CN206019881U - 测力轮对测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了测力轮对测量装置，包括测量轮对旋转角度的第一组测量电桥、测量轮轨作用的作用力和作用点位置第二、第三和第四组测量电桥；第一组测量电桥由一个关于轴对称的、布置在轴上且输出是正弦波的测量电桥和一个关于轴对称的、布置在轴上且输出是余弦波的测量电桥组成；第二组测量电桥为两个关于轴对称的、贴在辐板内侧的测量电桥；第三组测量电桥和第四组测量电桥为贴在辐板内侧。本实用新型用一组布置在测力轮对轴上的测量电桥来测量轮对旋转角度，再用三组布置在测力轮对辐板上的测量电桥测得六组关于测力轮对的横向力，垂向力和作用点位置数据，提高测力轮对作用力的测量精度，而且可以测量轮轨作用点位置，方便快捷。
Description
技术领域
本实用新型涉及轨道车辆轮轨力测量领域，具体涉及一种连续测量测力轮对轮轨作用力和接触点位置的测力轮对测量装置。
背景技术
轮轨作用力的测量对于动力学，脱轨机理、轮轨接触理论研究和列车的安全检测都具有十分重要的意义。铁路运输不断向高速、重载，大运量和高精密度方向发展，对轮轨作用力的测量的精度提出了更高的要求。测力轮对方法是目前最直接、最准确的轮轨力测量技术，它以车轮作为轮轨力的检测传感器，通过测量车轮辐板有限点处的应变实现轮轨接触力的连续检测。车辆运行过程中，车轮受到轨道不平顺作用，轮轨力是时变、非平稳的。轮轨力引起的辐板应变又被车轮转角所调制。测力轮对技术在测量理论和数据处理方法上都需要进一步研究。
测力轮对技术经过几十年的发展，在车辆动力学试验中得到广泛使用，但在轮轨力连续测量中仍存在很多问题。测力轮对技术经过几十年的发展，在车辆动力学试验中得到广泛使用，但在轮轨力连续测量中仍存在很多问题。如专利申请号：200910244626.6中所提到的测力轮对连续测量方法，目前的连续测力轮对技术要求轮轨横向力、垂向力产生的辐板应变组桥后沿圆周方向按正、余弦分布，这不仅对轮对的均匀性和贴片工艺提出了很高的要求，实际上在轮对辐板大部分区域是根本做不到，电桥输出中包含的高次谐波可能带来很大的测量误差。测力轮对存在的另一个问题是没有考虑轮轨作用点位置变化对测量精度的影响。车辆在运行过程中，轮对与轨道的接触点在滚动圆附近不停变化，尤其是在过曲线、道岔和蛇形运动时，接触点位置远离滚动圆。国内现有的测力轮对基本都没有考虑接触点位置变化，标定实验、数据处理都假设接触点在滚动圆上，测量结果误差较大。
实用新型内容
本实用新型解决的问题是提供一种提高测力轮对横向力和垂向力的测量精 度，而且可以测量轮轨作用点位置的连续测量装置。
为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
一种测力轮对测量装置，包括测量轮对旋转角度的第一组测量电桥、测量轮轨作用的作用力和作用点位置第二组测量电桥、第三组测量电桥和第四组测量电桥；所述第一组测量电桥由一个关于轴对称的、布置在轴上且输出是正弦波的测量电桥和一个关于轴对称的、布置在轴上且输出是余弦波的测量电桥组成；所述第二组测量电桥为两个关于轴对称的、贴在辐板内侧且输出只包含了奇次谐波的测量电桥；所述第三组测量电桥和第四组测量电桥为贴在辐板内侧且输出只包含了奇次谐波的测量电桥。
优选的，所述第一组测量电桥设置在所述的测力轮对旋转360°的周期内。
优选的，所述第一组测量电桥与所述测力轮对轴连接；所述第二组测量电桥、第三组测量电桥和第四组测量电桥分别与所述测力轮对辐板连接。
优选的，所述第一组测量电桥包括测量半桥a和测量半桥b，所述测量半桥a和测量半桥b中均设有应变片，所述应变片均布置在所述测力轮对轴上的同一个圆周上；
所述应变片为电桥臂；所述测量半桥a中的应变片包括第一应变片和第二应变片；所述第一应变片和第二应变片之间夹角为180°，且第一应变片和第二应变片关于轴对称；所述测量半桥b中的应变片包括第三应变片和第四应变片；第三应变片和第四应变片之间夹角为180°，且第三应变片和第四应变片关于轴对称；所述第一应变片和第三应变片之间夹角为90°。
