一种用于车端关系试验的六自由度机器人平台的制作方法

本实用新型涉及一种机器人平台，特别涉及一种用于车端关系试验的六自由度机器人平台。

背景技术：

车端关系试验是指安装在车体端部的部件在列车运行过程中，因列车各车体间相对运动和通过曲线时各部件发生相对移动和转动，通过测量部件的位移和力的变化，测量出车端的刚度及阻尼等参数,为列车动力学分析提供准确的数据。

因此，特别需要一种用于车端关系试验的六自由度机器人平台，以解决上述现有存在的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于车端关系试验的六自由度机器人平台，针对现有技术的不足，采用模块化柔性设计，可以满足地铁车辆、动车组、铁路客车车辆车端上的所有部件进行试验，模拟列车通过直线、曲线时的状态，检验安装在车端各部件的相互干涉关系，同时可以对安装在车端的部件进行单独试验。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种用于车端关系试验的六自由度机器人平台，其特征在于，它包括六自由度运动模拟组件、六维力传感器组件、反力支撑组件和基础预埋组件，所述反力支撑组件固定在所述基础预埋组件的相对侧，所述六自由度运动模拟组件的底端固定在所述基础预埋组件的侧面，所述六自由度运动模拟组件的顶端通过六维力传感器组件与所述反力支撑组件相连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述六自由度运动模拟组件包括平台、底座、上铰支座、下铰支座和驱动单元，所述上铰支座120度均布在所述平台的底部，所述下铰支座120度均布在所述底座上，所述上铰支座和所述下铰支座互相配合，所述驱动单元两端分别铰接在所述上铰支座和所述下铰支座上，所述底座固定在所述基础预埋组件上，所述平台用于连接所述反力支撑组件和被测部件。

进一步，所述驱动单元包括伺服动作器、伺服阀、位移传感器和压力传感器，所述伺服阀和所述伺服动作器相连接，所述位移传感器和压力传感器分别在所述伺服动作器上。

进一步，所述上铰支座的铰轴间距为260mm，所述下铰支座的铰轴间距为350mm。

进一步，所述被测部件包括贯通道、橡胶外风挡、车钩、电器连接器、电线电缆和制动管路。

在本实用新型的一个实施例中，所述基础预埋组件包括预埋基座、基础平台和基础反力墙，所述基础反力墙设置在所述预埋基座的一侧，所述基础平台设置在所述预埋基座的另一侧，所述反力支撑组件固定在所述基础平台上，所述六自由度运动模拟组件固定在所述基础反力墙上。

进一步，所述基础反力墙上设置有下铰预埋件，所述基础反力墙通过下铰预埋件与所述六自由度运动模拟组件的底座相连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述反力支撑组件包括反力支撑件，所述反力支撑件的底部通过定位块固定在所述基础预埋组件的基础平台上，所述反力支撑件的前端设置有后端过渡板，所述后端过渡板与贯通道的一侧相连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述六维力传感器组件包括前端过渡件和六维力传感器，所述六维力传感器设置在所述前端过渡件的后侧，所述前端过渡件的前侧与贯通道的另一侧相连接。

进一步，所述前端过渡板的后侧上端通过气囊连接件固定有气囊，所述气囊的底部设置有气囊托架。

在本实用新型的一个实施例中，还包括一进行试验数据分析和处理的控制与采集系统，所述控制与采集系统与所述六维力传感器组件的六维力传感器互相通讯连接。

本实用新型的用于车端关系试验的六自由度机器人平台，与现有技术相比，通过六自由度运动模拟组件具有纵摇、横摇、航向三个自由度的角运动功能和纵移、横移、升降三个自由度的线运动功能，能够对两车端的相对运动状态进行模拟，从而能够实现车钩、贯通道、外橡胶风挡、车端跨接电缆、制动管路及车端设备箱提供模拟运动和力学环境，采用模块化柔性设计，通过单个部件或调整车端不同部件的组合，满足对地铁车辆、动车组、铁路客车车辆车端上的所有部件进行试验，实现本实用新型的目的。

本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为本实用新型的用于车端关系试验的六自由度机器人平台的结构示意图；

