一种腕臂仿真试验装置的制作方法

1.本实用新型涉及腕臂生产技术领域，具体的说是一种腕臂仿真试验装置。


背景技术：

2.在牵引供电系统中，腕臂是接触网的重要组成部分，腕臂通常安装在支柱的上部，用于支撑接触悬挂，并且起到传递负荷的作用，腕臂一般使用圆形钢管制成，长度与接触悬挂的结构高度、支柱侧面限界以及支柱所处位置等因素相关。腕臂在使用过程时，定位器用于连接接触线，接触线通过与机车上的受电弓相接触实现对机车的供电，机车在高速行驶的过程中，受电弓会与接触线发生剧烈摩擦，导致受电弓会快速磨损，为了避免接触线长期与受电弓的一个位置相接触造成受电弓断裂，目前多采用控制定位器方向，使相邻的两个定位器的朝向相反，进而使接触线呈波浪形的方式，这样接触线会与受电弓的各个位置都发生接触，从而使受电弓各个位置的磨损程度均匀，避免局部过度磨损发生断裂。接触线与受电弓的接触位置偏离受电弓中线的距离称之为拉出值，只有当接触线与受电弓的接触位置满足设计允许的拉出值要求时腕臂才能够正常投入使用，否则接触线可能无法与受电弓相接触，为了避免在腕臂安装好之后才发现这一情况，需要在腕臂投入使用之前进行仿真试验，当发现腕臂不能满足使用需求的时候及时进行改正，现有技术中尚缺乏能够简单快速地对腕臂进行仿真试验的装置。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供一种腕臂仿真试验装置，能够简单快速地对简统化腕臂的拉出值进行仿真试验。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的具体方案为：一种腕臂仿真试验装置，所述简统化腕臂包括定位器，所述装置包括受电弓、用于调节受电弓姿态的姿态调整机构以及与受电弓滑动连接的指针，指针与所述定位器可拆卸连接。
5.作为上述简统化腕臂仿真试验装置的进一步优化：所述装置包括固定设置的支撑立柱和支架，所述简统化腕臂固定设置在支撑立柱上，支架上设置有加载机构，加载机构用于向简统化腕臂施加从上到下的载荷。
6.作为上述简统化腕臂仿真试验装置的进一步优化：所述加载机构包括与所述支架固定连接的载荷点调节模组，载荷点调节模组驱动连接有加载器，加载器位于所述简统化腕臂的上方。
7.作为上述简统化腕臂仿真试验装置的进一步优化：所述受电弓包括两个相互平行并且固定连接的弓形单体，所述弓形单体的上表面设置有刻度线，所述指针与刻度线相接触。
8.作为上述简统化腕臂仿真试验装置的进一步优化：两个所述弓形单体之间固定连接有两个第二连接杆，两个第二连接杆之间固定连接有第一连接杆，第一连接杆与弓形单体相互平行，所述指针与所述第一连接杆滑动连接。
9.作为上述简统化腕臂仿真试验装置的进一步优化：所述姿态调整机构包括受电弓水平移动单元，受电弓水平移动单元驱动连接有受电弓垂直升降单元，受电弓垂直升降单元驱动连接有受电弓俯仰调节单元，受电弓俯仰调节单元与所述受电弓驱动连接。
10.作为上述简统化腕臂仿真试验装置的进一步优化：所述受电弓水平移动单元包括驱动器，驱动器固定连接有活动座，所述受电弓垂直升降单元固定设置在活动座上。
11.作为上述简统化腕臂仿真试验装置的进一步优化：所述受电弓垂直升降单元包括固定设置在所述活动座上的外壳，外壳的两个相对设置的侧壁上开设有垂直延伸的通槽，外壳中垂直设置有丝杠，丝杠的下端伸出外壳后固定连接有升降电机，丝杠上配合套设有活动块，活动块固定连接有两个延伸板，两个延伸板分别从两个通槽中伸出，两个延伸板共同固定连接有垂直安装板，垂直安装板的底部固定连接有水平安装板，所述受电弓俯仰调节单元固定设置在水平安装板上。
12.作为上述简统化腕臂仿真试验装置的进一步优化：所述受电弓俯仰调节单元包括两个垂直固设在所述水平安装板上表面的支撑板和一个固定连接在水平安装板下表面的水平驱动模组，两个支撑板的上部之间转动连接有联动杆，并且联动杆与两个所述弓形单体均固定连接，水平驱动模组驱动连接有连接块，连接块固定连接有垂直设置的连接板，连接板活动连接有传动杆，传动杆转动连接有摆动臂，摆动臂与联动杆固定连接。
13.作为上述简统化腕臂仿真试验装置的进一步优化：所述装置包括设置在所述简统化腕臂下方的测距器水平移动模组，测距器水平移动模组驱动连接有激光测距器，激光测距器的检测光线垂直向上。
14.有益效果：本实用新型在仿真试验过程中只需要调节受电弓的姿态和指针的位置，然后判断定位器能否顺利与指针相连接即可，仿真试验过程简单快速，无需进行复杂的数值计算和设备控制。
附图说明
15.图1是本实用新型的整体结构示意图；
16.图2是本实用新型的主视图；
17.图3是本实用新型的俯视图；
18.图4是姿态调整机构的结构示意图；
19.图5是姿态调整机构的主视图；
20.图6是受电弓垂直升降单元的结构示意图。
21.附图说明：1-楼梯，2-操作平台，3-支撑立柱，4-支架，5-吊臂，6-吊钩，7-安装杆，8-径向限位器，9-平腕臂，10-定位器，11-底座，12-受电弓水平移动单元，13-受电弓， 14-指针，15-受电弓垂直升降单元，16-受电弓俯仰调节单元，17-测距器水平移动模组，18
