CN207336072U - 一种轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，装置包括支撑框架，支撑框架的上方设置有呈左、右对称分布的左支撑座、右支撑座，左支撑座、右支撑座之间安装有长导柱，长导柱的下方设置有呈左、右对称分布的左开关支撑座、右开关支撑座，左支撑座、右支撑座的上表面分别安装有左丝杆固定座、右丝杆固定座，左丝杆固定座、右丝杆固定座之间安装有丝杆，丝杆上套接有塑料螺母。本实用新型不需要数据推导，测量装置和门传动系统的接触形式一致，通过实验和仿真相结合的方法得到准确的接触刚度值和接触阻尼值。

Description

一种轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置

技术领域

本实用新型涉及轨道交通车辆部件测量技术领域，具体涉及一种轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置。

背景技术

轨道交通车辆门传动系统的虚拟样机模型是一个复杂的多体动力学仿真模型，其中，门传动系统中相对运动零部件间的接触对是影响建立虚拟样机模型精度的主要因素，而接触对本身的仿真精度，主要包括接触刚度和接触阻尼参数决定的。

目前，现有技术中对接触刚度的测量，主要有两种测量方法：

（1）直接法，就是直接测量接触面间的负载和位移，然后得到刚度；

（2）间接法，就是测量某个物理量，然后通过该物理量跟接触刚度之间的关系间接求得接触刚度，例如超声测量和接触谐振测量；

接触阻尼的测量也是采用间接测量法，也就是测量某个物理量，然后通过该物理量和接触阻尼之间的关系求得接触阻尼，例如对振动信号进行分析，提取谐振频率，通过谐振频率和阻尼间的对应关系得到接触阻尼值；又例如通过绘制“载荷-位移”曲线，即迟滞回线来表征接触阻尼特性。

上述接触刚度直接测量法的缺点是只能测量接触刚度，无法测得接触阻尼；上述间接测量方法得到的接触刚度和接触阻尼值的精度取决于间接量的实验精度，后续数据推导过程中也会引入理想假设误差，最终得到的刚度和阻尼值的的精度很难评估，而且实验测得到的刚度和阻尼值是用于仿真建模的，仿真中直接采用实验值很难得到高精度的模型。

此外，上述的两类方法测量的接触对象都是平板类零件和球形零件，不适用于丝杆螺旋传动等特殊类型接触。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有的测量接触参数的方法，得到的刚度和阻尼值的精度很难评估的问题。本实用新型的轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，对门传动系统各种情况下的接触刚度和接触阻尼进行直接测量，不需要数据推导，测量装置和门传动系统的接触形式一致，通过实验和仿真相结合的方法得到准确的接触刚度值和接触阻尼值，在获取接触参数的同时也能够对接触参数的实验值进行仿真验证，在轨道交通车辆门传动系统中不再需要对接触参数的值进行修正，提高了轨道交通车辆门传动系统仿真建模的精度。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，其特征在于：包括支撑框架，所述支撑框架的上方设置有呈左、右对称分布的左支撑座、右支撑座，所述左支撑座、右支撑座之间安装有长导柱，所述长导柱的下方设置有呈左、右对称分布的左开关支撑座、右开关支撑座，所述左支撑座、右支撑座的上表面分别安装有左丝杆固定座、右丝杆固定座，所述左丝杆固定座、右丝杆固定座之间安装有丝杆，所述丝杆上套接有塑料螺母，所述塑料螺母上安装有滑块后板，所述滑块后板的下方固定有滑块，所述滑块套接在长导柱上，所述滑块的后侧固定有直线轴承，所述直线轴承套接在长导柱上，所述直线轴承与长导柱构成圆柱副，所述滑块通过直线轴承与第一尼龙绳的一端部相连接，

所述右支撑座的后方设置有第一支撑板，所述第一支撑板上安装有第一滚轮，所述第一尼龙绳的另一端部沿长导柱的上方平行设置，并绕过第一滚轮，垂直向下连接有第一重物块；

所述丝杆的左端部设置有驱动手柄；所述左开关支撑座、右开关支撑座上分别安装有左微动开关、右微动开关。

前述的一种轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，所述左支撑座、右支撑座的内侧面分别安装有抵住滑块的左缓冲头、右缓冲头。

前述的一种轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，所述塑料螺母上还安装有锁闭组件，在取下塑料螺母后，所述锁闭组件与丝杆构成接触对，所述锁闭组件通过过渡轴与滑块固定连接。

