CN109682616B - 用于测试磁悬浮组件的试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种试验台，用于测试磁悬浮组件，磁悬浮组件包括电磁铁和轨道，所述轨道位于所述电磁铁的上方，试验台包括：支撑组件和拉力检测装置，电磁铁安装于支撑组件上；拉力检测装置的安装端与支撑组件相连接，拉力检测装置的检测端与轨道相连接，以检测轨道的受力情况。本发明所提供的试验台，通过支撑组件支撑电磁铁，并将轨道设置于电磁铁的上方，准确地模拟出电磁铁与轨道的实际工况，再通过设置拉力检测装置，进而准确地测出轨道的受力情况，避免了分析软件模拟工况所带来的误差；并且该试验台在模拟电磁铁与轨道的工况时，不会受到电流等工作参数的影响，进一步提升检测轨道受力的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及磁悬浮技术领域，具体而言，涉及一种试验台。
背景技术
目前，常导磁悬浮列车依靠安装在车辆上的磁铁与地面上的钢制F轨相互吸引，使车辆悬浮，但磁铁与F轨并非完全中心对齐，而是在水平方向稍有偏移，这一偏移使吸引力倾斜而可分解出竖直悬浮力和水平导向力，竖直悬浮力使车辆克服重力悬浮，决定车辆运行重量，悬浮力大小与磁铁同F轨间竖直间隙反相关；水平导向力作为车辆过弯时的向心力，影响车辆过弯性能。
在相关技术中，通常采用分析软件计算悬浮力和导向力，但分析软件所模拟的工况误差较大，尤其是在电磁铁电流较大时，理论值与实际值间的误差迅速增大，无法准确地模拟出电磁铁与F轨的实际工况。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明提出一种试验台。
有鉴于此，本发明的第一方面提供了一种试验台，用于测试磁悬浮组件，磁悬浮组件包括电磁铁和轨道，所述轨道位于所述电磁铁的上方，试验台包括：支撑组件和拉力检测装置，电磁铁安装于支撑组件上；拉力检测装置的安装端与支撑组件相连接，拉力检测装置的检测端与轨道相连接，以检测轨道的受力情况。
本发明所提供的试验台，通过支撑组件支撑电磁铁，并将轨道设置于电磁铁的上方，准确地模拟出电磁铁与轨道的实际工况，再通过设置拉力检测装置，进而准确地测出轨道的受力情况，避免了分析软件模拟工况所带来的误差；并且该试验台在模拟电磁铁与轨道的工况时，不会受到电流等工作参数的影响，进一步提升检测轨道受力的准确性。
优选地，轨道为F轨。
另外，本发明提供的上述技术方案中的试验台还可以具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，优选地，拉力检测装置包括第一拉力传感器，第一拉力传感器水平设置，第一拉力传感器的检测端与轨道的侧壁相连接，以检测轨道的水平受力。
在该技术方案中，通过设置第一拉力传感器，并且第一拉力传感器水平设置，实现对轨道的水平受力情况进行检测，进而根据该水平向受力计算出该磁悬浮系统的导向力，进一步提升了检测导向力的准确性。
在上述任一技术方案中，优选地，试验台还包括：连杆，连杆的一端与支撑组件相连接，另一端与第一拉力传感器的安装端相连接。
在该技术方案中，通过设置连杆，使得第一拉力传感器的检测端与连杆的支撑点的距离加长，减小了竖直方向抗弯力矩，进而减小了对第二拉力传感器的影响。
具体地，连杆为螺纹连杆，插接于支撑组件上，在支撑组件的两侧分别设置螺母，将连杆夹紧于支撑组件上，在螺母与支撑组件之间设置垫片，调整螺杆的位置，进而实现对轨道水平偏移距离的调整。
优选地，连杆的长度大于等于50毫米。
在上述任一技术方案中，优选地，拉力检测装置包括：第二拉力传感器，第二拉力传感器竖直设置，第二拉力传感器的检测端与轨道的顶壁相连接，以检测轨道的竖直受力。
在该技术方案中，通过设置第二拉力传感器，并且第二拉力传感器竖直设置，实现对轨道竖直向受力情况的检测，进而根据轨道的竖直向受力情况计算轨道与电磁铁之间的悬浮力，进一步提升了检测悬浮力的准确性。
在上述任一技术方案中，优选地，试验台还包括：转轴、轴承和轴承座，转轴与支撑组件相连接；轴承的内圈套设于转轴上；轴承座与轴承的外圈相连接，并且轴承座与第二拉力传感器的安装端相连接。