图2为本实用新型的六自由度运动模拟组件的结构示意图；

图3为本实用新型的基础预埋组件的结构示意图；

图4为本实用新型的基础预埋组件侧视状态的结构示意图；

图5为本实用新型的基础预埋组件俯视状态的结构示意图；

图6为本实用新型的反力支撑组件的结构示意图；

图7为本实用新型的反力支撑组件侧视状态的结构示意图；

图8为本实用新型的六维力传感器组件的结构示意图；

图9为本实用新型的六维力传感器组件侧视状态的结构示意图；

图10为本实用新型的用于车端关系试验的六自由度机器人平台的立体示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

实施例

如图1至图10所示，本实用新型的用于车端关系试验的六自由度机器人平台，它包括六自由度运动模拟组件10、基础预埋组件20、反力支撑组件30和六维力传感器组件40，六自由度运动模拟组件10用来模拟列车在运行过程中两车端之间的相对运动以及在相对运动时对车端部件进行加载，基础预埋组件20用来承载六自由度运动模拟组件10，六维力传感器组件40在进行车端刚度和阻尼特性测试时用来精确测量作用到车端部件上的加载力和力矩。

反力支撑组件30固定在基础预埋组件20的相对侧，六自由度运动模拟组件10的底端固定在基础预埋组件20的侧面，六自由度运动模拟组件10的顶端通过六维力传感器组件40与反力支撑组件30相连接。

如图2所示，六自由度运动模拟组件10包括平台11、底座12、上铰支座13、下铰支座14和驱动单元15，上铰支座13以120度均布在平台11的底部，下铰支座14以120度均布在底座12上，上铰支座13和下铰支座14互相配合，驱动单元15两端分别铰接在上铰支座13和下铰支座14上，底座12固定在基础预埋组件20上，平台11用于连接反力支撑组件30和被测部件。

驱动单元15包括伺服动作器、伺服阀、位移传感器和压力传感器，所述伺服阀和所述伺服动作器相连接，所述位移传感器和压力传感器分别在所述伺服动作器上（图中未示）。

上铰支座13的铰轴间距为260mm，下铰支座14的铰轴间距为350mm。所述被测部件包括贯通道、橡胶外风挡、车钩、电器连接器、电线电缆和制动管路。

六自由度运动模拟组件10具有纵摇、横摇、航向三个自由度的角运动功能和纵移、横移、升降三个自由度的线运动功能，能够对两车端的相对运动状态进行模拟，从而能够实现车钩、贯通道、外橡胶风挡、车端跨接电缆、制动管路及车端设备箱提供模拟运动和力学环境。

如图3至图5所示，基础预埋组件20包括预埋基座21、基础平台22和基础反力墙23，基础反力墙23设置在预埋基座21的一侧，基础平台22设置在预埋基座21的另一侧，反力支撑组件30固定在基础平台22上，六自由度运动模拟组件10固定在基础反力墙23上。

基础反力墙23上设置有下铰预埋件231，基础反力墙23通过下铰预埋件231与六自由度运动模拟组件10的底座12相连接。

如图6和图7所示，反力支撑组件30包括反力支撑件31，反力支撑件的31底部通过定位块32固定在基础预埋组件20的基础平台22上，反力支撑件31的前端设置有后端过渡板33，后端过渡板33与贯通道50的一侧相连接。

如图8和图9所示，六维力传感器组件40包括前端过渡件41和六维力传感器42，六维力传感器42设置在前端过渡件41的后侧，前端过渡件41的前侧与贯通道50的另一侧相连接。

前端过渡板41的后侧上端通过气囊连接件44固定有气囊43，气囊43的底部设置有气囊托架45。

在本实施例中，还包括一进行试验数据分析和处理的控制与采集系统（图中未示），所述控制与采集系统与六维力传感器组件40的六维力传感器42互相通讯连接。

所述控制与采集系统采用分层控制结构，用于监控系统的运行状态，控制指令输入、试验曲线显示，并进行试验数据的分析和处理，并完成运动模拟系统的实时控制以及试验数据的采集。

本实用新型的用于车端关系试验的六自由度机器人平台，通过六自由度运动模拟组件10具有纵摇、横摇、航向三个自由度的角运动功能和纵移、横移、升降三个自由度的线运动功能，能够对两车端的相对运动状态进行模拟，从而能够实现车钩、贯通道、外橡胶风挡、车端跨接电缆、制动管路及车端设备箱提供模拟运动和力学环境，采用模块化柔性设计，通过单个部件或调整车端不同部件的组合，满足对地铁车辆、动车组、铁路客车车辆车端上的所有部件进行试验。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。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。