优选的，所述第二组测量电桥包括测量半桥a和测量半桥b，所述测量半桥a和测量半桥b中均设有应变片，所述应变片均布置在所述测力轮对轴辐板内侧的同一个半径圆周上；
所述应变片为电桥臂；所述测量半桥a中的应变片包括第五应变片和第六应变片；所述第五应变片和第六应变片之间夹角为180°，且第五应变片和第六应变片关于轴对称；所述测量半桥b中的应变片包括第七应变片和第八应变片；第七应变片和第八应变片之间夹角为180°，且第七应变片和第八应变片关于轴对称；所述第五应变片和第七应变片之间夹角为90°。
优选的，所述第三组测量电桥包括测量半桥a和测量半桥b，所述测量半桥 a和测量半桥b中均设有应变片，所述应变片均布置在所述测力轮对轴辐板内侧的同一个半径圆周上；
所述应变片为电桥臂；所述测量半桥a中的应变片包括第九应变片和第十应变片；所述第九应变片和第十应变片之间夹角为180°，且第九应变片和第十应变片关于轴对称；所述测量半桥b中的应变片包括第十一应变片和第十二应变片；所述第十一应变片和第十二应变片之间夹角为180°，且第十一应变片和第十二应变片关于轴对称；所述第九应变片和第十二应变片之间夹角为90°。
优选的，所述第四组测量电桥包括测量半桥a和测量半桥b，所述测量半桥a和测量半桥b中均设有应变片，所述应变片均布置在所述测力轮对轴辐板内侧的同一个半径圆周上；
所述应变片为电桥臂；所述测量半桥a中的应变片包括第十三应变片和第十四应变片；所述第十三应变片和第十四应变片之间夹角为180°，且第十三应变片和第十四应变片关于轴对称；所述测量半桥b中的应变片包括第十五应变片和第十六应变片；所述第十五应变片和第十六应变片之间夹角为180°，且第十五应变片和第十六应变片关于轴对称；所述第十三应变片和第十六应变片之间夹角为90°。
本实用新型测力轮对测量装置，其有益效果在于：用一组布置在测力轮对轴上的测量电桥，来准确的测量轮对旋转角度，再用三组布置在测力轮对辐板上的测量电桥，来测得六组关于测力轮对的横向力，垂向力和作用点位置的数据，用轮对旋转角可以作为一个已知条件来对后续测量值进行约束，能够使测力轮对横向力和垂向力的测量精度，而且可以测量轮轨作用点位置，方便快捷。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型第一组测量电桥布置位置示意图；
图2是本实用新型第一组测量电桥测量轮对旋转角度示意图；
图3是本实用新型第二、三、四组测量电桥布置位置示意图；
图4是本实用新型第二、三、四组测量电桥测量轮对横向力、垂向力和作用点位置的示意图；
1-第一组测量电桥，2-第一应变片，3-第二应变片，4-第三应变片，5-第四应变片，6-第二组测量电桥，7-第三组测量电桥，8-第四组测量电桥，9-第五应变片，10-第六应变片，11-第七应变片，12-第八应变片，13-第九应变片，14-第十应变片，15-第十一应变片，16-第十二应变片，17-第十三应变片，18-第十四应变片，19-第十五应变片，20-第十六应变片。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本实用新型。
一种测力轮对测量装置如图1-4所示，包括测量轮对旋转角度的第一组测量电桥1、测量轮轨作用的作用力和作用点位置第二组测量电桥6、第三组测量电桥7和第四组测量电桥8；第一组测量电桥1由一个关于轴对称的、布置在轴上且输出是正弦波的测量电桥和一个关于轴对称的、布置在轴上且输出是余弦波的测量电桥组成；第二组测量电桥6为两个关于轴对称的、贴在辐板内侧且输出只包含了奇次谐波的测量电桥；第三组测量电桥7和第四组测量电桥8为贴在辐板内侧且输出只包含了奇次谐波的测量电桥，第一组测量电桥1设置在所述的测力轮对旋转360°的周期内。
第一组测量电桥1与所述测力轮对轴连接；第二组测量电桥6、第三组测量电桥7和第四组测量电桥8分别与所述测力轮对辐板连接，