在该技术方案中，通过设置转轴，转轴与支撑组件相连接，轴承套设于转轴上，轴承座再套设于轴承的外侧，使得轴承座可相对支撑组件转动，进而使得第二拉力传感器可相对支撑组件转动，减小第二拉力传感器水平方向抗弯力矩，进而减小对水平拉力传感器的影响。
在上述任一技术方案中，优选地，试验台还包括：间隙检测装置，间隙检测装置与轨道或电磁铁相连接，以检测轨道与电磁铁的相对位置。
在该技术方案中，通过设置间隙检测装置，实现对轨道与电磁铁的相对位置的检测，进而使得得到的悬浮力和导向力更加准确。
在上述任一技术方案中，优选地，试验台还包括：连接件和检测件，检测件的横截面呈L形，检测件和连接件中的一个与轨道相连接，另一个与电磁铁相连接；间隙检测装置包括第一间隙传感器和第二间隙传感器，第一间隙传感器和第二间隙传感器均与连接件相连接，第一间隙传感器的检测端朝向检测件的竖直面，以检测轨道相对于电磁铁的水平向偏移距离，第二间隙传感器的检测端朝向检测件的水平面，以检测轨道与电磁铁在竖直方向上的间隙。
在该技术方案中，通过设置连接件，实现间隙检测装置的安装和固定；通过设置检测件，为间隙检测装置提供检测标准，便于对轨道与电磁铁的相对位置进行检测；通过将间隙检测装置设置为第一间隙传感器和第二间隙传感器，第一间隙传感器实现对轨道相对于电磁铁的水平向偏移距离的检测，第二间隙传感器实现对轨道与电磁铁在竖直方向上的间隙的检测，进而根据水平向偏移调整和计算导向力，根据竖直方向的间隙调整和计算悬浮力。
在上述任一技术方案中，优选地，支撑组件包括：底板和电磁铁支架，电磁铁支架与底板相连接，电磁铁支架包括第一电磁铁支架和第二电磁铁支架，电磁铁的一侧与第一电磁铁支架相连接，电磁铁的另一侧与第二电磁铁支架相连接；其中，第一电磁铁支架为一体式结构，第二电磁铁支架包括第一支撑部件和第一安装部件，第一支撑部件与底板相连接，第一安装部件可调节地安装于第一支撑部件上，电磁铁的另一侧与第一安装部件相连接。
在该技术方案中，通过设置底板，实现对试验台的固定，优选地，底板上设置有安装孔，安装孔用于安装地脚螺栓，安装孔优选为腰形孔；通过设置电磁铁支架，实现对电磁的安装和定位；电磁铁支架包括第一电磁铁支架和第二电磁铁支架，通过将第一电磁铁支架设置为一体式结构，使得对电磁铁的支撑更加稳固，通过将第二电磁铁支架设置为第一支撑部件和第一安装部件，第一安装部件可调节地安装于第一支撑部件上，使得电磁铁的安装高度可调，确保电磁铁安装位置和安装状态的准确。
优选地，第一电磁铁支架与电磁铁之间设置有绝磁垫板，第二电磁铁支架与电磁铁之间设置有绝磁垫板，有效地防止磁感线泄露，避免影响实验结果。
优选地，绝磁垫板为铝制绝磁垫板。
在上述任一技术方案中，优选地，支撑组件还包括：传感器支架，传感器支架与底板相连接，传感器支架包括：第二支撑部件、第二安装部件、螺杆、垫片、第一螺母和第二螺母，螺杆旋紧于第二支撑部件的一端，第二安装部件套设于螺杆上，第一螺母和第二螺母旋紧于第二安装部件的两侧，垫片安装于第二安装部件与第二螺母之间。
在该技术方案中，通过设置传感器支架，实现对拉力检测装置的支撑，通过设置垫片，实现对拉力检测装置的快速、准确调节，进而实现对轨道与电磁铁之间的间隙进行调节，进而使得试验台的使用更加方便。
优选地，传感器支架顶部设置有螺纹孔，螺杆旋接于螺纹孔内，螺纹孔内的螺纹为T型螺纹。
在上述任一技术方案中，优选地，支撑组件还包括：多个加强部件，多个加强部件的一端与底板相连接，多个加强部件另一端与电磁铁支架和/ 或传感器支架相连接。
在该技术方案中，通过设置多个加强部件，提升了支撑组件的强度，使得试验台可检测更大的悬浮力和导向力，提升了试验台的量程，并且提升支撑组件的强度减小了轨道的变形，使得对悬浮力和导向力的检测更加准确。
在上述任一技术方案中，优选地，电磁铁为多个，多个电磁铁沿轨道的长度方向排列，每个电磁铁对应一个支撑组件、拉力检测装置和间隙检测装置。
在该技术方案中，通过设置多个电磁铁，使得轨道的受力更加均匀，减小轨道因受力不均而产生的变形。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的试验台整体结构主视图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的试验台拉力检测结构示意图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的试验台间隙检测结构示意图；
