CN207408117U - 六锅一鼓式整体六自由度激振轨道客车转向架试验台 - Google Patents

Abstract

实用新型涉及一种跨座式单轴单轨车辆的六锅一鼓式整体六自由度激振轨道客车转向架试验台，该试验台包括车体纵横向约束桁架(1)、试验台基础平台(2)、行走轮电机与支撑座(3)、液压伺服作动器(4)、吊篮式底盘框架总成(5)、模拟半车试验车架砝码车(6)和空气弹簧(8)；通过液压伺服作动器作用于整体激振吊篮式底盘框架带动转向架做六自由度运动以及在电机作用下使得六锅(导向、稳定轮内踏面滚筒)一鼓(模拟行走轮滚筒)转动，模拟轨道客车行驶过程中的不平顺和轨道客车的牵引驱动完成对轨道客车转向架的测试。对提高高速列车组的安全运行、改善高速动车组的乘坐舒适性以及动车组技术的发展有很好的促进作用。

Description

六锅一鼓式整体六自由度激振轨道客车转向架试验台

技术领域

本实用新型属于轨道车辆试验领域，涉及一种轨道客车的转向架试验装置，更准确的说，本实用新型涉及一种跨座式单轴单轨车辆的六锅一鼓式整体六自由度激振转向架试验台。

背景技术

目前，在国家宏观调控政策的影响下，我国工业迅猛发展，特别是高速列车已呈现出空前的繁荣态势。这也带动了轨道车辆技术的迅速发展。随着社会经济的快速发展和城市化进程的推进，城市交通正面临巨大的压力，尤其在中大型城市中，现有的交通系统已日渐成为经济可持续发展的瓶颈之一，在城市中发展轨道交通系统是一种行之有效的解决方案。单轴跨座式单轨车辆作为轨道车辆中的一部分，在国外逐渐被运用于中、小城市的骨干线和大中城市的加密线、商务区、游览区等线路。单轴跨座式单轨车辆转向架参数主要包括空气弹簧的垂向刚度、横摆刚度、纵向刚度等。其转向架性能直接影响了车辆运行品质和乘客舒适度。

目前，用于轨道车辆的转向架测试的设备不多，主要是针对于普通轮轨轨道车辆的转向架测试，针对于跨座式单轴单轨转向架性能测试的设备还未曾记载。本实用新型针对于跨座式单轴单轨转向架开发了一种六锅一鼓式整体六自由度激振装置，用于转向架的性能测试。

实用新型内容

本实用新型针对跨座式单轴单轨转向架性能测试问题，提供了一种六锅一鼓式整体六自由度激振的转向架测试装置，该测试平台针对单个跨座式单轴单轨转向架进行刚度参数的动态和静态测试。

通过液压作动器作用于吊篮模拟客车运行过程中的不平顺。整体激振吊篮式底盘框架将力施加给位于其中的跨座式轴单轨车辆转向架的四个导向轮的横向力、两个稳定轮和走行轮，从而真实模拟跨座式单轴单轨车辆横向、侧向、垂向、横摆、侧滚和点头六种运动形式。

通过电机驱动六锅一鼓来模拟轨道客车运行过程中的牵引驱动，与液压作动器的工作相结合，完成对单个跨座式单轴单轨转向架进行刚度参数的动态测试。

在转向架上加有砝码车模拟跨座式单轴单轨转向架所承受的车重和惯性力矩，满足单个跨座式单轴单轨转向架试验台测试时的加载要求，通过放置不同数量的砝码来模拟加载在跨座式单轴单轨转向架上的不同质量，同时将砝码放置在不同槽位上，模拟车身的实际惯性力矩。同时利用砝码车纵向横向约束桁架装配体来保证砝码车相对于单个跨座式单轴单轨转向架上只有垂向和横摆两个自由度的运动，与实际车体和跨座式单轴单轨转向架运动相符合。

下面将对本实用新型的各个关键技术和运行原理进行详细阐述：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供了一种针对于跨座式单轴单轨转向架的六锅一鼓式整体六自由度激振试验台。

六锅一鼓式整体六自由度激振轨道客车转向架试验台，包括车体纵横向约束桁架1、试验台基础平台2、行走轮电机与支撑座3、液压伺服作动器4、吊篮式底盘框架总成5、模拟半车试验车架砝码车6和空气弹簧8，所述六锅指与云轨车转向架导向轮28接触的4个导向轮内踏面滚筒18以及与云轨车转向架稳定轮26接触的2个稳定轮内踏面滚筒21，所述一鼓指与转向架行走轮接触的模拟行走轮滚筒；所述4个导向轮内踏面滚筒18和2个稳定轮内踏面滚筒21均固定在吊篮式底盘框架总成5中的吊篮式底盘框架10内，并通过各自滚筒驱动电机19驱动，使被测试的跨座式单轴单轨转向架7上的云轨车转向架导向轮28和云轨车转向架稳定轮26旋转；被测试的跨座式单轴单轨转向架7置于吊篮式底盘框架总成5 中，并通过模拟半车试验车架砝码车6模拟跨座式单轴单轨转向架7车重和惯性力矩；

所述吊篮式底盘框架总成5通过液压作动器4和空气弹簧8支撑在试验台基础平台2上，所述液压作动器4分别作用于吊篮式底盘框架10的垂向、横向、纵向方向，通过作动器协同运动，使得整个吊篮式框架产生横向、侧向、垂向、横摆、侧滚和点头的六自由度激振运动，以此来模拟车辆运动过程中的不平顺。

所述转向架行走轮置于模拟行走轮滚筒之上并由模拟行走轮滚筒支撑，通过行走轮驱动电机驱动，使模拟行走轮滚筒表面与相切的行走轮表面之间产生摩擦并带动行走轮滚动；所述4个云轨车转向架导向轮28和2个云轨车转向架稳定轮26分别置于对应的导向轮内踏面滚筒18和稳定轮内踏面滚筒21中，并分别与导向轮内踏面滚筒18和稳定轮内踏面滚筒21 相切，所述导向轮内踏面滚筒18、稳定轮内踏面滚筒21和模拟行走轮滚筒分别模拟跨座式单轴单轨转向架7的云轨车转向架导向轮28、云轨车转向架稳定轮26以及走行轮的轨道，所述导向轮内踏面滚筒18和稳定轮内踏面滚筒21由各自滚筒驱动电机19驱动转动，通过滚筒与对应的轮胎面产生摩擦带动轮胎转动，以此模拟车辆的运动状态。

