CN110864921A - 一种基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法 - Google Patents

Abstract

一种基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，在试验车钩的摆动部件上安装三维电子罗盘，利用三维电子罗盘对所处磁场变化量的敏感性，将车钩摆动试验时所引起的车钩磁场变化记录下来，并通过电信号处理将三维电子罗盘所记录的车钩磁场矢量变化量换算成车钩摆动角度，实现车钩联挂试验的车钩摆角测量。本发明将原有角度测量方式改为三维电子罗盘的电子式测量方式，此测量方法只需将测量组件固定在车钩上，测量时无需人员手动测量，测量精度高，方便快捷，有效提升测试精度的同时大大降低人工成本。

Description

一种基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法

技术领域

本发明涉及到一种车辆部件的检测试验方法，尤其是指一种基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，该种基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法可以有效提高车钩摆角的检测效率，而且测量精度高，作业简便；主要用于车钩联挂试验的车钩摆角测量；属于车辆零部件检测技术领域。

背景技术

车钩是轨道运输设备（包括地铁、国铁、城铁等）的重要组成部分，主要用于各种机车和车辆之间的机械连接，同时联通各节机车和车辆的电路、气路，属于车辆连接的关键部件，因此在车钩安装上车辆前需对其性能进行试验；试验的内容包括：气路试验、电路试验、车钩机械连接试验、车钩摆角试验等。在进行车钩摆角试验需测量车钩的水平摆角和俯仰摆角，目前业内现有车钩联挂试验台一般都不做车钩摆角试验，如果做的话车钩摆动角度试验也只能是通过人工使用原始的机械测量工具-角度尺测量，使用时需一人控制车钩，一人测量角度。此测量方法测量精度低，效率底，因此很有必要对此加以改进。电子罗盘，又称数字罗盘，在现代技术条件中电子罗盘作为导航仪器或姿态传感器已被广泛应用。电子罗盘与传统指针式和平衡架结构罗盘相比能耗低、体积小、重量轻、精度高、可微型化，其输出信号通过处理可以实现数码显示，不仅可以用来指向，其数字信号可直接送到自动舵，控制船舶的操纵。目前，广为使用的是三轴捷联磁阻式数字磁罗盘，这种罗盘具有抗摇动和抗振性、航向精度较高、对干扰磁场有电子补偿、可以集成到控制回路中进行数据链接等优点，因而广泛应用于航空、航天、机器人、航海、车辆自主导航等领域。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号为CN201811475601.2，名称为“弯道模拟机构、车钩连挂试验台及其试验系统”，申请人为：中车青岛四方车辆研究所有限公司的发明专利，该专利公开了一种弯道模拟机构、车钩连挂试验台及其试验系统，其中，弯道模拟机构应用于车钩连挂试验台中，车钩连挂试验台包括底座，所述弯道模拟机构包括第一连接座、弧形轨道、移动块及第一安装座，第一连接座支撑设置于所述底座上，弧形轨道设置于所述第一连接座上，移动块与所述弧形轨道连接，以沿所述弧形轨道往复移动，第一安装座用于带动车钩移动，所述第一安装座与所述移动块固定连接，以随着所述移动块同步移动；车钩连挂试验系统包括上述车钩连挂试验台。

2、专利号为CN201811473990.5，名称为“错动调节机构、车钩连挂试验台及其试验系统”，申请人为：中车青岛四方车辆研究所有限公司的发明专利，该专利公开了一种错动调节机构、车钩连挂试验台及其试验系统，该错动调节机构包括横向移动座、第一动力单元、第一连接座、垂向移动座、第二动力单元及第二连接座，横向移动座用于带动车钩沿着横向往复移动，第一动力单元与横向移动座连接，第一连接座与横向移动座及第一动力单元连接，垂向移动座与第一连接座连接，第二动力单元与垂向移动座连接，第二连接座支撑设置于底座上，第二连接座与垂向移动座及第二动力单元连接。

3、专利号为CN201810843830.9，名称为“车钩连挂范围试验工装及方法”，申请人为：中车青岛四方车辆研究所有限公司的发明专利，该专利公开了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。

