梁模型(4)包括主梁、支撑在主梁下的桥墩；主梁两侧设有用于感应振动信息的传感器。
[0051]其还在于，车辆模型包括车身平台，车身平台两侧分别装有两组车轮；车身平台上设有激振器、蓄电池、带触摸屏的控制箱以及配重质量块；控制箱内设有电机调速控制器、定位触发开关、急停开关、PLC控件和电源开关。
[0052]其还在于，车身平台底部设有车轮轮轴、用于支撑车轮轮轴的轴承以及用于联接前部车轮轮轴和后部车轮轮轴的驱动轴；车轮轮轴上装有转向器；车轮轮轴通过联轴器与驱动轴联接，车轮轮轴与驱动轴联接的部位设有编码器；无刷电机的输出端通过减速器连接在驱动轴上；驱动轴上装有轴刹装置；车身平台上设有用于感应车辆模型行使信息的传感器。
[0053]如图1、2、8所示，一种具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置包括桥梁模型4、车辆模型3、竖向布设的环形轨道、传感器7、引导段轨道支架6、试验数据采集设备12。试验段轨道2固定在桥梁模型4上，引导段轨道I由引导段轨道支架6支撑固定。引导段轨道I和试验段轨道2及过渡段36轨道采用万向铰33铰接在一起，形成闭环环形轨道。环形轨道为单线轨道，车辆模型3沿试验段轨道2和引导段轨道I及过渡段36轨道组成的闭环环形轨道上循环运行。
[0054]如图3、4、9所示，一种具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置包括桥梁模型4、车辆模型3、竖向布设的环形轨道、传感器7、引导段轨道支架6、试验数据采集系统。试验段轨道2固定在桥梁模型4上，引导段轨道I由引导段轨道支架6支撑固定。引导段轨道I和试验段轨道2及过渡段36轨道采用万向铰33铰接在一起，形成闭环环形轨道，环形轨道为双线轨道，车辆模型3沿试验段轨道2和引导段轨道I及过渡段36轨道组成的闭环环形轨道上循环运行。
[0055]如图5、6所示，图5与图1所示结构相比，在图1所示结构的基础上将桥梁模型4替换为斜拉桥模型。
[0056]如图7所示，一种具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置包括桥梁模型4、车辆模型3、水平环形轨道、传感器7、引导段轨道支架6、试验数据采集设备12。试验段轨道2固定于桥梁模型4上，水平环形引导段轨道11由引导段轨道支架6支撑固定。水平环形引导段轨道11和试验段轨道2及过渡段36轨道采用万向铰33铰接在一起，形成闭环环形轨道。环形轨道为单线轨道，车辆模型3沿试验段轨道2和引导段轨道I及过渡段36轨道组成的闭环环形轨道上循环运行。
[0057]如图8所示，图中车辆模型3包括车辆动力驱动装置和车轮8。车轮8滑嵌在环形轨道导轨9内，确保车辆模型3得以沿着环形轨道运行，同时确保车辆模型3高速运行时，在转弯段离心力的作用下车辆模型3不至于和环形轨道脱离；同时试验段轨道2固定于桥梁模型4上。
[0058]如图9所示，图中车辆模型3包括车辆动力驱动装置和车轮8。车轮8滑嵌在环形轨道导轨9内，确保车辆模型3得以沿着环形轨道运行，同时确保车辆模型3高速运行时，在转弯段离心力的作用下车辆模型3不至于和环形轨道脱离；同时引导段轨道I固定于轨道中心轴10上。轨道中心轴10的作用是用于固定和支撑导轨9。
[0059]如图10，图11所示，试验段轨道2和引导段轨道I之间设置过渡段轨道36，试验段轨道2和过渡段轨道36，引导段轨道I和过渡段轨道36之间均采用万向铰33连接，在铰接处导轨9采用橡胶导轨9，减少了引导段轨道I对桥梁模型4振动试验数据的影响。
[0060]如图12所示，车辆模型3主要是五部分，分别是车体、激振器13、蓄电池14、控制箱15、配重质量块20。蓄电池14，控制箱15分别安装在车体的车身平台23两侧。激振器13通过可靠连接安装在车体的车身平台23中部，激振器13可以水平放置，也可以是垂直放置，分别对模型施加水平激励和垂直激励。配重质量块20安装在激振器13的两侧，配重质量块20可以根据需要进行调整，以模拟不同的轴重。
[0061]如图13所示，车辆模型3的车身平台23可以分为三块，中间和两侧连接处有相交重叠部分，重叠部分的长度可以进行调节，且均有螺栓孔28，用螺栓29将车身平台23三部分进行锚固。调整车身平台23的长度后，再更换对应长度的驱动轴26，这样就可以调整模型车前后轴的轴距。车身平台23三部分连接处的钢板均具有足够的刚度和强度。
[0062]如图14，图15所示，模型车采用无刷电机22进行驱动，无刷电机22安装在车身平台23底部，电机机轴和减速器27的输入轴采用联轴器18连接。减速器27输出轴和驱动轴26采用联轴器18连接，减速器27可以降低电机输出的转速，进而对整车行驶速度进行控制。驱动轴26上安装轴刹装置，当模型车到达指定位置，或处于紧急状态时，能够及时制动。驱动轴26上安装旋转编码器24，可判断模型车运行距离，并反馈车辆的实时速度和运行距离。模型车的前后轮轴上均安装转向器25，使模型车在运行过程中可随机改变运行的方向，前进或后退。车辆模型3的车轮轮轴34通过轴承19安装在车体上，车轮8安装在轮轴上，车轮8是可拆卸的，可以根据需要更换车轮8。模型车上安装传感器7，传感器7可测试模型车运行过程中车轴处的的压力的变化值和车体在运行过程中的振动加速度。
[0063]如图16，17所示，控制箱15上面安装有触摸屏16，内部安装电源开关35、急停开关31、定位触发开关30、电机调速控制器21和PLC控件32。