所述吊篮式底盘框架总成5由吊篮式底盘框架10和固定其上的4个导向轮内踏面滚筒与电机装配体16、2个稳定轮内踏面滚筒与电机装配体17和1个模拟行走轮总成9组成，

所述导向轮内踏面滚筒与电机装配体16由导向轮内踏面滚筒18、滚筒驱动电机19和滚筒安装板20组成，所述滚筒驱动电机19的输出端与导向轮内踏面滚筒18相连，所述滚筒安装板20装在滚筒驱动电机19和导向轮内踏面滚筒18之间，所述导向轮内踏面滚筒与电机装配体16通过滚筒安装板20固定在吊篮式底盘框架10上；

所述稳定轮内踏面滚筒与电机装配体17结构、安装方式与导向轮内踏面滚筒与电机装配体16相同，根据云轨车转向架导向轮28、云轨车转向架稳定轮26的大小不同而不同。

所述行走轮驱动电机通过电机支撑座12固定在试验台基础平台2上，所述行走轮驱动电机输出端通过十字轴万向传动轴11与模拟行走轮总成9连接，行走轮驱动电机将驱动力传递给模拟行走轮滚筒齿轮减速器14，带动模拟行走轮滚筒转动；

所述模拟行走轮总成9通过螺栓连接与吊篮式底盘框架10上，所述模拟行走轮总成9 由模拟行走轮滚筒钣金框架13、模拟行走轮滚筒齿轮减速器14和模拟行走轮滚筒测力轴承座15组成，所述模拟行走轮滚筒测力轴承座15装在模拟行走轮滚筒两侧，所述模拟行走轮滚筒齿轮减速器14通过行走轮滚筒测力轴承座15安装在模拟行走轮滚筒钣金框架13上，所述模拟行走轮滚筒为空心转筒。

所述液压作动器4包括7个，其中4个垂向作用于吊篮式底盘框架10的4个角，2个横向作用于吊篮式底盘框架10的右侧，一个纵向作用于吊篮式底盘框架10的后侧，多个液压作动器配合控制系统作用于吊篮式底盘框架10上，不同液压作动器之间的运动独立控制，各个液压作动器通过较小的作动力实现对吊篮式底盘框架10的纵向、垂向、横向、点头、扭转以及侧滚六自由度激振，从而通过模拟行走轮滚筒、导向轮内踏面滚筒18、稳定轮内踏面滚筒21完成对单个跨座式单轴单轨转向架7的纵向、垂向、横向、点头、扭转以及侧滚六自由度激振；

所述试验台基础平台2上设有7根立柱，其中3根用于安装纵、横向液压作动器4，4根通过8个空气弹簧8支撑吊篮式底盘框架10。

所述半车试验车架砝码车6四个角焊有牵引拉杆机构车体固定座安装板29，中间两侧底部焊有砝码车和沙漏弹簧上支座连接板30，中间两侧焊有球轴承安装轴及支座安装板装配体31，云轨车转向架牵引拉杆机构24通过螺栓连接安装在砝码车牵引拉杆机构车体固定座安装板29上，转向架沙漏式橡胶弹簧上支座23与砝码车的沙漏弹簧上支座连接板30采用螺栓连接，半车试验车架砝码车6上设有砝码槽，其内装有模拟跨座式单轴单轨转向架实际承受的车身质量的砝码，码槽上设有若干挡板，用于防止模拟半车试验车架砝码车随转向架运动过程中砝码产生相对位移，导致惯性力矩的波动。

所述车体纵横向约束桁架1由砝码车纵向约束桁架和砝码车横向约束桁架两部分组成，所述砝码车纵向约束桁架由2根龙门架横梁37和2根云轨龙门架立柱39组成，所述2根龙门架横梁37与2根云轨龙门架立柱39通过连接夹板35固定；所述砝码车横向约束桁架为1根云轨龙门架立柱，3根云轨龙门架立柱固定在支撑在试验台基础平台2上，并通过双关节轴承斜撑杆34支撑。

所述车体纵横向约束桁架1通过5根双关节轴承连接杆32与所述半车试验车架砝码车6连接，其中4根双关节轴承连接杆32一端通过球关节支座38和安装夹板33连接在两根龙门架横梁37上，所述一根双关节轴承连接杆32连接在横向约束桁架中的云轨龙门架立柱39上，所述5根双关节轴承连接杆32另一端与球轴承安装轴及支座安装板装配体31中的球轴承安装轴连接。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型适用于单个跨座式单轴单轨转向架的性能测试。

2、本实用新型采用导向轮内踏面滚筒与稳定轮内踏面滚筒以及模拟行走轮滚筒模拟单轨跨坐式转向架的导向轮、稳定轮以及走行轮的轨道，使试验台空间结构更加合理；本实用新型中滚筒具有可更换的优点，可以不间断转动并在滚筒发生损坏时进行更换，弥补了单轨轨道的缺陷，可以进行单轨跨坐式转向架动力学参数与牵引动力性试验研究。

3、本实用新型所述的关于跨座式单轴单轨车辆转向架的六锅一鼓式整体六自由度激振试验台所包含的各装置的结构简单，材质轻量化，节约能源，提高了试验台的工作效率。

4、本实用新型采用了多个作动器配合控制系统，并且可以独立的控制不同作动器之间的运动，各个作动器可以通过较小的作动力实现对试验台中滚筒的纵向、垂向、横向、点头、扭转以及侧滚六自由度振动，能够实现通过较低的成本来完成对路面实际情况的模拟，能够完成模拟轨道谱的加载，可以实现对单轨轨道走行轮轨道面、稳定轮轨道面以及导向轮轨道面不平顺的模拟。