4、专利号为CN201910641012.5，名称为“一种铁路车辆车钩力静态标定试验台”，申请人为：西南交通大学的发明专利，该专利公开了一种铁路车辆车钩力静态标定试验台，其包括基体；施力件，施力件一端与基体固定相连；车钩座，车钩座固设于基体上，车钩座上设有安装部，安装部用于与车钩可拆卸相连；和传力组件，施力件另一端与传力组件一端相连，传力组件另一端用于与车钩相连。使用时，将待标定的车钩安装在车钩座上，通过施力件施加外力，作用到车钩上，在车钩的表面贴上测力装置，即可将车钩的受力与输出的电信号对应，从而完成标定，有利于将实际测量的电信号较为准确地转化为车钩的受力。使用时，施力件的输出力构成该铁路车辆车钩力静态标定试验台的内力，因此该试验台可以即挪即用，不需要额外固定于其他设备或地面上。

5、专利号为CN201810783320.7，名称为“一种车钩力测试试验方法及标定工装”，申请人为：中车株洲电力机车有限公司的发明专利，该专利公开了一种车钩力测试标定工装，包括平台，平台上固定有用于提供拉力和压力的施力部件和与施力部件相对的反力部件，施力部件作用于力传感器，力传感器与反力部件之间用于连接待标定的车钩过渡套，以使施力部件的作用力通过力传感器施加于车钩过渡套。该专利还公开了一种车钩力测试试验方法，将车钩过渡套安装于如上述车钩力测试标定工装上，并在车钩过渡套表面布置应变片；标定并验证，施力部件分别提供拉力和压力，分别比较力传感器的输出结果与应变片的输出结果；验证合格后，进行在线测试。

通过对上述这些专利的仔细分析，这些专利虽然都涉及车钩的试验，而且还有的涉及到了车钩力测试试验方法，也提出了一些改进技术方案，但通过仔细分析，该些专利都没有提出如何有效进行车钩的摆动试验，因此前面所述车钩摆动试验的问题都依然存在，所以仍有待进一步加以研究改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有车钩摆动试验测量不方便，测量数据不准确，测量效率低的问题，提出一种新型的基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，该种基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法可以有效解决现在不方便进行车钩试验时的摆角试验，而且进行车钩摆角试验效率低，测量不方便的问题，满足现在车钩连挂综合试验的需求。

为了达到这一目的，本发明提供了一种基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，在试验车钩的摆动部件上安装三维电子罗盘，利用三维电子罗盘对所处磁场变化量的敏感性，将车钩摆动试验时所引起的车钩磁场矢量变化记录下来，并通过电信号处理将三维电子罗盘所记录的车钩磁场矢量变化量换算成车钩摆动角度，实现车钩联挂试验的车钩摆角测量。

进一步地，所述的在试验车钩的摆动部件上安装三维电子罗盘是将三维电子罗盘设置在电子罗盘盒中，再通过紧固装置将带有三维电子罗盘的电子罗盘盒固定到试验车钩的摆动部件上，让三维电子罗盘随着车钩一起摆动，并通过通讯电缆将摆角信息实时传输给车钩联挂试验台的电脑处理系统，由电脑处理系统换算成车钩的摆动角度。

进一步地，所述的将带有三维电子罗盘的电子罗盘盒固定到试验车钩的摆动部件上是先将待试验的车钩安装在车钩联挂试验台的车钩摆动夹持装置上，再将电子罗盘盒卡装到待试验车钩上；或者直接将电子罗盘盒卡装固定到车钩联挂试验台的车钩摆动夹持装置的头部的上端面上。

进一步地，所述的将车钩摆动试验时所引起的车钩磁场变化记录下来是当车钩进行摆动试验时，先根据车钩所在轴线所处的磁场方向，将三维电子罗盘调整到零位；再在车钩摆动试验时，根据车钩摆动相对于三维电子罗盘的磁场矢量变化，由三维电子罗盘记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值，并将所记录的车钩摆动时所引起的磁场矢量变化数值通过信号电缆输入到车钩联挂试验的控制系统中，由控制系统换算成车钩的摆动角，从而完成对车钩摆动角度的测量。

进一步地，所述的由三维电子罗盘记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值是由三维电子罗盘中的三维磁阻传感器进行记录；通过三维磁阻传感器测量地球磁场，采用三个互相垂直的磁阻传感器，每个轴向上的传感器检测在该方向上的地磁场强度；向前的方向称为x方向的传感器检测地磁场在x方向的矢量值；向右或Y方向的传感器检测地磁场在Y方向的矢量值；向下或Z方向的传感器检测地磁场在Z方向的矢量值；车钩摆动时由各个传感器记录各个方向的磁场矢量变化值。