第一组测量电桥1包括测量半桥a和测量半桥b，测量半桥a和测量半桥b中均设有应变片，所述应变片均布置在所述测力轮对轴上的同一个圆周上；
应变片为电桥臂；测量半桥a中的应变片包括第一应变片2和第二应变片3；第一应变片2和第二应变片3之间夹角为180°，且第一应变片2和第二应变片3关于轴对称；测量半桥b中的应变片包括第三应变片4和第四应变片5；第三应变片4和第四应变片5之间夹角为180°，且第三应变片4和第四应变片5关于轴对称；第一应变片2和第三应变片4之间夹角为90°；
第二组测量电桥6包括测量半桥a和测量半桥b，所述测量半桥a和测量半桥b中均设有应变片，应变片均布置在所述测力轮对轴辐板内侧的同一个半径 圆周上；
应变片为电桥臂；测量半桥a中的应变片包括第五应变片9和第六应变片10；第五应变片9和第六应变片10之间夹角为180°，且第五应变片9和第六应变片10关于轴对称；测量半桥b中的应变片包括第七应变片11和第八应变片12；第七应变片11和第八应变片12之间夹角为180°，且第七应变片11和第八应变片12关于轴对称；第五应变片9和第七应变片11之间夹角为90°；
第三组测量电桥7包括测量半桥a和测量半桥b，所述测量半桥a和测量半桥b中均设有应变片，应变片均布置在所述测力轮对轴辐板内侧的同一个半径圆周上；
应变片为电桥臂；所述测量半桥a中的应变片包括第九应变片13和第十应变片14；第九应变片13和第十应变片14之间夹角为180°，且第九应变片13和第十应变片14关于轴对称；测量半桥b中的应变片包括第十一应变片15和第十二应变片16；第十一应变片15和第十二应变片16之间夹角为180°，且第十一应变片15和第十二应变片16于轴对称；第九应变片13和第十二应变片16之间夹角为90°；
第四组测量电桥8包括测量半桥a和测量半桥b，所述测量半桥a和测量半桥b中均设有应变片，应变片均布置在所述测力轮对轴辐板内侧的同一个半径圆周上；
应变片为电桥臂；测量半桥a中的应变片包括第十三应变片17和第十四应变片18；第十三应变片17和第十四应变片18之间夹角为180°，且第十三应变片17和第十四应变片18关于轴对称；测量半桥b中的应变片包括第十五应变片19和第十六应变片20；第十五应变片19和第十六应变片20之间夹角为180°，且第十五应变片19和第十六应变片20关于轴对称；第十三应变片(17)和第十六应变片20之间夹角为90°。
以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (7)
1.一种测力轮对测量装置，其特征在于：包括测量轮对旋转角度的第一组测量电桥(1)、测量轮轨作用的作用力和作用点位置的第二组测量电桥(6)、第三组测量电桥(7)和第四组测量电桥(8)；所述第一组测量电桥(1)由一个关于轴对称的、布置在轴上且输出是正弦波的测量电桥和一个关于轴对称的、布置在轴上且输出是余弦波的测量电桥组成；所述第二组测量电桥(6)为两个关于轴对称的、贴在辐板内侧且输出只包含了奇次谐波的测量电桥；所述第三组测量电桥(7)和第四组测量电桥(8)为贴在辐板内侧且输出只包含了奇次谐波的测量电桥。
2.根据权利要求1所述测力轮对测量装置，其特征在于：所述第一组测量电桥(1)设置在所述的测力轮对旋转360°的周期内。
3.根据权利要求1所述测力轮对测量装置，其特征在于：所述第一组测量电桥(1)与所述测力轮对轴连接；所述第二组测量电桥(6)、第三组测量电桥(7)和第四组测量电桥(8)分别与所述测力轮对辐板连接。
4.根据权利要求1所述测力轮对测量装置，其特征在于：所述第一组测量电桥(1)包括测量半桥a和测量半桥b，所述测量半桥a和测量半桥b中均设有应变片，所述应变片均布置在所述测力轮对轴上的同一个圆周上；
所述应变片为电桥臂；所述测量半桥a中的应变片包括第一应变片(2)和第二应变片(3)；所述第一应变片(2)和第二应变片(3)之间夹角为180°，且第一应变片(2)和第二应变片(3)关于轴对称；所述测量半桥b中的应变片包括第三应变片(4)和第四应变片(5)；第三应变片(4)和第四应变片(5)之间夹角为180°，且第三应变片(4)和第四应变片 (5) 关于轴对称；所述第一应变片(2)和第三应变片(4)之间夹角为90°。