5、本实用新型可以精确模拟实际轨道车辆运行中走行轮轨道的纵向运动、垂向运动、横向运动、点头运动、扭转运动和侧倾运动，实现六个工况下运动状态模拟。同时也可以在电机停止工作的条件下试验六个工况下的静态模拟。保证了试验数据的准确性，使运动传递效率更高。

6、采用了新型的砝码车，模拟在实际车辆运动过程中车身和单轴跨座式单轨转向架的相对运动。真实再现跨座式单轴单轨车辆的车体和跨座式单轴单轨车辆转向架相对运动关系，为跨座式单轴单轨车辆转向架的六锅一鼓式整体六自由度激振试验台提供加载功能。

7、本实用新型可以通过控制砝码的放置位置来模拟不同车身的惯性力矩，可以模拟不同车身状态下的转向架的运动情况，使试验范围广，经济性好。

8、可以对跨坐式单轴单轨转向架动进行可靠性试验，可以满足我国单轨转向架可靠性检测，对提高单轨跨坐式车辆的安全运行，改善单轨跨坐式车辆的乘坐舒适性以及加快轨道车辆技术的发展有很好的促进作用

9、试验台结构设计合理，试验台各零部件空间位置合理，结构紧凑并且可以拆卸，各零部件安装在试验平台上，若某一零部件发生损坏，可以方便检修和更换，大大提高了试验台的试验效率。

附图说明

图1六锅一鼓式整体六自由度激振轨道客车底盘试验台装配图

图2六锅一鼓式整体六自由度激振轨道客车底盘试验台装配图

图3试验台基础平台与六锅一鼓式六自由度激振的底盘整体模型方案装配体

图4试验台基础平台及整体激振吊篮式底盘框架、液压伺服作动器

图5试验台基础平台及模拟行走轮装配体、液压伺服作动器

图6模拟行走轮及其驱动电机

图7模拟行走轮总成

图8六锅一鼓式六自由度激振的底盘整体模型方案装配体

图9吊篮式底盘框架总成

图10吊篮式底盘框架

图11导向轮内踏面滚筒与电机装配体

图12稳定轮内踏面滚筒与电机装配体

图13跨坐式单轨单轴转向架

图14跨坐式单轨单轴转向架及导向轮、稳定轮内踏面滚筒与电机装配体

图15模拟半车试验车架砝码车与单轴跨座式单轨转向架装配体

图16模拟半车试验车架砝码车

图17单轴跨座式单轨转向架及云轨车体纵横向约束桁架、两自由度运动的砝码车体装配体

图18云轨车体纵横向约束桁架与两自由度运动的砝码车体装配体

图19云轨车体纵向约束桁架

图20云轨车体横向约束桁架

图21砝码车横向约束桁架装配体中的单个云轨龙门架立柱及其支撑

图中：1.车体纵横向约束桁架，2.试验台基础平台，3.行走轮电机与支撑座，4.液压伺服作动器，5.吊篮式底盘框架总成，6.模拟半车试验车架砝码车，7.跨坐式单轨单轴转向架， 8.空气弹簧装配体(通径200最大直径290)，9.模拟行走轮总成，10.吊篮式底盘框架，11. 十字轴万向传动轴，12.电机支撑座，13.模拟行走轮滚筒钣金框架，14.模拟行走轮滚筒齿轮减速器15.模拟行走轮滚筒测力轴承座装配体，16.导向轮内踏面滚筒与电机装配体，17. 稳定轮内踏面滚筒与电机装配体，18导向轮内踏面滚筒，19滚筒驱动电机，20.滚筒安装版， 21.稳定轮内踏面滚筒，22.行走轮，23.转向架沙漏式橡胶弹簧上支座，24.云轨车转向架牵引拉杆机构，25.云轨车中间转向架牵引板，26.云轨车转向架稳定轮，27.沙漏式橡胶弹簧，28.云轨车转向架导向轮，29.牵引拉杆机构车体固定座安装板，30.砝码车和沙漏弹簧上支座连接板，31.球轴承安装轴及支座安装板装配体，32.双关节轴承连接杆，33.安装夹板， 34.双关节轴承斜撑杆，35.连接夹板，36.斜撑柱基础平台固定座，37.龙门架横梁，38.球关节支座，39.云轨龙门架立柱

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

首先对六锅一鼓进行解释，本实用新型中的六锅具体指的是与转向架导向轮接触的4个导向轮内踏面滚筒以及与转向架稳定轮接触的2个稳定轮内踏面滚筒21，一鼓则是指与转向架行走轮接触的模拟行走轮滚筒，六锅一鼓在电机的驱动下转动，从而模拟客车运行过程中转向架的牵引驱动。

整个试验台大致有三部分组成，分别是试验台基础平台2、六锅一鼓式六自由度激振的转向架整体模型方案装配体、砝码车纵向约束桁架装配体。三部分相互作用，共同完成了对转向架性能的测试。

试验台基础平台2上有立柱与凹槽，放置有云轨车的纵横向约束横桁架以及作用于吊篮式底盘框架的液压作动器和空气弹簧。此外，用于加载模拟行走轮滚筒的电机也通过电机轴承座置于试验台基础平台上。其中空气弹簧采用上海松夏的HF255-322-30.6-2.5t橡胶空气弹簧(8)，该空气弹簧的通径为200，最大直径290，行程为116-400。作动器采用比亚迪的25吨d100D160x100电液伺服作动器，7个液压作动器4分别有4个作用于吊篮式整体框架的垂向方向，2个作用于其横向方向，1个作用于纵向方向，7个作动器协同运动，使得整个吊篮式框架产生横向、侧向、垂向、横摆、侧滚和点头的六自由度运动，以此来模拟车辆运动过程中的不平顺。采用的电机为200kw1273Nm315机座异步变频电机，电机于模拟行走轮滚筒之间通过一个十字轴万向传动轴11进行连接。