进一步地，所述的由三维电子罗盘记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值包含通过倾角传感器对三维磁阻传感器非水平状态时进行补偿；以及通过MCU处理三维磁阻传感器和倾角传感器的信号以及数据输出和软铁、硬铁补偿；三维磁阻传感器产生的模拟输出信号进行放大后送入MCU进行处理；磁场测量范围为±2Gauss；通过采用12位A/D转换器，分辨率小于1mGauss的磁场变化量，通过该高分辨力来准确测量出200-300mGauss的X和Y方向的磁场强度。

进一步地，所述的由三维电子罗盘记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值是由三维电子罗盘中的霍尔效应磁传感器记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值；通过霍尔效应磁传感器感应车钩摆动时的磁场矢量变化，再通过通信电缆将霍尔效应磁传感器感应到的磁场矢量变化传送到车钩联挂试验的控制系统中，由车钩连挂试验装置控制系统换算成车钩的摆动角，从而完成对车钩摆动角度的测量。

进一步地，所述的由三维电子罗盘记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值是由三维电子罗盘中的磁通门传感器记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值；利用被测磁场中铁磁材料磁芯在交变磁场的饱和励磁下其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量车钩摆动时的磁场矢量变化数值，再通过通信电缆将磁通门传感器感应到的磁场矢量变化传送到车钩联挂试验的控制系统中，由车钩连挂试验装置控制系统换算成车钩的摆动角，从而完成对车钩摆动角度的测量。

进一步地，所述的由控制系统换算成车钩的摆动角是计算机根据三维电子罗盘所输出的磁场矢量变化数值，按照磁场矢量变化与车钩摆动转角的对应关系进行换算。

进一步地，所述的实现车钩联挂试验的车钩摆角测量至少包括以下步骤：

1）先将需联挂试验的车钩两端分别安装在车钩连挂试验装置两端的工装夹具上；

2）将三维电子罗盘通过紧固件固定在车钩或车钩夹持装置的顶面上，并保持三维电子罗盘水平设置；

3）调整三维电子罗盘零度位置，将根据车钩试验装置所处的磁场位置，调整三维电子罗盘的基准点，使得车钩进行摆动试验前所处的磁场矢量为零点位置；

4）在操作台上启动测量系统，并摆动车钩，车钩摆动角度将由三维电子罗盘通过磁场矢量的变化感应到，并通过控制系统中的电脑换算后在系统上实时显示。

本发明的优点在于：

本发明将原有角度测量方式改为三维电子罗盘的电子式测量方式，此测量方法只需将测量组件固定在车钩上，测量时无需人员手动测量，测量数据精度高，方便快捷，有效提搞测试数据精度及测试效率。

附图说明

图1是本发明一种实施例的车钩联挂试验台结构示意图；

图2是车钩及夹持装置局部结构示意图；

图3本发明一种实施例的电子罗盘盒的结构示意图；

图4是图3的侧面示意图；

图5是本发明三维电子罗盘的测量原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明。

实施例一

通过附图可以看出，本发明涉及一种带有车钩摆动试验转角测量装置的车钩联挂试验台，包括试验台架1，在试验台架1上安装有车钩摆动夹持装置2；其特征在于：在车钩摆动夹持装置2上设置有电子罗盘8，通过电子罗盘8测量车钩摆动试验的转角。

所述的电子罗盘8内置在电子罗盘盒14内，在电子罗盘盒14上设有固定夹持装置，电子罗盘盒14通过固定夹持装置夹持在车钩摆动夹持装置2或试验车钩6上，随车钩6的摆动而摆动，通过电子罗盘8在随车钩摆动中进行车钩转角的测量。

所述的电子罗盘8通过紧固装置固定在车钩摆动夹持装置2的摆动部件7的端部上或固定在试验车钩6上。

所述的车钩摆动夹持装置2一共有两套；其中，一套为固定摆动夹持装置4，固定摆动夹持装置4固定安装在试验台架1的一头；一套为活动摆动夹持装置3，活动摆动夹持装置3通过滑动轨道安装在试验台架1的另一头，且活动摆动夹持装置3通过设置在试验台架1下面的驱动缸5带动在试验台架1的滑动轨道上行走，形成一个两套车钩夹持装置相对的车钩联挂试验台；在固定摆动夹持装置4和活动摆动夹持装置3的摆动部件7的端部位置上一端设置有电子罗盘14，通过电子罗盘14内的电子罗盘8测量车钩摆动试验的转角。

