6均固定设置在支架、基座等固定装置上，第二同步件3与从动组件5连接，第二同步件3设置在支架、基座等固定装置上，以受该固定装置的支撑。本发明通过实现将第二同步件3与从动组件5在竖直方向上保持固定，进一步提高了试验工装的结构以及运动过程的稳定性，进而在当车钩发生接触前，进一步保证了第二同步件3与从动组件5不发生运动，进而进一步减小了误差，提高了试验结果的准确性。

针对从动组件5的结构，其具体可以为：如图1和图2所示，本发明以图1的水平方向为横向，同时以垂直于图1的方向为纵向，从动组件5设置为十字滑台，以有利于记录两个车钩对中时的原点位置，即在当两个车钩之间在竖直方向上对中时，十字滑台的中心点与两个车钩的中心点共线，记录此时车钩的位置为原点位置；从动组件5包括第一直线导轨8及第二直线导轨9，第一直线导轨8及第二直线导轨9优选为槽型轨道，第一直线导轨8与第二直线导轨9垂直，其中第一直线导轨8沿纵向设置，第二直线导轨9沿横向设置，第一直线导轨8固定设置于动力组件4的固定端6上，第二直线导轨9连接(包括滑动连接及滚动连接)于第一直线导轨8的上方，以沿第一直线导轨8往复移动，此时第二同步件3优选为板状或块状，第二同步件3的顶部为与水平面平行的支撑面，以在当放置车钩后，使得车钩保持竖直，第二同步件3连接(包括滑动连接及滚动连接)于第二直线导轨9的上方，以沿第二直线导轨9往复移动。

为了提高第二同步件3的运动效率，进一步如图1和图2所示，从动组件5还包括至少一个第一滚轮10及至少一个第二滚轮11，第一滚轮10可转动连接于第二直线导轨9的下部，第一滚轮10与第一直线导轨8滚动配合连接，以带动第二直线导轨9沿第一直线导轨8往复移动，第二滚轮11可转动连接于第二同步件3的下部，第二滚轮11与第二直线导轨9滚动配合连接，以带动第二同步件3沿第二直线导轨9往复移动。本发明通过将从动组件5设置为滚动传动运动，在当两个车钩发生接触时，第二同步件3能够在水平面上快速响应，从而避免车钩与第二同步件3之间发生相对摩擦，进而进一步保证了试验结果的可靠性。

为了保证第二同步件3运动过程的稳定性，进一步如图1和图2所示，从动组件5还包括第三滚轮13及支撑轨道14，第三滚轮13为两组，两组第三滚轮13对称分布于第一滚轮10沿横向的两侧，每组第三滚轮13为沿纵向并排设置的多个，第三滚轮13可转动连接于第二直线导轨9的下部，支撑轨道14沿纵向延伸，支撑轨道14为两个，两个支撑轨道14沿横向对称分布于第一直线导轨8的两侧方，支撑轨道14的顶部为与水平面平行的平面，第三滚轮13的底部与支撑轨道14的顶部接触，以支撑第二直线导轨9于支撑轨道14上，在当第一滚轮10带动第二直线导轨9沿第一直线导轨8移动时，第三滚轮13沿支撑轨道14滚动。本发明通过设置第三滚轮13及支撑轨道14，能够保证第二直线导轨9运动的稳定性，从而保证了第二同步件3运动过程的稳定性，进而进一步保证了试验结果的可靠性。

为了便于实时测量车钩沿纵向及横向的错位距离(即在水平面上便宜原点位置的距离)，进一步如图2所示，第二同步件3的沿纵向的侧方设置有第一距离检测件15，第一距离检测件15用于检测第二同步件3沿横向的错位距离，第一距离检测件15优选为标尺，第一距离检测件15沿横向设置，第一距离检测件15与第二直线导轨9的顶部固定连接；第二同步件3沿横向的侧方设置有第二距离检测件16，第二距离检测件16用于检测第二同步件3沿纵向的错位距离，第二距离检测件16优选为标尺，第二距离检测件16沿纵向设置，第二距离检测件16与第一直线导轨8的顶部固定连接。