前述的一种轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，所述右支撑座的后方设置有第二支撑板，所述第二支撑板上安装有第二滚轮，所述锁闭组件与第二尼龙绳的一端部固定连接，所述丝杆的右端部安装有第三滚轮，所述第二尼龙绳的另一端部沿丝杆的上方平行设置，并依次绕过第三滚轮、第二滚轮，垂直向下连接有第二重物块。

前述的一种轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，所述支撑框架底部的四角均设置有支脚。

前述的一种轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，所述左支撑座、右支撑座、第一支撑板第二支撑板、左开关支撑座、右开关支撑座均焊接在支撑框架的上表面。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，对门传动系统各种情况下的接触刚度和接触阻尼进行直接测量，不需要数据推导，测量装置和门传动系统的接触形式一致，通过实验和仿真相结合的方法得到准确的接触刚度值和接触阻尼值，在获取接触参数的同时也能够对接触参数的实验值进行仿真验证，在轨道交通车辆门传动系统中不再需要对接触参数的值进行修正，提高了轨道交通车辆门传动系统仿真建模的精度。

附图说明

图1是本实用新型的轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置第二实施例的结构示意图；

图3是本实用新型的轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置第二实施例的俯视图；

图4是本实用新型的轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置第三实施例的侧视图。

附图中标记的含义如下：

1：左丝杆固定座；2：塑料螺母；3：滑块后板；4：滑块；5：直线轴承；6：丝杆；7：长导柱；8：左缓冲头；9：右丝杆固定座；10：左支撑座；11：第一滚轮；12：第一支撑板；13：第一重物块；14：左开关支撑座；15：左微动开关；16：支脚；17：支撑框架；18：右开关支撑座；19：右支撑座；20：右缓冲头；21：驱动手柄；22：右微动开关；23：第三滚轮；24：第二尼龙绳；25：第二滚轮；26：第二支撑板；27：第二重物块；28：锁闭组件；29：过渡轴；30：第一尼龙绳。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。

如图1-图3所示，本实用新型的轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，包括支撑框架17，所述支撑框架17的上方设置有呈左、右对称分布的左支撑座10、右支撑座19，所述左支撑座10、右支撑座19之间安装有长导柱7，所述长导柱7的下方设置有呈左、右对称分布的左开关支撑座14、右开关支撑座18，所述左支撑座10、右支撑座19的上表面分别安装有左丝杆固定座1、右丝杆固定座9，所述左丝杆固定座1、右丝杆固定座9之间安装有丝杆6，所述丝杆6上套接有塑料螺母2，所述塑料螺母2上安装有滑块后板3，所述滑块后板3的下方固定有滑块4，所述滑块4套接在长导柱7上，所述滑块4的后侧固定有直线轴承5，所述直线轴承5套接在长导柱7上，所述直线轴承5与长导柱7构成圆柱副，所述滑块4通过直线轴承5与第一尼龙绳30的一端部相连接，

所述右支撑座19的后方设置有第一支撑板12，所述第一支撑板12上安装有第一滚轮11，所述第一尼龙绳30的另一端部沿长导柱7的上方平行设置，并绕过第一滚轮11，垂直向下连接有第一重物块13；

所述丝杆6的左端部设置有驱动手柄21；所述左开关支撑座14、右开关支撑座18上分别安装有左微动开关15、右微动开关22。

优选的，所述左支撑座10、右支撑座19的内侧面分别安装有抵住滑块4的左缓冲头8、右缓冲头20，能够在滑块4被牵引移动过程中，保护滑块4起到缓冲作用。

优选的，所述塑料螺母2上还安装有锁闭组件28，在取下塑料螺母2后，所述锁闭组件28与丝杆6构成接触对，所述锁闭组件28通过过渡轴29与滑块4固定连接，能够得到锁闭组件28和塑料螺母2构成的门传动系统与丝杆6之间的接触参数。

优选的，如图4所示，所述右支撑座19的后方设置有第二支撑板26，所述第二支撑板26上安装有第二滚轮25，所述锁闭组件28与第二尼龙绳24的一端部固定连接，所述丝杆6的右端部安装有第三滚轮23，所述第二尼龙绳24的另一端部沿丝杆6的上方平行设置，并依次绕过第三滚轮23、第二滚轮25，垂直向下连接有第二重物块27，通过实现用第二重物块27代替第一重物块13牵引的功能，通过控制丝杆6的转动，带动滑块的移动。

优选的，所述支撑框架17底部的四角均设置有支脚16，保证支撑框架17支撑的稳定性，保证更能模拟轨道交通车辆门传动系统的现场运行状态。

优选的，所述左支撑座10、右支撑座19、第一支撑板12、第二支撑板26、左开关支撑座14、右开关支撑座18均焊接在支撑框架17的上表面，保证牢固性。

本实用新型的轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量方法，第一实施例，无锁闭组件28的情况下，轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，如图1所示，包括以下步骤，