六锅一鼓式六自由度激振的转向架整体模型方案装配体主要有吊篮式底盘框架总成5 和轨道车辆转向架7组成。其中吊篮式底盘框架10属于吊篮式底盘框架总成5重要组成部分。

六锅一鼓式六自由度激振的转向架整体模型方案装配体放于试验台基础平台2的空气弹簧上8，其吊篮式框架的四个角分别坐在4个垂向液压作动器上4，吊篮式框架由多块钣金件焊接而成，四个角及右侧有2个液压作动器4横向作用于其上。后侧纵向还有1个作动器与其连接，7个作动器完成了整个模型方案装配体的六自由度激振。吊篮式框架由多块钣金件焊接而成，四个角及右侧、后侧液压作动器的作用点均有杯形凹槽，用于放置液压作动器，液压作动器的另一头置于试验台基础地面的杯形凹槽内。吊篮式框架的前后各有四个一共八个空气弹簧通过立柱将其支撑，起到减震的作用。

“六锅一鼓”位于吊篮式框架中，与吊篮式框架组成一个整体，共同组成吊篮式底盘框架总成5。其中模拟行走轮滚筒上装有模拟行走轮滚筒齿轮减速器14，驱动电机通过十字轴万向传动轴11将驱动力传递给模拟行走轮滚筒齿轮减速器14，带动模拟行走轮滚筒转动。模拟行走轮滚筒两侧装有两个模拟行走轮滚筒测力轴承座15，轴承座通过螺栓连接固定在吊篮式框架上。模拟行走轮滚筒齿轮减速器14通过行走轮滚筒测力轴承座15安装在模拟行走轮滚筒钣金框架13上的测力轴承座安装板上。行走轮滚筒为空心转筒。模拟行走轮滚筒钣金框架13、模拟行走轮滚筒齿轮减速器14、模拟行走轮滚筒测力轴承座装配体15共同组成模拟行走轮总成装配(一鼓)体并通过螺栓连接与吊篮式框架成为一个整体。4个导向轮内踏面滚筒与电机装配体16和2个稳定轮内踏面滚筒与电机装配体17统称为“六锅”，每个“锅”主要由内踏面滚筒和15kw同步伺服电机组成，根据导向轮和稳定轮的大小不同，导向轮内踏面滚筒18的直径为600，稳定轮内踏面滚筒21的直径为1000。在15kw同步伺服电机上装有电机安装板，安装板的内边缘通过螺栓连接将安装板固定在电机上，外边缘同样通过螺栓连接将整个内踏面滚筒与电机装配体17固定在吊篮框架上并与之成为一个整体。上述的吊篮式底盘框架与固定与其上的4个导向轮内踏面滚筒与电机装配体16和2个稳定轮内踏面滚筒与电机装配体17(即“六锅”)和模拟行走轮总成9(即“一鼓”)共同组成吊篮式底盘框架总成5。

在吊篮式底盘框架总成5的上方放置有被测试的跨座式单轴单轨转向架装配体7。转向架的主要组成部分有：行走轮22、转向架沙漏式橡胶弹簧上支座23、云轨车转向架横向上球铰拉杆机构24、云轨车中间转向架牵引板25、云轨车转向架稳定轮26、云轨车转向架导向轮28、沙漏式橡胶弹簧27。转向架置于吊篮式底盘框架总成5中，其中吊篮式底盘框架总成5中的模拟行走轮滚筒支撑着转向架的行走轮，转向架的行走轮置于模拟行走轮滚筒之上，在电机带动模拟行走轮滚筒转动过程当中，模拟行走轮滚筒表面与相切的行走轮表面之间产生摩擦并带动行走轮滚动。4个导向轮也分别置于导向轮内踏面滚筒18中，2个稳定轮置于稳定轮内踏面滚筒21中。导向轮和稳定轮分别和其外部的内踏面滚筒相切，内踏面滚筒与电机相连，电机工作带动内踏面滚筒转动，滚筒内侧面与其中的轮胎面产生摩擦带动轮胎转动。在7个电机的工作状态下，转向架的行走轮，导向轮，稳定轮均发生转动，以此来模拟车辆的运动状态，通过模拟行走轮滚筒、内踏面滚筒来模拟轨道地面，从而模拟车辆所受到的牵引驱动。导向轮内踏面滚筒18与稳定轮内踏面滚筒21以及模拟行走轮滚筒模拟单轨跨坐式转向架的导向轮、稳定轮以及走行轮的轨道，使试验台空间结构更加合理。除此之外，上述的滚筒均具有可更换的优点，可以不间断转动并在滚筒发生损坏时进行更换。

7个作动器作用于吊篮式底盘框架总成5上，作动器一端放置于基础平台的凹槽内，另一端放置于吊篮式底盘框架的凹槽内。其中4个液压作动器垂向作用于吊篮式底盘框架的4 个角，2个作动器横向作用于底盘框架的右侧，剩下一个作动器纵向作用于底盘框架的后侧。多个作动器配合控制系统作用于底盘框架上，并且不同作动器之间的运动是可以独立控制的，各个作动器可以通过较小的作动力实现对试验台中吊篮式底盘框架的纵向、垂向、横向、点头、扭转以及侧滚六自由度激振，从而通过模拟行走轮滚筒、导向轮内踏面滚筒18、稳定轮内踏面滚筒21完成对单个跨座式单轴单轨转向架的纵向、垂向、横向、点头、扭转以及侧滚六自由度激振。能够实现通过较低的成本来完成对路面实际情况的模拟，实现对单轨轨道走行轮轨道面、稳定轮轨道面以及导向轮轨道面不平顺的模拟。

在转向架的上部放置有砝码车。本实用新型针对跨座式单轴单轨车辆转向架的六锅一鼓式整体六自由度激振轨道客车转向架试验台车重加载问题，提供一种模拟跨座式单轴单轨转向架车重和惯性力矩的砝码车。模拟半车试验车架砝码车的四个角焊有牵引拉杆机构车体固定座安装板29，中间两侧底部焊有砝码车和沙漏弹簧上支座连接板30，中间两侧焊一对球轴承安装轴及支座安装板装配体31。云轨车转向架牵引拉杆机构24通过螺栓连接安装在砝码车牵引拉杆机构车体固定座安装板29上。沙漏弹簧上支座和砝码车的沙漏弹簧上支座连接板采用螺栓连接，从而实现模拟半车试验车架砝码车和跨座式单轴单轨转向架的连接关系。模拟半车试验车架砝码车通过四个牵引拉杆机构车体固定座和沙漏弹簧上支座和跨座式单轴单轨转向架连成一体，通过放置一定数量25Kg砝码来模拟跨座式单轴单轨转向架实际承受的车身质量。模拟半车试验车架砝码车所有的砝码槽上焊有若干挡板，防止模拟半车试验车架砝码车随转向架运动过程中砝码产生相对位移，导致惯性力矩的波动。在不同槽位上放置一定数量的25Kg砝码，从而可以模拟不同车身的质量和惯性力矩。