图4示出了根据本发明的一个实施例的支撑组件结构示意图；
图5示出了根据本发明的一个实施例的试验台整体结构俯视图；
其中，图1至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1支撑组件，12电磁铁支架，122第一电磁铁支架，124第二电磁铁支架，1242第一支撑部件，1244第一安装部件，14传感器支架，142第二支撑部件，144第二安装部件，146螺杆，147垫片，148第一螺母，149第二螺母，16加强部件，18底板，2电磁铁，3轨道，4拉力检测装置，42 第一拉力传感器，44连杆，46第二拉力传感器，48轴承座，5间隙检测装置，52第一间隙传感器，54第二间隙传感器，56连接件，58检测件，6 绝磁垫板。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图5描述根据本发明一些实施例所述试验台。
在本发明第一方面实施例中，如图1所示，本发明提供了一种试验台，用于测试磁悬浮组件，磁悬浮组件包括电磁铁2和轨道3，所述轨道3位于所述电磁铁2的上方，试验台包括：支撑组件1和拉力检测装置4，电磁铁2安装于支撑组件1上；拉力检测装置4的安装端与支撑组件1相连接，拉力检测装置4的检测端与轨道3相连接，以检测轨道3的受力情况。
在该实施例中，试验台通过支撑组件1支撑电磁铁2，并将轨道3设置于电磁铁2的上方，准确地模拟出电磁铁2与轨道3的实际工况，再通过设置拉力检测装置4，进而准确地测出轨道3的受力情况，避免了分析软件模拟工况所带来的误差；并且该试验台在模拟电磁铁2与轨道3的工况时，不会受到电流等工作参数的影响，进一步提升检测轨道3受力的准确性。
优选地，轨道3为F轨。
在本发明的一个实施例中，优选地，如图1和图2所示，拉力检测装置4包括第一拉力传感器42，第一拉力传感器42水平设置，第一拉力传感器42的检测端与轨道3的侧壁相连接，以检测轨道3的水平受力。
在该实施例中，通过设置第一拉力传感器42，并且第一拉力传感器42 水平设置，实现对轨道3的水平受力情况进行检测，进而根据该水平向受力计算出该磁悬浮系统的导向力，进一步提升了检测导向力的准确性。
在本发明的一个实施例中，优选地，如图1所示，试验台还包括：连杆44，连杆44的一端与支撑组件1相连接，另一端与第一拉力传感器42 的安装端相连接。
在该实施例中，通过设置连杆44，使得第一拉力传感器42的检测端与连杆44的支撑点的距离加长，减小了竖直方向抗弯力矩，进而减小了对第二拉力传感器46的影响。
具体地，连杆44为螺纹连杆，插接于支撑组件1上，在支撑组件1的两侧分别设置螺母，将连杆44夹紧于支撑组件1上，在螺母与支撑组件1 之间设置垫片147，调整螺杆146的位置，进而实现对轨道3水平偏移距离的调整。
优选地，连杆44的长度大于等于50毫米。
在本发明的一个实施例中，优选地，如图1和图2所示，拉力检测装置4包括：第二拉力传感器46，第二拉力传感器46竖直设置，第二拉力传感器46的检测端与轨道3的顶壁相连接，以检测轨道3的竖直受力。
在该实施例中，通过设置第二拉力传感器46，并且第二拉力传感器46 竖直设置，实现对轨道3竖直向受力情况的检测，进而根据轨道3的竖直向受力情况计算轨道3与电磁铁2之间的悬浮力，进一步提升了检测悬浮力的准确性。
在本发明的一个实施例中，优选地，如图1和图2所示，试验台还包括：转轴、轴承和轴承座48，转轴与支撑组件1相连接；轴承的内圈套设于转轴上；轴承座48与轴承的外圈相连接，并且轴承座48与第二拉力传感器46的安装端相连接。
在该实施例中，通过设置转轴，转轴与支撑组件1相连接，轴承套设于转轴上，轴承座48再套设于轴承的外侧，使得轴承座48可相对支撑组件1转动，进而使得第二拉力传感器46可相对支撑组件1转动，减小第二拉力传感器46水平方向抗弯力矩，进而减小对水平拉力传感器的影响。
在本发明的一个实施例中，优选地，如图3所示，试验台还包括：间隙检测装置5，间隙检测装置5与轨道3或电磁铁2相连接，以检测轨道3 与电磁铁2的相对位置。