另外，在图1所示的实施例中，动力组件4具有动力输出端12，动力组件4的动力输出端12与第一同步件2连接，以驱动第一同步件2沿竖直方向做往复运动。

作为优选的，在图1所示的实施例中，动力组件4的动力输出端12设置于第一同步件2的上方，动力组件4的动力输出端12与第一同步件2固定连接。

针对动力组件4的结构，其具体可以为：如图1所示，动力组件4为压力机，以此通过借助企业中广泛使用的压力机，实现一机多用，降低了试验工装的研发及制造成本，动力组件4优选为四柱压力机，其固定端6具有底座7，从动组件5固定设置于底座7的顶部，以受底座7的支撑，底座7的顶部固定连接有支撑柱，支撑柱沿竖直方设置，支撑柱为四个，四个支撑柱沿正四边形分布，四个支撑柱的顶部固定连接有支撑台，支撑台上设置有活塞杆，活塞杆沿竖直方向设置，以沿竖直方向做伸缩运动，第一同步件2优选为杆件，第一同步件2沿竖直方向设置，第一同步件2的顶部与活塞杆的底部固定连接，第一同步件2的底部用于固定连接车钩。

本发明还提供了一种车钩连挂范围试验方法，应用如上所述的车钩连挂范围试验工装，包括以下步骤：

将一个车钩安装于第一同步件2上且钩舌沿竖直方向朝下，将另一个车钩安装于第二同步件3上且钩舌沿竖直方向朝上，同时，保证车钩的横向及纵向分别与同步组件1在水平面上的两个运动自由度方向平行；

调节同步组件1或从动组件5，以使得两个车钩之间在竖直方向上对中，记录此时车钩的位置为原点位置；

调节同步组件1或从动组件5，以使得两个车钩在水平面上错位，在车钩的横向及纵向方向上分别测量并记录车钩此时的位置相对于原点位置的距离；

通过动力组件4对同步组件1施加力，以使得第一同步件2与第二同步件3在沿竖直方向上产生相互靠近的相对运动；

当两个车钩接触后，判断两个车钩是否能够回到原点位置，如果两个车钩能够回到原点位置，则说明试验车钩能够实现该错位状态下的连挂，否则，说明试验车钩不能够实现该错位状态下的连挂；

经过反复多次的重复上述步骤，并且变换错位状态，即可确定试验车钩的连挂范围。

基于上述，本发明车钩连挂范围试验方法，通过应用上述车钩连挂范围试验工装，相对于现有的车钩连挂范围验证方式，能够显著提高验证过程的工作效率，以及显著提高试验结果的可靠性。

以下以图1和图2所示结构为例，对上述车钩连挂范围试验方法的具体实施方式进行举例说明：

调整第二同步件3的安装位置，以使第二同步件3的中心与从动组件5(即十字滑台)的坐标原点(即当第一直线导轨9与第二直线导轨8呈正十字时的交点)共线；

将一个车钩固定连接于第一同步件2的底部且钩舌沿竖直方向朝下，将另一个车钩放置于第二同步件3的顶部中心处且钩舌沿竖直方向朝上，同时，保证车钩的横向及车钩的纵向分别与第二直线导轨8及第一直线导轨9平行，以及保证两个车钩的中心与从动组件5的中心共线；

移动第二同步件3，以使得第二同步件3带动其上的车钩在水平面上错位，分别在横向及纵向上测量并记录第二同步件3相对于坐标原点的移动距离(例如：横向错位+150mm，垂向错位-80mm，如图2所示，设向下和向右的运动为正向运动，向上及向左的运动为负方向运动)；

启动动力组件4，以使活塞杆向下伸出，以带动第一同步件2向下运动；

当两个车钩接触后，车钩在自身导引对中结构的作用下，由于第一从动件2及与其连接的车钩在水平面上固定，因此第二从动件3及与其连接的车钩在从动组件5上做横向及纵向的移动，此时，判断第二同步件3是否能够回到坐标原点的位置，即两个车钩是否能够自动导引对中，如果第二同步件3能够回到坐标原点的位置，则说明试验车钩能够实现该错位状态下的连挂，否则，说明试验车钩不能够实现该错位状态下的连挂；

经过反复多次的重复上述步骤，并且变换错位状态，即可确定试验车钩的连挂范围。

Claims (10)

1.一种车钩连挂范围试验工装，用于带动两个车钩连挂，以测得两个车钩的连挂范围，其特征在于：包括同步组件(1)，同步组件(1)包括可带动一个车钩同步移动的第一同步件(2)，以及可带动另一个车钩同步移动的第二同步件(3)，第一同步件(2)位于第二同步件(3)的上方；