由于试验台是针对于单个单轴跨座式单轨转向架做试验，将模拟半车试验车架砝码车和转向架相连接，因此模拟半车试验车架砝码车在试验过程中会跟随跨座式单轴单轨转向架做出点头等六自由度运动。这种运动在实际车辆运行过程中不可能出现，故需要设计砝码车纵向、横向约束桁架装配体安装在砝码车的外部，保证试验车架砝码车具有和际实车辆运行过程中相同的自由度。砝码车两侧，一侧有上下两个球轴承安装轴，一侧有上中下三个球轴承安装轴。四个球轴承安装轴通过球铰连接分别与四个SKG60ES焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体相连，四个SKG60ES焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体均位于纵向方向，在横向方向32上，砝码车的一侧通过球铰连接将一个SKG60ES焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体横向安装在砝码车的球轴承安装轴及支座安装板装配体31上，4个纵向SKG60ES焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体和1个横向SKG60ES焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体的另一端通过球铰连接与球关节支座38相连，SA60ES球关节支座38通过螺栓连接安装在砝码车纵向、横向约束桁架装配体上的连接夹板上，SKG60ES焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体的两端均采用球铰连接。这样的布置约束模拟半车试验车架砝码车和跨座式单轴单轨转向架的相对运动，保证了约束模拟半车试验车架砝码车相对于单轴跨座式单轨转向架只有沿纵向方向运动和点头运动两个自由度。

砝码车纵向、横向约束桁架装配体主要由砝码车纵向约束桁架装配体和砝码车横向约束桁架装配体两大部分组成。其中4个纵向SKG60ES焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体所连接的为砝码车纵向约束桁架装配体，砝码车一侧1个横向SKG60ES焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体所连接的为砝码车横向约束桁架装配体。砝码车纵向约束桁架装配体主要通过两根龙门架横梁37和两根云轨龙门架立柱39组成，龙门架横梁37和云轨龙门架立柱39通过连接夹板35固定连接在一起，两根云轨龙门架立柱39通过膨胀螺栓固定在基础平面上，云轨龙门架立柱39上装有连接夹板，用于连接SKG60ES焊接式双关节轴承云轨半车身质量车连接杆装配体32。除此之外，云轨龙门架立柱29上的连接夹板还用于双关节轴承斜撑杆，双关节轴承斜撑杆34一端所对应的球关节支座通过螺栓连接分别安装在对应的连接夹板上，另一端所对应的SA60ES球关节支座与地连接板通过螺栓连接固定在地基上，以此达到稳定约束桁架装配的目的。砝码车横向约束桁架装配体的零部件和安装原理同纵向约束桁架装配体基本型同，由于在横向上只有一个横向SKG60ES焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体一砝码车相连，此取消了龙门架横梁采用了单个云轨龙门架立柱39作为支撑。

整个单轴跨座式单轨转向架及云轨车体纵横向约束桁架、两自由度运动的砝码车体装配体满足测试不同载荷下的单个跨座式单轴单轨转向架要求以及模拟车身的惯性力矩的需求。真实再现跨座式单轴单轨车辆的车体和单轴跨座式单轨车辆转向架相对关系，为单个单轴跨座式单轨转向架悬架动力学参数测试与牵引力性能试验台提供加载功能。

参阅图1，整个试验台主要包括：车体纵、横向约束桁架装配体1试验台基础平台2以及坐落在试验台基础平台2上的一个行走轮电机与支撑座3；以试验台基础平台凹槽为支撑点的7个液压伺服作动器4；作动器作用终端的吊篮式底盘框总成架装配体5和位于吊篮式底盘框架总成5上的跨坐式单轨单轴转向架7；以及加在跨坐式单轨单轴转向架7的试验加载砝码车装配体6。这7个部分相互配合，共同组成试验台整体。通过液压作动器4作用于吊篮式底盘框总成架装配体5模拟客车运行过程中的不平顺。整体激振吊篮式底盘框架10将力施加给位于其中的跨座式轴单轨车辆转向架7的四个导向轮28、两个稳定轮26和走行轮22，从而真实模拟跨座式单轴单轨车辆横向、侧向、垂向、横摆、侧滚和点头六种运动形式。通过电机驱动六锅一鼓来模拟轨道客车运行过程中的牵引驱动，与液压作动器4的工作相结合，完成对单个跨座式单轴单轨转向架进行刚度参数的动态测试。

参阅图3，整个试验的主体部分只要在于试验台中的“六锅一鼓”，及座落在试验台基础平台2上的吊篮式地盘框架总成装配体5，所测试的单轴单轨转向架7则放在吊篮式地盘框架总成装配体5上。

参阅图4，吊篮式底盘框架总成5中的吊篮框架10通过液压作动器4和空气弹簧8座落在试验台基础平台2上。试验台基础平台2上有立柱与凹槽。其中吊篮式框架10的四个角各有一个作动器4作用于其上，作动器4的另一端作用于地面的凹槽内；框架10的横向有两个作动器4作用，作动器4另一端作用在立柱垂向面的凹槽内；框架10的纵向作用于一个作动器4，起另一端个同样作用于立柱垂向面的凹槽内。用于加载模拟行走轮滚筒9的 200KW行走轮电机3也通过电机轴承座12与试验台基础平台2上。试验台基础平台2上有立柱与凹槽，放置有云轨车的纵横向约束横桁架1以及作用于吊篮式底盘框架10的液压作动器4和空气弹簧8。吊篮式框架10的前后各有四个、一共八个空气弹簧8通过立柱将其支撑，起到减震的作用。此外，用于加载模拟行走轮滚筒9的电机3也通过电机轴承座座 12与试验台基础平台2上。电机3的输出端连接一根十字万向传动轴11，传动轴11的另一端伸进吊篮式框架10内。