所述的电子罗盘8为三维电子罗盘，三维电子罗盘由三维磁阻传感器、双轴倾角传感器和单片机构成；由三维电子罗盘中的三维磁阻传感器进行记录车钩摆动时的摆动转角信息；并通过倾角传感器，在电子罗盘发生倾斜时对罗盘进行倾斜补偿；通过单片机处理三维磁阻传感器和倾角传感器的信号以及数据输出和软铁、硬铁补偿。

所述的单片机通过通讯电缆将摆角信息实时传输给车钩联挂试验台的电脑处理系统，并在显示屏上显示出车钩的摆动角度，实时测量出车钩摆角。

所述的电子罗盘8安装在摆动夹持装置2的摆动部件7上，摆动部件7又通过摆动连接杆9挂在摆动转销10上，绕摆动转销10水平转动；摆动转销10通过紧固件安装在摆动夹持装置2的安装板12上。

所述的电子罗盘盒14为长方形空心盒，在盒内安装有电子罗盘，电子罗盘8通过罗盘紧固件20固定在盒体13内面，在盒体13的上面带有盒盖15，盒盖15通过盒盖紧固件16固定在盒体13的上表面，盒体13的下部设有卡槽17，卡槽17的侧面设有罗盘盒紧固件18，通过罗盘盒紧固件18将罗盘盒14固定在试验台的夹持装置2上表面上。

所述的卡槽17是矩形槽或燕尾槽，罗盘盒紧固件18穿过盒体的下部设有卡槽体19，顶在夹持装置2上表面上的矩形槽或燕尾突出快上，调整好位置后锁紧固定。

通过上述描述可以看出本发明还涉及一种基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，在试验车钩的摆动部件上安装三维电子罗盘，利用三维电子罗盘对所处的磁场变化量的敏感性，将车钩摆动试验时所引起的车钩磁场矢量变化记录下来，并通过电信号处理将三维电子罗盘所记录的车钩磁场矢量变化量换算成车钩摆动角度，实现车钩联挂试验的车钩摆角测量。

所述的三维电子罗盘由三维磁阻传感器、双轴倾角传感器和MCU构成。三维磁阻传感器用来测量地球磁场，倾角传感器是在磁力仪非水平状态时进行补偿；MCU处理磁力仪和倾角传感器的信号以及数据输出和软铁、硬铁补偿。将三维电子罗盘设置在电子罗盘盒中，再通过紧固装置将带有三维电子罗盘的电子罗盘盒固定到试验车钩的摆动部件上，让三维电子罗盘随着车钩一起摆动，并通过通讯电缆将摆角信息实时传输给车钩联挂试验台的电脑处理系统，由电脑处理系统换算成车钩的摆动角度。

先将待试验的车钩安装在车钩联挂试验台的车钩摆动夹持装置上，再将电子罗盘盒卡装到待试验车钩上；或者直接将电子罗盘盒卡装固定到车钩联挂试验台的车钩摆动夹持装置的头部，与待试验车钩一起摆动部分的上端面上。

当车钩进行摆动试验时，先根据车钩所在轴线所处的磁场方向，将三维电子罗盘调整到零位；再在车钩摆动试验时，根据车钩摆动相对于三维电子罗盘的磁场矢量变化，由三维电子罗盘记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值，并将所记录的车钩摆动时所引起的磁场矢量变化数值通过信号电缆输入到车钩联挂试验的控制系统中，由控制系统换算成车钩的摆动角，从而完成对车钩摆角的测量。

所述的三维电子罗盘由三维磁阻传感器、双轴倾角传感器和MCU构成。三维磁阻传感器用来测量地球磁场，倾角传感器是在磁力仪非水平状态时进行补偿；MCU处理磁力仪和倾角传感器的信号以及数据输出和软铁、硬铁补偿。由三维电子罗盘中的三维磁阻传感器进行记录车钩摆动时的摆动转角信息；通过三维磁阻传感器测量地球磁场，采用三个互相垂直的磁阻传感器（如附图4所示），每个轴向上的传感器检测在该方向上的地磁场强度；向前的方向称为x方向的传感器检测地磁场在x方向的矢量值；向右或Y方向的传感器检测地磁场在Y方向的矢量值；向下或Z方向的传感器检测地磁场在Z方向的矢量值；车钩摆动时由各个传感器记录各个方向的磁场矢量变化值。并且在三维电子罗盘内部加入了倾角传感器，如果电子罗盘发生倾斜时可以对罗盘进行倾斜补偿，这样即使罗盘发生倾斜，航向数据依然准确无误。为了克服温度漂移，在三维电子罗盘内部内置有温度补偿，最大限度减少倾斜角和指向角的温度漂移。