在该实施例中，通过设置间隙检测装置5，实现对轨道3与电磁铁2 的相对位置的检测，进而使得得到的悬浮力和导向力更加准确。
在本发明的一个实施例中，优选地，如图3所示，试验台还包括：连接件56和检测件58，检测件58的横截面呈L形，检测件58和连接件56 中的一个与轨道3相连接，另一个与电磁铁2相连接；间隙检测装置5包括第一间隙传感器52和第二间隙传感器54，第一间隙传感器52和第二间隙传感器54均与连接件56相连接，第一间隙传感器52的检测端朝向检测件58的竖直面，以检测轨道3相对于电磁铁2的水平向偏移距离，第二间隙传感器54的检测端朝向检测件58的水平面，以检测轨道3与电磁铁2 在竖直方向上的间隙。
在该实施例中，通过设置连接件56，实现间隙检测装置5的安装和固定；通过设置检测件58，为间隙检测装置5提供检测标准，便于对轨道3 与电磁铁2的相对位置进行检测；通过将间隙检测装置5设置为第一间隙传感器52和第二间隙传感器54，第一间隙传感器52实现对轨道3相对于电磁铁2的水平向偏移距离的检测，第二间隙传感器54实现对轨道3与电磁铁2在竖直方向上的间隙的检测，进而根据水平向偏移调整和计算导向力，根据竖直方向的间隙调整和计算悬浮力。
优选地，第一间隙传感器52和第二间隙传感器54均为距离传感器。
在本发明的一个实施例中，优选地，如图1和图4所示，支撑组件1 包括：底板18和电磁铁支架12，电磁铁支架12与底板18相连接，电磁铁支架12包括第一电磁铁支架122和第二电磁铁支架124，电磁铁2的一侧与第一电磁铁支架122相连接，电磁铁2的另一侧与第二电磁铁支架124 相连接；其中，第一电磁铁支架122为一体式结构，第二电磁铁支架124 包括第一支撑部件1242和第一安装部件1244，第一支撑部件1242与底板 18相连接，第一安装部件1244可调节地安装于第一支撑部件1242上，电磁铁2的另一侧与第一安装部件1244相连接。
在该实施例中，通过设置底板18，实现对试验台的固定，优选地，底板18上设置有安装孔，安装孔用于安装地脚螺栓，安装孔优选为腰形孔；通过设置电磁铁支架12，实现对电磁的安装和定位；电磁铁支架12包括第一电磁铁支架122和第二电磁铁支架124，通过将第一电磁铁支架122 设置为一体式结构，使得对电磁铁2的支撑更加稳固，通过将第二电磁铁支架124设置为第一支撑部件1242和第一安装部件1244，第一安装部件 1244可调节地安装于第一支撑部件1242上，使得电磁铁2的安装高度可调，确保电磁铁2安装位置和安装状态的准确。
优选地，如图1和图4所示，第一电磁铁支架122与电磁铁2之间设置有绝磁垫板6，第二电磁铁支架124与电磁铁2之间设置有绝磁垫板6，有效地防止磁感线泄露，避免影响实验结果。
优选地，绝磁垫板6为铝制绝磁垫板。
在本发明的一个实施例中，优选地，如图1和图4所示，支撑组件1 还包括：传感器支架14，传感器支架14与底板18相连接，传感器支架14 包括：第二支撑部件142、第二安装部件144、螺杆146、垫片147、第一螺母148和第二螺母149，螺杆146旋紧于第二支撑部件142的一端，第二安装部件144套设于螺杆146上，第一螺母148和第二螺母149旋紧于第二安装部件144的两侧，垫片147安装于第二安装部件144与第二螺母 149之间。
在该实施例中，通过设置传感器支架14，实现对拉力检测装置4的支撑，通过设置垫片147，实现对拉力检测装置4的快速、准确调节，进而实现对轨道3与电磁铁2之间的间隙进行调节，进而使得试验台的使用更加方便。
优选地，传感器支架14顶部设置有螺纹孔，螺杆146旋接于螺纹孔内，螺纹孔内的螺纹为T型螺纹。
在本发明的一个实施例中，优选地，如图1和图4所示，支撑组件1 还包括：多个加强部件16，多个加强部件16的一端与底板18相连接，多个加强部件16另一端与电磁铁支架12和/或传感器支架14相连接。
在该实施例中，通过设置多个加强部件16，提升了支撑组件1的强度，使得试验台可检测更大的悬浮力和导向力，提升了试验台的量程，并且提升支撑组件1的强度减小了轨道3的变形，使得对悬浮力和导向力的检测更加准确。