参阅图5，试验台基础平台2上共有7个液压作动器4，其中垂向4个，横向2个，纵向1个。共有7根立柱，外围的三根立柱作为横向、纵向作动器4的支撑点；里面的4根立柱，每根立柱上放有两个空气弹簧8，电机3通过电机支撑座12座落在基础平台2上，电机3通过十字轴万向传动轴11将动力传递给模拟行走轮总装配体9。

参阅图6，驱动电机3通过螺栓固定在电机支撑座12上，电机的输出端接有一根十字轴万向传动轴11，万向传动轴11的另一端与模拟行走轮总成的减速器14相连，将电机3输出的动力传送给模拟行走轮。

参阅图7，模拟行走轮总成9一鼓由模拟行走轮滚筒钣金框架13、模拟行走轮滚筒齿轮减速器14、模拟行走轮滚筒测力轴承座装配体15共同组成。其中模模拟行走轮滚筒钣金框架13上装有模拟行走轮滚筒齿轮减速器14，驱动电机3通过十字轴万向传动轴11将驱动力传递给模拟行走轮滚筒齿轮减速器14，带动模拟行走轮滚筒转动。

参阅图8，整个“六锅一鼓”试验系统主要由一个“六锅一鼓”模型即吊篮式底盘框架总成5和放于其上用于测试的单轴单轨转向架7组成。转向架7置于吊篮式底盘框架总成5上方，其中吊篮式底盘框架总成5中的模拟行走轮滚筒支撑着转向架的行走轮22，转向架的行走轮22置于模拟行走轮滚筒钣金框架13之上，在电机3带动模拟行走轮滚筒9转动过程当中，模拟行走轮滚筒钣金框架13表面与相切的行走轮22表面之前产生摩擦并带动行走轮22滚动。4个导向轮28也分别置于导向轮内踏面滚筒18中，2个稳定轮26置于稳定轮内踏面滚筒21中。

参阅图9，吊篮式底盘框架10属于吊篮式底盘框架总成5的一部分。所述的“六锅一鼓”模型，即吊篮式底盘框架总成5，包括一个吊篮式框架10和固定在框架内部的4个导向轮内踏面滚筒及电机16，2个稳定论内踏面滚筒及电机17，1个模拟行走轮总成9。模拟行走轮滚筒两侧装有两个模拟行走轮滚筒测力轴承座15，轴承座15通过螺栓连接固定在吊篮式框架10上。拟行走轮滚筒齿轮减速器14通过行走轮滚筒测力轴承座15安装在模拟行走轮滚筒钣金框架13上的测力轴承座安装板15上。行走轮滚筒为空心转筒。模拟行走轮总成9通过螺栓连接与吊篮式框架10成为一个整体。模拟行走轮总成9即所述的“一鼓”。4 个导向轮内踏面滚筒与电机装配体16和2个稳定轮内踏面滚筒与电机装配体17统称为“六锅”，每个“锅”主要由内踏面滚筒和15kw同步伺服电机19组成，根据导向轮28和稳定轮 26的大小不同，导向轮内踏面滚筒18的直径为600，稳定轮内踏面滚筒21的直径为1000。在15kw同步伺服电机19上装有电机安装板20，安装板20的内边缘通过螺栓连接将安装板 20固定在电机19上，外边缘同样通过螺栓连接将整个内踏面滚筒与电机装配体固定在吊篮框架10上并与之成为一个整体。

参阅图10，为吊篮式地盘框架10的等轴侧视图。

参阅图11，导向轮内踏面滚筒与电机装配体16主要由导向面滚18、电机19和安装板 20组成。电机19的输出端与导向轮内踏面滚筒18相连。电机19的上端即滚筒18的下端装有一块安装版20，用于将导向轮内踏面滚筒与电机装配体16固定在吊篮式框架10上。安装板20的内边缘面通过螺栓固定在电机19上表面，外边缘面有螺栓孔，用于通过螺栓固定在吊篮式框架10上。

参阅图12，稳定轮内踏面滚筒与电机装配体17的组成和工作员原理和导向轮内踏面滚筒与电机装配体16基本相同，根据导向轮28、稳定轮26的大小不同，两个滚筒的大小也不一样。导向轮内踏面滚筒18的直径为600，稳定轮内踏面滚筒21的直径为1000。

参阅图13，被测试的跨座式单轴单轨转向架7的组要组成部分有：行走轮22、转向架沙漏式橡胶弹簧上支座23、云轨车转向架横向上球铰拉杆24、云轨车中间转向架牵引板25、云轨车转向架稳定轮26、云轨车转向架导向轮28、沙漏式橡胶弹簧27。

参阅图14，导向轮28和稳定轮26分别和其外部的内踏面滚筒相切，内踏面滚筒与电机19相连，电机19工作带动内踏面滚筒转动，滚筒内侧面与其中的轮胎面产生摩擦带动轮胎转动。在7个电机19的工作状态下，转向架的行走轮22，导向轮28，稳定轮26均发生转动，以此来模拟车辆的运动状态，通过模拟行走轮滚筒9、内踏面滚筒来模拟轨道地面，从而模拟车辆所受到的牵引驱动。导向轮内踏面滚筒18与稳定轮内踏面滚筒21以及模拟行走轮滚筒9模拟单轨跨坐式转向架的导向轮28、稳定轮26以及走行轮22的轨道，使试验台空间结构更加合理。

参阅图15，在转向架7的上部放置有砝码车6。本实用新型针对跨座式单轴单轨车辆转向架的六锅一鼓式整体六自由度激振轨道客车转向架试验台车重加载问题，提供一种模拟跨座式单轴单轨转向架车重和惯性力矩的砝码车6。云轨车转向架牵引拉杆机构24通过螺栓连接安装在砝码车的牵引拉杆机构车体固定座安装板29上。沙漏弹簧上支座23和砝码车的沙漏弹簧上支座连接板30采用螺栓连接，从而实现模拟半车试验车架砝码车6和跨座式单轴单轨转向架7的连接关系。模拟半车试验车架砝码车6通过四个牵引拉杆机构车体固定座 29和沙漏弹簧上支座23和跨座式单轴单轨转向架7连成一体。