还包括动力组件(4)及从动组件(5)，动力组件(4)与同步组件(1)连接，以使第一同步件(2)与第二同步件(3)在沿竖直方向上产生相互靠近及远离的相对运动，同步组件(1)与从动组件(5)连接，以在水平面上做被动运动，同步组件(1)在水平面上具有两个运动自由度，两个运动自由度的方向为相互垂直的两条直线方向。

2.根据权利要求1所述的车钩连挂范围试验工装，其特征在于：所述第二同步件(3)与所述从动组件(5)连接，以在水平面上具有两个运动自由度，两个运动自由度的方向为相互垂直的两条直线方向。

3.根据权利要求2所述的车钩连挂范围试验工装，其特征在于：所述动力组件(4)具有固定端(6)，以支撑动力组件(4)的动力输出，所述从动组件(5)及所述第二同步件(3)均与动力组件(4)的固定端(6)对应设置，以约束沿竖直方向上的运动。

4.根据权利要求3所述的车钩连挂范围试验工装，其特征在于：所述动力组件(4)的固定端(6)具有底座(7)，所述从动组件(5)及所述第二同步件(3)均支撑设置于底座(7)上。

5.根据权利要求4所述的车钩连挂范围试验工装，其特征在于：所述第二同步件(3)设置于所述从动组件(5)的上方。

6.根据权利要求5所述的车钩连挂范围试验工装，其特征在于：所述从动组件(5)包括第一直线导轨(8)及第二直线导轨(9)，第一直线导轨(8)与第二直线导轨(9)垂直，第一直线导轨(8)固定设置于底座(7)上，第二直线导轨(9)连接于第一直线导轨(8)的上方，以沿第一直线导轨(8)往复移动，所述第二同步件(3)连接于第二直线导轨(9)的上方，以沿第二直线导轨(9)往复移动。

7.根据权利要求6所述的车钩连挂范围试验工装，其特征在于：所述从动组件(5)还包括至少一个第一滚轮(10)及至少一个第二滚轮(11)，第一滚轮(10)可转动连接于所述第二直线导轨(9)的下部，第一滚轮(10)与所述第一直线导轨(8)滚动配合连接，以带动第二直线导轨(9)沿第一直线导轨(8)往复移动，第二滚轮(11)可转动连接于所述第二同步件(3)的下部，第二滚轮(11)与第二直线导轨(9)滚动配合连接，以带动第二同步件(3)沿第二直线导轨(9)往复移动。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的车钩连挂范围试验工装，其特征在于：所述动力组件(4)具有动力输出端(12)，动力组件(4)的动力输出端(12)与所述第一同步件(2)连接，以驱动第一同步件(2)沿竖直方向做往复运动。

9.根据权利要求8所述的车钩连挂范围试验工装，其特征在于：所述动力组件(4)的动力输出端(12)设置于所述第一同步件(2)的上方，动力组件(4)的动力输出端(12)与第一同步件(2)固定连接。

10.一种车钩连挂范围试验方法，应用如权利要求1至9中任一项所述的车钩连挂范围试验工装，其特征在于，包括以下步骤：

将一个车钩安装于第一同步件(2)上且钩舌沿竖直方向朝下，将另一个车钩安装于第二同步件(3)上且钩舌沿竖直方向朝上，同时，保证车钩的横向及纵向分别与同步组件(1)在水平面上的两个运动自由度方向平行；

调节同步组件(1)或从动组件(5)，以使得两个车钩之间在竖直方向上对中，记录此时车钩的位置为原点位置；

调节同步组件(1)或从动组件(5)，以使得两个车钩在水平面上错位，在车钩的横向及纵向方向上分别测量并记录车钩此时的位置相对于原点位置的距离；

通过动力组件(4)对同步组件(1)施加力，以使得第一同步件(2)与第二同步件(3)在沿竖直方向上产生相互靠近的相对运动；

当两个车钩接触后，判断两个车钩是否能够回到原点位置，如果两个车钩不能回到原点位置，则说明试验车钩能够实现该错位状态下的连挂，否则，说明试验车钩不能够实现该错位状态下的连挂；

经过反复多次的重复上述步骤，并且变换错位状态，即可确定试验车钩的连挂范围。