步骤（A1），断开塑料螺母2与滑块4之间的连接，使第一重物块13牵引着滑块4沿着长导柱7运动；

步骤（B1），选用5N牵引力的第一重物块13，控制滑块4沿着长导柱7重复运动多次，并计算多次运动时间的平均值作为最终的第一实验值，每次运动结束后，通过驱动手柄21进行复位；

步骤（C1），在仿真软件中建立接触参数测量装置的仿真模型，在长导柱7与直线轴承5之间建立圆柱副，并在圆柱副上添加摩擦力；

步骤（D1），通过调整圆柱副上摩擦力的摩擦系数值，使得滑块的运动时间与最终的第一实验值相同，记录当前的摩擦系数值；

步骤（E1），将塑料螺母2与滑块4连在一起，使得塑料螺母2与丝杆6之间发生接触，通过第一重物块13牵引着滑块4沿着长导柱7运动；

步骤（F1），选用10N牵引力的的第一重物块13，控制滑块4沿着长导柱7重复运动多次，计算多次运动时间的平均值作为最终的第二实验值，每次运动结束后，通过驱动手柄21进行复位；

步骤（G1），根据步骤（D1）记录当前的摩擦系数值，在仿真软件中建立接触参数测量装置新的仿真模型，并在塑料螺母2与丝杆6之间建立接触对；

步骤（J1），通过调整接触刚度和接触阻尼的值，使得仿真模型中滑块4的运动时间与最终的第二实验值，记录此时的接触刚度值和接触阻尼值，从而得到门传动系统在无无锁闭组件28情况下的塑料螺母2与丝杆6之间的接触参数。

优选的，步骤（B1），选用5N牵引力的第一重物块13，控制滑块4沿着长导柱7重复运动多次，次数为10次；步骤（F1），选用10N牵引力的的第一重物块13，控制滑块4沿着长导柱7重复运动多次，次数为20次。

本实用新型的轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量方法，第二实施例，存在锁闭组件28的情况下，轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，如图2及图3所示，包括以下步骤，

步骤（A2），拆下塑料螺母2，使锁闭组件28与丝杆6接触，使第一重物块13牵引着滑块4沿着长导柱7运动；

步骤（B2），选用15N牵引力的第一重物块13，控制滑块4沿着长导柱7重复运动多次，并计算多次运动时间的平均值作为最终的第三实验值，每次运动结束后，通过驱动手柄21进行复位；

步骤（C2），在仿真软件中建立接触参数测量装置的仿真模型，在锁闭组件28与丝杆6之间建立接触对；

步骤（D2），通过调整锁闭组件28与丝杆6之间建立接触对的接触刚度和接触阻尼的值，使得滑块的运动时间与最终的第三实验值相同，记录当前接触刚度和接触阻尼的值，得到锁闭组件28与丝杆6之间的接触参数；

步骤（E2），将塑料螺母2安装在锁闭组件28上，使得锁闭组件28与丝杆6之间、塑料螺母2与丝杆6之间发生接触，通过第一重物块13牵引着滑块4沿着长导柱7运动；

步骤（F2），选用40N牵引力的的第一重物块13，控制滑块4沿着长导柱7重复运动多次，计算多次运动时间的平均值作为最终的第四实验值，每次运动结束后，通过驱动手柄21进行复位；

步骤（G2），在仿真软件中建立接触参数测量装置的仿真模型，并锁闭组件28与丝杆6之间建立接触对、在塑料螺母2与丝杆6之间建立接触对，并仿真得到运行时间的仿真值；

步骤（J2），对比最终的第四实验值与仿真值之间的误差，并根据步骤D2得到的锁闭组件28与丝杆6之间的接触参数，对各接触对中的接触刚度和接触阻尼进行微调修正，使仿真值与最终的第四实验值相同，并记录当前的各接触对的接触刚度值和接触阻尼值，得到锁闭组件28和塑料螺母2构成的门传动系统与丝杆6之间的接触参数。

优选的，步骤（B2），选用15N牵引力的第一重物块13，控制滑块4沿着长导柱7重复运动多次，次数为20次；步骤（F2），选用40N牵引力的的第一重物块13，控制滑块4沿着长导柱7重复运动多次，次数为20次。

如图4所示，本实用新型的轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置的第三实施例，在测量门传动系统无或者有锁闭组件28情况下，与上述第一或者第二实施例的方法相类似，唯一的区别是第一或者第二实施例是通过第一重物块13牵引滑块4运动，从而带动丝杆转动，而本实施例是通过第二重物块27牵引丝杆转动，从而带动滑块4运动。本第三实施例的目的是验证第一或者第二实施例中接触参数测量值的准确性，并根据验证结果对各接触对中的接触参数进行微调修正。