参阅图16，模拟半车试验车架砝码车7的四个角焊有牵引拉杆机构车体固定座安装板 29，中间两侧底部焊有砝码车和沙漏弹簧上支座连接板30，中间两侧焊一对球轴承安装轴及支座安装板装配体31。砝码车6上放置一定数量25Kg砝码来模拟跨座式单轴单轨转向架 7实际承受的车身质量。模拟半车试验车架砝码车6所有的砝码槽上焊有若干挡板，防止模拟半车试验车架砝码车6随转向架7运动过程中砝码产生相对位移，导致惯性力矩的波动。在不同槽位上放置一定数量的25Kg砝码，从而可以模拟不同车身的质量和惯性力矩。砝码车两侧，一侧有上下两个球轴承安装轴，一侧有上中下三个球轴承安装轴，用于安装SKG60ES 焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体32。

参阅图17，设计一个砝码车纵向、横向约束桁架装配体1安装在砝码车6的外部，保证试验车架砝码车6实具有和际车辆运行过程中相同的自由度。即试验车架砝码车6不同于单轴单轨转向架7的六自由度运动而只有沿纵向方向运动和点头运动两个自由度运动。砝码车6两侧的四个球轴承安装轴通过球铰连接分别与四个SKG60ES焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体32相连，四个SKG60ES焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体32均位于纵向方向，在横向方向上，砝码车6的一侧通过球铰连接将一个SKG60ES焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体32横向安装在砝码车的球轴承安装轴及支座安装板装配体31上，4个纵向SKG60ES 焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体32和1个横向SKG60ES焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体32的另一端通过球铰连接与球关节支座38相连，SA60ES球关节支座38通过螺栓连接安装在砝码车纵向、横向约束桁架装配体1上的连接夹板33上。SKG60ES焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体32的两端均采用球铰连接。这样的布置约束模拟半车试验车架砝码车6和跨座式单轴单轨转向架7的相对运动。

参阅图18，砝码车纵向、横向约束桁架装配体1主要由砝码车纵向约束桁架装配体和砝码车横向约束桁架装配体两大部分组成。

参阅图19，砝码车纵向约束桁架装配体主要包括双关节轴承连接杆32、安装夹板33、双关节轴承斜撑杆34、连接夹板35、斜撑柱基础平台固定座36、龙门架横梁37、球关节支座38云轨龙门架立柱39。其中4个纵向SKG60ES焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体32 所连接的为砝码车纵向约束桁架装配体。砝码车纵向约束桁架装配体主要通过两根龙门架横梁37和两根云轨龙门架立柱39组成，龙门架横梁37和云轨龙门架立柱39通过连接夹板35固定连接在一起，两根云轨龙门架立柱39通过膨胀螺栓固定在基础平面2上，云轨龙门架立柱39上装有连接夹板33，用于连接SKG60ES焊接式双关节轴承云轨半车身质量车连接杆装配体32。除此之外，云轨龙门架立柱39上的连接夹板33还用于双关节轴承斜撑杆34，双关节轴承斜撑杆34一端所对应的球关节支座38通过螺栓连接分别安装在对应的连接夹板 33上，另一端所对应的SA60ES球关节支座与地连接板36通过螺栓连接固定在地基上，以此达到稳定约束桁架装配的目的。

参阅图20，砝码车横向约束桁架装配体的零部件和安装原理同纵向约束桁架装配体基本型同，由于在横向上只有一个横向SKG60ES焊接式双关节轴承纵向连接杆装配体32与砝码车6相连，此取消了龙门架横梁37采用了单个云轨龙门架立柱39作为支撑。砝码车一侧 1个横向SKG60ES焊接式双关节轴承横向连接杆装配体32所连接的为砝码车横向约束桁架装配体。

Claims (8)

1.六锅一鼓式整体六自由度激振轨道客车转向架试验台，包括车体纵横向约束桁架(1)、试验台基础平台(2)、行走轮电机与支撑座(3)、液压伺服作动器(4)、吊篮式底盘框架总成(5)、模拟半车试验车架砝码车(6)和空气弹簧(8)，其特征在于：

所述六锅指与云轨车转向架导向轮(28)接触的4个导向轮内踏面滚筒(18)以及与云轨车转向架稳定轮(26)接触的2个稳定轮内踏面滚筒(21)，所述一鼓指与转向架行走轮接触的模拟行走轮滚筒；所述4个导向轮内踏面滚筒(18)和2个稳定轮内踏面滚筒(21)均固定在吊篮式底盘框架总成(5)中的吊篮式底盘框架(10)内，并通过各自滚筒驱动电机(19)驱动，使被测试的跨座式单轴单轨转向架(7)上的云轨车转向架导向轮(28)和云轨车转向架稳定轮(26)旋转；被测试的跨座式单轴单轨转向架(7)置于吊篮式底盘框架总成(5)中，并通过模拟半车试验车架砝码车(6)模拟跨座式单轴单轨转向架(7)车重和惯性力矩；

所述吊篮式底盘框架总成(5)通过液压作动器(4)和空气弹簧(8)支撑在试验台基础平台(2)上，所述液压作动器(4)分别作用于吊篮式底盘框架(10)的垂向、横向、纵向方向，通过作动器协同运动，使得整个吊篮式框架产生横向、侧向、垂向、横摆、侧滚和点头的六自由度激振运动，以此来模拟车辆运动过程中的不平顺。