5.根据权利要求1所述测力轮对测量装置，其特征在于：所述第二组测量电桥(6)包括测量半桥a和测量半桥b，所述测量半桥a和测量半桥b中均设有应变片，所述应变片均布置在所述测力轮对轴辐板内侧的同一个半径圆周上；
所述应变片为电桥臂；所述测量半桥a中的应变片包括第五应变片(9)和第六应变片(10)；所述第五应变片(9)和第六应变片(10)之间夹角为180°，且第五应变片(9)和第六应变片(10)关于轴对称；所述测量半桥b中的应变 片包括第七应变片(11)和第八应变片(12)；第七应变片(11)和第八应变片(12)之间夹角为180°，且第七应变片(11)和第八应变片(12)关于轴对称；所述第五应变片(9)和第七应变片(11)之间夹角为90°。
6.根据权利要求1所述测力轮对测量装置，其特征在于：所述第三组测量电桥(7)包括测量半桥a和测量半桥b，所述测量半桥a和测量半桥b中均设有应变片，所述应变片均布置在所述测力轮对轴辐板内侧的同一个半径圆周上；
所述应变片为电桥臂；所述测量半桥a中的应变片包括第九应变片(13)和第十应变片(14)；所述第九应变片(13)和第十应变片(14)之间夹角为180°，且第九应变片(13)和第十应变片(14)关于轴对称；所述测量半桥b中的应变片包括第十一应变片(15)和第十二应变片(16)；所述第十一应变片(15)和第十二应变片(16)之间夹角为180°，且第十一应变片(15)和第十二应变片(16)于轴对称；所述第九应变片(13)和第十二应变片(16)之间夹角为90°。
7.根据权利要求1所述测力轮对测量装置，其特征在于：所述第四组测量电桥(8)包括测量半桥a和测量半桥b，所述测量半桥a和测量半桥b中均设有应变片，所述应变片均布置在所述测力轮对轴辐板内侧的同一个半径圆周上；
所述应变片为电桥臂；所述测量半桥a中的应变片包括第十三应变片(17)和第十四应变片(18)；所述第十三应变片(17)和第十四应变片(18)之间夹角为180°，且第十三应变片(17)和第十四应变片(18)关于轴对称；所述测量半桥b中的应变片包括第十五应变片(19)和第十六应变片(20)；所述第十五应变片(19)和第十六应变片(20)之间夹角为180°，且第十五应变片(19)和第十六应变片(20)关于轴对称；所述第十三应变片(17)和第十六应变片(20)之间夹角为90°。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN109282925A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-29 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种基于测力轮对的轮轨力连续测量方法 |
| CN109406029A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-03-01 | 成都西交智众科技有限公司 | 一种用于车轮的测力装置、测力系统和测量车轮力的方法 |
| CZ308184B6 (cs) * | 2019-04-12 | 2020-02-12 | Univerzita Pardubice | Způsob kontroly kvality provedeného lisovaného spoje, zejména u dvojkolí železniční kolo - náprava |
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2016
- 2016-08-29 CN CN201620973275.8U patent/CN206019881U/zh active Active
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