本实用新型的轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，将重物块通过尼龙绳和滚轮实现牵引滑块沿着长导柱运动，重物块还可以通过尼龙绳和滚轮拉动丝杆转动，从而带动滑块沿着长导柱运动，两个微动开关可以记录滑块由丝杆一端运动到另一端的运动时间，缓冲头起限位缓冲作用，在仿真软件中建立接触参数测量装置的仿真模型，通过实验和仿真相结合，得到运动副的摩擦系数、接触对的刚度和阻尼。

本实用新型选择的仿真软件为多体动力学仿真软件RecurDyn。

本实用新型的轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置将重物块通过尼龙绳和滚轮实现牵引滑块沿着长导柱运动，重物块还可以通过尼龙绳和滚轮拉动丝杆转动，从而带动滑块沿着长导柱运动，两个微动开关可以记录滑块由丝杆一端运动到另一端的运动时间，缓冲头起限位缓冲作用，在多体动力学仿真软件RecurDyn中建立接触参数测量装置的仿真模型，通过实验和仿真相结合，得到运动副的摩擦系数、接触对的刚度和阻尼。

综上所述，本实用新型的轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，对门传动系统各种情况下的接触刚度和接触阻尼进行直接测量，不需要数据推导，测量装置和门传动系统的接触形式一致，通过实验和仿真相结合的方法得到准确的接触刚度值和接触阻尼值，在获取接触参数的同时也能够对接触参数的实验值进行仿真验证，在轨道交通车辆门传动系统中不再需要对接触参数的值进行修正，提高了轨道交通车辆门传动系统仿真建模的精度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，其特征在于：包括支撑框架（17），所述支撑框架（17）的上方设置有呈左、右对称分布的左支撑座（10）、右支撑座（19），所述左支撑座（10）、右支撑座（19）之间安装有长导柱（7），所述长导柱（7）的下方设置有呈左、右对称分布的左开关支撑座（14）、右开关支撑座（18），所述左支撑座（10）、右支撑座（19）的上表面分别安装有左丝杆固定座（1）、右丝杆固定座（9），所述左丝杆固定座（1）、右丝杆固定座（9）之间安装有丝杆（6），所述丝杆（6）上套接有塑料螺母（2），所述塑料螺母（2）上安装有滑块后板（3），所述滑块后板（3）的下方固定有滑块（4），所述滑块（4）套接在长导柱（7）上，所述滑块（4）的后侧固定有直线轴承（5），所述直线轴承（5）套接在长导柱（7）上，所述直线轴承（5）与长导柱（7）构成圆柱副，所述滑块（4）通过直线轴承（5）与第一尼龙绳（30）的一端部相连接，

所述右支撑座（19）的后方设置有第一支撑板（12），所述第一支撑板（12）上安装有第一滚轮（11），所述第一尼龙绳（30）的另一端部沿长导柱（7）的上方平行设置，并绕过第一滚轮（11），垂直向下连接有第一重物块（13）；

所述丝杆（6）的左端部设置有驱动手柄（21）；所述左开关支撑座（14）、右开关支撑座（18）上分别安装有左微动开关（15）、右微动开关（22）。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，其特征在于：所述左支撑座（10）、右支撑座（19）的内侧面分别安装有抵住滑块（4）的左缓冲头（8）、右缓冲头（20）。

3.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，其特征在于：所述塑料螺母（2）上还安装有锁闭组件（28），在取下塑料螺母（2）后，所述锁闭组件（28）与丝杆（6）构成接触对，所述锁闭组件（28）通过过渡轴（29）与滑块（4）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，其特征在于：所述右支撑座（19）的后方设置有第二支撑板（26），所述第二支撑板（26）上安装有第二滚轮（25），所述锁闭组件（28）与第二尼龙绳（24）的一端部固定连接，所述丝杆（6）的右端部安装有第三滚轮（23），所述第二尼龙绳（24）的另一端部沿丝杆（6）的上方平行设置，并依次绕过第三滚轮（23）、第二滚轮（25），垂直向下连接有第二重物块（27）。

5.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，其特征在于：所述支撑框架（17）底部的四角均设置有支脚（16）。

6.根据权利要求3所述的一种轨道交通车辆门传动系统的接触参数测量装置，其特征在于：所述左支撑座（10）、右支撑座（19）、第一支撑板（12）第二支撑板（26）、左开关支撑座（14）、右开关支撑座（18）均焊接在支撑框架（17）的上表面。