[0064]图18是配重质量块20的示意图，配重质量块20安装在车身平台23上，可以根据所要的模拟轴重大小进行调整配重块多少。
[0065]图19是蓄电池14的示意图。蓄电池14安装在车身平台23端部，为电机提供直流电。
[0066]以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，包括用于模拟高铁列车的车辆模型(3)、用于提供车辆模型(3)循环运行轨迹的循环轨道、桥梁模型(4)以及用于从循环轨道底部支撑循环轨道端部的引导段轨道支架出)；车辆模型(3)与循环轨道之间设有用于防止车辆模型(3)从循环轨道上脱落的防脱机构。
2.根据权利要求1所述的具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，防脱机构采用沿循环轨道铺设方向布置在循环轨道表面并用于限制车辆模型(3)的车轮(8)沿循环轨道径向脱出的导轨(9)。
3.根据权利要求2所述的具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，防脱机构采用平行于循环轨道方向设置并从车辆模型(3)的车轮(8)的两相对方向抱箍车轮(8)的导轨(9)ο
4.根据权利要求2所述的具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，防脱机构采用平行于循环轨道方向设置的槽形导轨，槽形导轨的槽底靠近在车辆模型(3)的车轮⑶外侧轮面，槽形导轨的槽口靠近在车辆模型⑶的车轮⑶内侧轮面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，循环轨道沿竖直方向布置，循环轨道包括轨道面朝下的上部的引导段轨道(1)、轨道面朝上的下部的试验段轨道(2)、过渡段轨道(36)以及布设在循环轨道表面用于防止车辆脱出的导轨(9);过渡段轨道(36)用于连通上部的试验段轨道(2)与下部的试验段轨道(2);过渡段轨道(36)用于连通上部的引导段轨道(I)与下部的试验段轨道(2);导轨(9)沿循环轨道的轨道中心轴(10)布设。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，循环轨道沿水平方向布置，循环轨道包括轨道面朝上的试验段轨道(2)、设于试验段轨道(2)两端并用于将车辆模型(3)以环形方式引回到试验段轨道(2)的水平环形引导段轨道(11)，过渡段轨道(36)以及布设在循环轨道表面用于防止车辆脱出的导轨(9);导轨(9)沿循环轨道的轨道中心轴(10)布设。
7.根据权利要求5至6所述的具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，试验段轨道(2)与引导段轨道(I)/水平环形引导段轨道(11)之间还设有用于降低引导段轨道(I)/水平环形引导段轨道(11)对试验段轨道振动造成影响的过渡段轨道(36);过渡段轨道(36)的第一端通过万向铰(33)和橡胶导轨(38)与试验段轨道(2)连接；过渡段(36)的第二端通过万向铰(33)和橡胶导轨(37)与引导段轨道(I)/水平环形引导段轨道(11)连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，桥梁模型(4)包括主梁、支撑在主梁下的桥墩(5);主梁两侧设有用于感应振动信息的传感器(7)。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，车辆模型(3)包括车身平台(23)，车身平台(23)两侧分别装有两组车轮(8);车身平台(23)上设有激振器(13)、蓄电池(14)、带触摸屏(16)的控制箱(15)以及配重质量块(20);控制箱(15)内设有电机调速控制器(21)、定位触发开关(30)、急停开关(31)、PLC控件(32)和电源开关(35)。
10.根据权利要求9所述的具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，其特征在于，车身平台(23)底部设有车轮轮轴(34)、用于支撑车轮轮轴(34)的轴承(19)以及用于联接前部车轮轮轴(34)和后部车轮轮轴(34)的驱动轴(26);车轮轮轴(34)上装有转向器(25)；车轮轮轴(34)通过联轴器(18)与驱动轴(26)联接，车轮轮轴(34)与驱动轴(26)联接的部位设有编码器(24);无刷电机(22)的输出端通过减速器(27)连接在驱动轴(26)上；驱动轴(26)上装有轴刹装置(17);车身平台(23)上设有用于感应车辆模型(3)行使信息的传感器(7)。
【专利摘要】本发明为一种具有环形轨道的车-桥耦合振动试验装置，包括用于模拟高铁列车的车辆模型(3)、用于提供车辆模型(3)循环运行轨迹的循环轨道、桥梁模型(4)以及用于从循环轨道底部支撑循环轨道的引导段轨道支架(6)；车辆模型(3)与循环轨道之间设有用于防止车辆模型(3)从循环轨道上脱落的防脱机构。
【IPC分类】G01M7-02
【公开号】CN104568355
【申请号】CN201510050316
【发明人】朱志辉, 杨乐, 蒋小金, 余志武, 李耀庄
【申请人】中南大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年2月2日