所述的由三维电子罗盘记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值包含通过倾角传感器对三维磁阻传感器非水平状态时进行补偿；以及通过MCU处理三维磁阻传感器和倾角传感器的信号以及数据输出和软铁、硬铁补偿；三维磁阻传感器产生的模拟输出信号进行放大后送入MCU进行处理；磁场测量范围为±2Gauss；通过采用12位A/D转换器，分辨率小于1mGauss的磁场变化量，通过该高分辨力来准确测量出200-300mGauss的X和Y方向的磁场强度（如附图4所示）。传感器产生的模拟输出信号进行放大后送入MCU进行处理。磁场测量范围为±2Gauss。通过采用12位A/D转换器，磁力仪能够分辨出小于1mGauss的磁场变化量，我们便可通过该高分辨力来准确测量出200-300mGauss的X和Y方向的磁场强度，不论是在赤道上的向上变化还是在南北极的更低值位置。

所述的由控制系统换算成车钩的摆动角是计算机根据三维电子罗盘所输出的磁场矢量变化数值，按照磁场矢量变化与车钩摆动转角的对应关系进行换算。

具体实现车钩联挂试验的车钩摆角测量至少包括以下步骤：

1）先将需联挂试验的车钩两端分别安装在车钩连挂试验装置两端的工装夹具内，；

2）将三维电子罗盘通过紧固件固定在车钩或车钩夹持装置的顶面上，并保持三维电子罗盘水平设置；

3）调整三维电子罗盘零度位置，将根据车钩试验装置所处的磁场位置，调整三维电子罗盘的基准点，使得车钩进行摆动试验前所处的磁场矢量为零点位置；

4）在操作台上启动测量系统，并摆动车钩，车钩摆动角度将由三维电子罗盘通过磁场矢量的变化感应到，并通过控制系统中的电脑换算后在系统上实时显示。

实施例二

实施例二与实施例一的原理是一样的，只是结构上有所不同，为一种基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，在试验车钩的摆动部件上安装三维电子罗盘，利用三维电子罗盘对所处磁场变化量的敏感性，将车钩摆动试验时所引起的车钩磁场矢量变化记录下来，并通过电信号处理将三维电子罗盘所记录的车钩磁场矢量变化量换算成车钩摆动角度，实现车钩联挂试验的车钩摆角测量。

所述的在试验车钩的摆动部件上安装三维电子罗盘是将三维电子罗盘设置在电子罗盘盒中，再通过紧固装置将带有三维电子罗盘的电子罗盘盒固定到试验车钩的摆动部件上，让三维电子罗盘随着车钩一起摆动，并通过通讯电缆将摆角信息实时传输给车钩联挂试验台的电脑处理系统，由电脑处理系统换算成车钩的摆动角度。

所述的将带有三维电子罗盘的电子罗盘盒固定到试验车钩的摆动部件上是先将待试验的车钩安装在车钩联挂试验台的车钩摆动夹持装置上，再将电子罗盘盒卡装到待试验车钩上；或者直接将电子罗盘盒卡装固定到车钩联挂试验台的车钩摆动夹持装置的头部，与待试验车钩一起摆动部分的上端面上。

所述的将车钩摆动试验时所引起的车钩磁场变化记录下来是当车钩进行摆动试验时，先根据车钩所在轴线所处的磁场方向，将三维电子罗盘调整到零位；再在车钩摆动试验时，根据车钩摆动相对于三维电子罗盘的磁场矢量变化，由三维电子罗盘记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值，并将所记录的车钩摆动时所引起的磁场矢量变化数值通过信号电缆输入到车钩联挂试验的控制系统中，由控制系统换算成车钩的摆动角，从而完成对车钩摆角的测量。