在本发明的一个实施例中，优选地，如图5所示，电磁铁2为多个，多个电磁铁2沿轨道3的长度方向排列，每个电磁铁2对应一个支撑组件 1、拉力检测装置4和间隙检测装置5。
在该实施例中，通过设置多个电磁铁2，使得轨道3的受力更加均匀，减小轨道3因受力不均而产生的变形。
优选地，电磁铁2为三个。
在本发明的一个实施例中，轨道3与电磁铁2的安装于试验台后，调节连杆44上的螺母使轨道3下表面与电磁铁2上表面完全居中对齐并重合，用锁死螺母锁死初始位置，间隙检测装置5归零。然后通过垫片147不断改变竖直方向的间隙(悬浮间隙)和水平偏移距离(偏移间隙)至待检测值，电磁铁2通电，拉力传感器输出悬浮力和导向力。
在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种试验台，用于测试磁悬浮组件，磁悬浮组件包括电磁铁和轨道，所述轨道位于所述电磁铁的上方，其特征在于，所述试验台包括：
支撑组件，所述电磁铁安装于所述支撑组件上；
拉力检测装置，所述拉力检测装置的安装端与所述支撑组件相连接，所述拉力检测装置的检测端与所述轨道相连接，以检测所述轨道的受力情况；
间隙检测装置，所述间隙检测装置与所述轨道或所述电磁铁相连接，以检测所述轨道与所述电磁铁的相对位置；
连接件；
检测件，所述检测件的横截面呈L形，所述检测件和所述连接件中的一个与所述轨道相连接，另一个与所述电磁铁相连接；
所述间隙检测装置包括第一间隙传感器和第二间隙传感器，所述第一间隙传感器和所述第二间隙传感器均与所述连接件相连接，所述第一间隙传感器的检测端朝向所述检测件的竖直面，以检测所述轨道相对于所述电磁铁的水平向偏移距离，所述第二间隙传感器的检测端朝向所述检测件的水平面，以检测所述轨道与所述电磁铁在竖直方向上的间隙；
所述支撑组件包括：
底板；
电磁铁支架，所述电磁铁支架与所述底板相连接；
传感器支架，所述传感器支架与所述底板相连接，所述传感器支架包括：第二支撑部件、第二安装部件、螺杆、垫片、第一螺母和第二螺母，所述螺杆旋紧于所述第二支撑部件的一端，所述第二安装部件套设于所述螺杆上，所述第一螺母和所述第二螺母旋紧于所述第二安装部件的两侧，所述垫片安装于所述第二安装部件与所述第二螺母之间。
2.根据权利要求1所述的试验台，其特征在于，所述拉力检测装置包括：
第一拉力传感器，所述第一拉力传感器水平设置，所述第一拉力传感器的检测端与所述轨道的侧壁相连接，以检测所述轨道的水平受力。
3.根据权利要求2所述的试验台，其特征在于，还包括：
连杆，所述连杆的一端与所述支撑组件相连接，另一端与所述第一拉力传感器的安装端相连接。
4.根据权利要求1所述的试验台，其特征在于，所述拉力检测装置包括：
第二拉力传感器，所述第二拉力传感器竖直设置，所述第二拉力传感器的检测端与所述轨道的顶壁相连接，以检测所述轨道的竖直受力。
5.根据权利要求4所述的试验台，其特征在于，还包括：
转轴，所述转轴与所述支撑组件相连接；
轴承，所述轴承的内圈套设于所述转轴上；
轴承座，所述轴承座与所述轴承的外圈相连接，并且所述轴承座与所述第二拉力传感器的安装端相连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的试验台，其特征在于，
所述电磁铁支架包括第一电磁铁支架和第二电磁铁支架，所述电磁铁的一侧与所述第一电磁铁支架相连接，所述电磁铁的另一侧与所述第二电磁铁支架相连接；
其中，所述第一电磁铁支架为一体式结构，所述第二电磁铁支架包括第一支撑部件和第一安装部件，所述第一支撑部件与所述底板相连接，所述第一安装部件可调节地安装于所述第一支撑部件上，所述电磁铁的另一侧与所述第一安装部件相连接。
7.根据权利要求1所述的试验台，其特征在于，所述支撑组件还包括：
多个加强部件，所述多个加强部件的一端与所述底板相连接，所述多个加强部件的另一端与所述电磁铁支架和/或所述传感器支架相连接。
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| 陈立功等.磁悬浮列车的模拟试验系统.《电力机车技术》.2002,第25卷(第1期),第18-19、21页. * |
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