2.根据权利要求1所述的六锅一鼓式整体六自由度激振轨道客车转向架试验台，其特征在于：

所述转向架行走轮置于模拟行走轮滚筒之上并由模拟行走轮滚筒支撑，通过行走轮驱动电机驱动，使模拟行走轮滚筒表面与相切的行走轮表面之间产生摩擦并带动行走轮滚动；所述4个云轨车转向架导向轮(28)和2个云轨车转向架稳定轮(26)分别置于对应的导向轮内踏面滚筒(18)和稳定轮内踏面滚筒(21)中，并分别与导向轮内踏面滚筒(18)和稳定轮内踏面滚筒(21)相切，所述导向轮内踏面滚筒(18)、稳定轮内踏面滚筒(21)和模拟行走轮滚筒分别模拟跨座式单轴单轨转向架(7)的云轨车转向架导向轮(28)、云轨车转向架稳定轮(26)以及走行轮的轨道，所述导向轮内踏面滚筒(18)和稳定轮内踏面滚筒(21)由各自滚筒驱动电机(19)驱动转动，通过滚筒与对应的轮胎面产生摩擦带动轮胎转动，以此模拟车辆的运动状态。

3.根据权利要求1所述的六锅一鼓式整体六自由度激振轨道客车转向架试验台，其特征在于：

所述吊篮式底盘框架总成(5)由吊篮式底盘框架(10)和固定其上的4个导向轮内踏面滚筒与电机装配体(16)、2个稳定轮内踏面滚筒与电机装配体(17)和1个模拟行走轮总成(9)组成，

所述导向轮内踏面滚筒与电机装配体(16)由导向轮内踏面滚筒(18)、滚筒驱动电机(19)和滚筒安装板(20)组成，所述滚筒驱动电机(19)的输出端与导向轮内踏面滚筒(18)相连，所述滚筒安装板(20)装在滚筒驱动电机(19)和导向轮内踏面滚筒(18)之间，所述导向轮内踏面滚筒与电机装配体(16)通过滚筒安装板(20)固定在吊篮式底盘框架(10)上；

所述稳定轮内踏面滚筒与电机装配体(17)结构、安装方式与导向轮内踏面滚筒与电机装配体(16)相同，根据云轨车转向架导向轮(28)、云轨车转向架稳定轮(26)的大小不同而不同。

4.根据权利要求1或3所述的六锅一鼓式整体六自由度激振轨道客车转向架试验台，其特征在于：

行走轮驱动电机通过电机支撑座(12)固定在试验台基础平台(2)上，所述行走轮驱动电机输出端通过十字轴万向传动轴(11)与模拟行走轮总成(9)连接，行走轮驱动电机将驱动力传递给模拟行走轮滚筒齿轮减速器(14)，带动模拟行走轮滚筒转动；

所述模拟行走轮总成(9)通过螺栓连接与吊篮式底盘框架(10)上，所述模拟行走轮总成(9)由模拟行走轮滚筒钣金框架(13)、模拟行走轮滚筒齿轮减速器(14)和模拟行走轮滚筒测力轴承座(15)组成，所述模拟行走轮滚筒测力轴承座(15)装在模拟行走轮滚筒两侧，所述模拟行走轮滚筒齿轮减速器(14)通过行走轮滚筒测力轴承座(15)安装在模拟行走轮滚筒钣金框架(13)上，所述模拟行走轮滚筒为空心转筒。

5.根据权利要求1所述的六锅一鼓式整体六自由度激振轨道客车转向架试验台，其特征在于：

所述液压作动器(4)包括7个，其中4个垂向作用于吊篮式底盘框架(10)的4个角，2个横向作用于吊篮式底盘框架(10)的右侧，一个纵向作用于吊篮式底盘框架(10)的后侧，多个液压作动器配合控制系统作用于吊篮式底盘框架(10)上，不同液压作动器之间的运动独立控制，各个液压作动器通过较小的作动力实现对吊篮式底盘框架(10)的纵向、垂向、横向、点头、扭转以及侧滚六自由度激振，从而通过模拟行走轮滚筒、导向轮内踏面滚筒(18)、稳定轮内踏面滚筒(21)完成对单个跨座式单轴单轨转向架(7)的纵向、垂向、横向、点头、扭转以及侧滚六自由度激振；

所述试验台基础平台(2)上设有7根立柱，其中3根用于安装纵、横向液压作动器(4)，4根通过8个空气弹簧(8)支撑吊篮式底盘框架(10)。

6.根据权利要求1所述的六锅一鼓式整体六自由度激振轨道客车转向架试验台，其特征在于：

所述半车试验车架砝码车(6)四个角焊有牵引拉杆机构车体固定座安装板(29)，中间两侧底部焊有砝码车和沙漏弹簧上支座连接板(30)，中间两侧焊有球轴承安装轴及支座安装板装配体(31)，云轨车转向架牵引拉杆机构(24)通过螺栓连接安装在砝码车牵引拉杆机构车体固定座安装板(29)上，转向架沙漏式橡胶弹簧上支座(23)与砝码车的沙漏弹簧上支座连接板(30)采用螺栓连接，半车试验车架砝码车(6)上设有砝码槽，其内装有模拟跨座式单轴单轨转向架实际承受的车身质量的砝码，码槽上设有若干挡板，用于防止模拟半车试验车架砝码车随转向架运动过程中砝码产生相对位移，导致惯性力矩的波动。

7.根据权利要求1所述的六锅一鼓式整体六自由度激振轨道客车转向架试验台，其特征在于：

所述车体纵横向约束桁架(1)由砝码车纵向约束桁架和砝码车横向约束桁架两部分组成，所述砝码车纵向约束桁架由2根龙门架横梁(37)和2根云轨龙门架立柱(39)组成，所述2根龙门架横梁(37)与2根云轨龙门架立柱(39)通过连接夹板(35)固定；所述砝码车横向约束桁架为1根云轨龙门架立柱，3根云轨龙门架立柱固定在支撑在试验台基础平台(2)上，并通过双关节轴承斜撑杆(34)支撑。

8.根据权利要求7所述的六锅一鼓式整体六自由度激振轨道客车转向架试验台，其特征在于：

所述车体纵横向约束桁架(1)通过5根双关节轴承连接杆(32)与所述半车试验车架砝码车(6)连接，其中4根双关节轴承连接杆(32)一端通过球关节支座(38)和安装夹板(33)连接在两根龙门架横梁(37)上，一根双关节轴承连接杆(32)连接在横向约束桁架中的云轨龙门架立柱(39)上，所述5根双关节轴承连接杆(32)另一端与球轴承安装轴及支座安装板装配体(31)中的球轴承安装轴连接。