由三维电子罗盘中的霍尔效应磁传感器记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值；通过霍尔效应磁传感器感应车钩摆动时的磁场矢量变化，再通过通信电缆将霍尔效应磁传感器感应到的磁场矢量变化传送到车钩联挂试验的控制系统中，由车钩连挂试验装置控制系统换算成车钩的摆动角，从而完成对车钩摆角的测量。

实施例三

实施例三与实施例一的原理是一样的，只是结构上有所不同，为一种基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，在试验车钩的摆动部件上安装三维电子罗盘，利用三维电子罗盘对所处磁场变化量的敏感性，将车钩摆动试验时所引起的车钩磁场矢量变化记录下来，并通过电信号处理将三维电子罗盘所记录的车钩磁场矢量变化量换算成车钩摆动角度，实现车钩联挂试验的车钩摆角测量。

所述的在试验车钩的摆动部件上安装三维电子罗盘是将三维电子罗盘设置在电子罗盘盒中，再通过紧固装置将带有三维电子罗盘的电子罗盘盒固定到试验车钩的摆动部件上，让三维电子罗盘随着车钩一起摆动，并通过通讯电缆将摆角信息实时传输给车钩联挂试验台的电脑处理系统，由电脑处理系统换算成车钩的摆动角度。

所述的将带有三维电子罗盘的电子罗盘盒固定到试验车钩的摆动部件上是先将待试验的车钩安装在车钩联挂试验台的车钩摆动夹持装置上，再将电子罗盘盒卡装到待试验车钩上；或者直接将电子罗盘盒卡装固定到车钩联挂试验台的车钩摆动夹持装置的头部，与待试验车钩一起摆动部分的上端面上。

所述的将车钩摆动试验时所引起的车钩磁场变化记录下来是当车钩进行摆动试验时，先根据车钩所在轴线所处的磁场方向，将三维电子罗盘调整到零位；再在车钩摆动试验时，根据车钩摆动相对于三维电子罗盘的磁场矢量变化，由三维电子罗盘记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值，并将所记录的车钩摆动时所引起的磁场矢量变化数值通过信号电缆输入到车钩联挂试验的控制系统中，由控制系统换算成车钩的摆动角，从而完成对车钩摆角的测量。

所述的由三维电子罗盘记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值是由三维电子罗盘中的磁通门传感器记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值；利用被测磁场中铁磁材料磁芯在交变磁场的饱和励磁下其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量车钩摆动时的磁场矢量变化数值，再通过通信电缆将磁通门传感器感应到的磁场矢量变化传送到车钩联挂试验的控制系统中，由车钩连挂试验装置控制系统换算成车钩的摆动角，从而完成对车钩摆角的测量。利用被测磁场中铁磁材料磁芯在交变磁场的饱和励磁下其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场，从而判断车钩的转角。

上述所列实施例，只是结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，而且本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。同时，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的优点在于：

本发明将原有角度测量方式改为三维电子罗盘的电子式测量方式，此测量方法只需将测量组件固定在车钩上，测量时无需人员手动测量，测量精度高，方便快捷，有效提升测试效率同时降低人工成本。主要有以下一些优点：

1、本发明电子罗盘，利用电子罗盘的磁场变化矢量的敏感性来采集车钩摆动转角的信号，具有信号采集及时，可以实时采集车钩摆动转角，实现了车钩摆动转角的实时测量；

2、采用电子罗盘具有信号精度高，不会出现人为误差，数据真实可靠的特点；

3、采用三维电子罗盘容易实现车钩摆动转角测量的智能检测，方便检测装置实现车钩摆动转角的自动测量。

Claims (10)

1.一种基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，其特征在于：在试验车钩的摆动部件上安装三维电子罗盘，利用三维电子罗盘对所处磁场变化量的敏感性，将车钩摆动试验时所引起的车钩磁场矢量变化记录下来，并通过电信号处理将三维电子罗盘所记录的车钩磁场矢量变化量换算成车钩摆动角度，实现车钩联挂试验的车钩摆角测量。

2.如权利要求1所述的基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，其特征在于：所述的在试验车钩的摆动部件上安装三维电子罗盘是将三维电子罗盘设置在电子罗盘盒中，再通过紧固装置将带有三维电子罗盘的电子罗盘盒固定到试验车钩的摆动部件上，让三维电子罗盘随着车钩一起摆动，并通过通讯电缆将摆角信息实时传输给车钩联挂试验台的电脑处理系统，由电脑处理系统换算成车钩的摆动角度。

3.如权利要求2所述的基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，其特征在于：所述的将带有三维电子罗盘的电子罗盘盒固定到试验车钩的摆动部件上是先将待试验的车钩安装在车钩联挂试验台的车钩摆动夹持装置上，再将电子罗盘盒卡装到待试验车钩上；或者直接将电子罗盘盒卡装固定到车钩联挂试验台的车钩摆动夹持装置的头部，与待试验车钩一起摆动部分的上端面上。

4.如权利要求1所述的基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，其特征在于：所述的将车钩摆动试验时所引起的车钩磁场变化记录下来是当车钩进行摆动试验时，先根据车钩所在轴线所处的磁场方向，将三维电子罗盘调整到零位；再在车钩摆动试验时，根据车钩摆动相对于三维电子罗盘的磁场矢量变化，由三维电子罗盘记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值，并将所记录的车钩摆动时所引起的磁场矢量变化数值通过信号电缆输入到车钩联挂试验的控制系统中，由控制系统换算成车钩的摆动角，从而完成对车钩摆角的测量。

5.如权利要求4所述的基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，其特征在于：所述的由三维电子罗盘记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值是由三维电子罗盘中的三维磁阻传感器进行记录；通过三维磁阻传感器测量地球磁场，采用三个互相垂直的磁阻传感器，每个轴向上的传感器检测在该方向上的地磁场强度；向前的方向称为x方向的传感器检测地磁场在x方向的矢量值；向右或Y方向的传感器检测地磁场在Y方向的矢量值；向下或Z方向的传感器检测地磁场在Z方向的矢量值；车钩摆动时由各个传感器记录各个方向的磁场矢量变化值。

6.如权利要求4所述的基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，其特征在于：所述的由三维电子罗盘记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值包含通过倾角传感器对三维磁阻传感器非水平状态时进行补偿；以及通过MCU处理三维磁阻传感器和倾角传感器的信号以及数据输出和软铁、硬铁补偿；三维磁阻传感器产生的模拟输出信号进行放大后送入MCU进行处理；磁场测量范围为±2Gauss；通过采用12位A/D转换器，分辨率小于1mGauss的磁场变化量，通过该高分辨力来准确测量出200-300mGauss的X和Y方向的磁场强度。

7.如权利要求4所述的基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，其特征在于：所述的由三维电子罗盘记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值是由三维电子罗盘中的霍尔效应磁传感器记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值；通过霍尔效应磁传感器感应车钩摆动时的磁场矢量变化，再通过通信电缆将霍尔效应磁传感器感应到的磁场矢量变化传送到车钩联挂试验的控制系统中，由车钩连挂试验装置控制系统换算成车钩的摆动角，从而完成对车钩摆角的测量。

8.如权利要求4所述的基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，其特征在于：所述的由三维电子罗盘记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值是由三维电子罗盘中的磁通门传感器记录车钩摆动时的磁场矢量变化数值；利用被测磁场中铁磁材料磁芯在交变磁场的饱和励磁下其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量车钩摆动时的磁场矢量变化数值，再通过通信电缆将磁通门传感器感应到的磁场矢量变化传送到车钩联挂试验的控制系统中，由车钩连挂试验装置控制系统换算成车钩的摆动角，从而完成对车钩摆动角的测量。

9.如权利要求4所述的基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，其特征在于：所述的由控制系统换算成车钩的摆动角是计算机根据三维电子罗盘所输出的磁场矢量变化数值，按照磁场矢量变化与车钩摆动转角的对应关系进行换算。

10.如权利要求1所述的基于车钩联挂试验的车钩摆角测量方法，其特征在于：所述的实现车钩联挂试验的车钩摆角测量至少包括以下步骤：

1）先将需联挂试验的车钩两端分别安装在车钩连挂试验装置两端的工装夹具上；

2）将三维电子罗盘通过紧固件固定在车钩或车钩夹持装置的顶面上，并保持三维电子罗盘水平设置；

3）调整三维电子罗盘零度位置，将根据车钩试验装置所处的磁场位置，调整三维电子罗盘的基准点，使得车钩进行摆动试验前所处的磁场矢量为零点位置；

4）在操作台上启动测量系统，并摆动车钩，车钩摆动角度将由三维电子罗盘通过磁场矢量的变化感应到，并通过控制系统中的电脑换算后在系统上实时显示。

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