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激光测距器，19-载荷点调节模组，20-加载器，21-外壳，22-刻度线，23-升降电机，24-传动杆，25-摆动臂，26-安装平台，27-支撑板，28-联动杆，29-第一连接杆，30-第二连接杆， 31-水平驱动模组，32-连接块，33-连接板，34-丝杠，35-通槽，36-延伸板，37-垂直安装板，38-活动块，39-水平安装板。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.请参阅图1至6，一种腕臂仿真试验装置，简统化腕臂包括定位器10，装置包括受电弓13、用于调节受电弓13姿态的姿态调整机构以及与受电弓13滑动连接的指针14，指针14与定位器10可拆卸连接。
24.在使用时，首先利用姿态调整机构对受电弓13的姿态进行调整，以模拟机车行进过程中受电弓13可能出现的各种状态，然后滑动指针14到设计允许的拉出值范围中，接着调整定位器10的位置，若定位器10能够顺利与指针14相连接，则说明简统化腕臂在机车运行过程中能够控制接触线的拉出值在设计允许的范围内，即说明简统化腕臂的性能良好，若定位器10无法顺利与指针14相连接，则说明简统化腕臂在机车运行过程中可能会使接触线的拉出值超出设计允许的范围，进而造成受电弓13快速磨损，即简统化腕臂存在缺陷，需要进行改进。此外，也可以首先确定定位器10的位置，然后再移动指针14直到指针14能够与定位器10顺利连接，然后根据指针14的当前位置判断对应的拉出值是否在设计允许的范围内。
25.本实用新型在仿真试验过程中只需要调节受电弓13的姿态和指针14的位置，然后判断定位器10能否顺利与指针14相连接即可，仿真试验过程简单快速，无需进行复杂的数值计算和设备控制。
26.考虑到简统化腕臂本身的质量较重，并且接触线在安装好之后也会对简统化腕臂产生很大的拉力，为了充分对简统化腕臂的使用状态进行模拟，装置包括固定设置的支撑立柱 3和支架4，简统化腕臂固定设置在支撑立柱3上，支架4上设置有加载机构，加载机构用于向简统化腕臂施加从上到下的载荷。支撑立柱3用于模拟简统化腕臂实际安装时的支柱，在实际情况中，支柱的高度很高，简统化腕臂在安装好之后会造成支柱略微倾斜，因此多数情况下会对支柱的初始倾角进行控制，使简统化腕臂在安装好之后支柱能够被简统化腕臂调整到垂直状态，支柱的初始倾角会对简统化腕臂的拉出值产生影响，但是影响非常小，因此在本实用新型中忽略支柱的初始倾角，采用高度较低的支撑立柱3并且将其固定设置，从而有效减小装置的体积，并且降低安装难度。另一方面，为了模拟出接触线对简统化腕臂的影响，本实用新型还设置了加载机构，利用加载机构对简统化腕臂施加一个从上到下的载荷，以模拟接触线对简统化腕臂的拉力，提升仿真试验结果的精确度。
27.加载机构的具体结构为：加载机构包括与支架4固定连接的载荷点调节模组19，载荷点调节模组19驱动连接有加载器20，加载器20位于简统化腕臂的上方。载荷点调节模组19设置为具有能够输出直线推力的装置，例如线性模组或者滚珠丝杠直线传动机构等，加载器20可以设置为气缸等常见装置。
28.为了精确地确定设计允许的拉出值范围，进而精确地确定指针14的位置，受电弓 13包括两个相互平行并且固定连接的弓形单体，弓形单体的上表面设置有刻度线22，指针14与刻度线22相接触。利用刻度线22可以精确地读出当前指针14所在位置对应的拉出值。
29.指针14具体的设置方式为：两个弓形单体之间固定连接有两个第二连接杆30，两
个第二连接杆30之间固定连接有第一连接杆29，第一连接杆29与弓形单体相互平行，指针14与第一连接杆29滑动连接。因为第一连接杆29与弓形单体是相互平行的，所以指针 14沿第一连接杆29滑动的过程中与两个弓形单体的相对位置是相同的，因此能够通过指针 14精确地表征出拉出值。
30.机车在行进过程中，在平坦地地形中沿直线行驶时受电弓13也会保持水平的状态，当行进至起伏地形时受电弓13的高度会发生变化，当需要转弯时受到轨道的影响机车车身会出现倾斜，进而导致受电弓13也会发生倾斜，为了能够模拟出受电弓13的各种姿态变化，姿态调整机构包括受电弓水平移动单元12，受电弓水平移动单元12驱动连接有受电弓垂直升降单元15，受电弓垂直升降单元15驱动连接有受电弓俯仰调节单元16，受电弓俯仰调节单元16与受电弓13驱动连接。其中受电弓水平移动单元12用于控制受电弓13与接触线的移动位置，受电弓垂直升降单元15用于控制受电弓13的高度，受电弓俯仰调节单元 16用于控制受电弓13的倾角。
31.受电弓水平移动单元12的具体结构为：受电弓水平移动单元12包括驱动器，驱动器固定连接有活动座，受电弓垂直升降单元15固定设置在活动座上。驱动器也可以设置为直线模组等具有输出直线推力的装置，为了对活动座的方向进行控制，还可以为活动座设置轨道。
32.受电弓垂直升降单元15的具体结构为：受电弓垂直升降单元15包括固定设置在活动座上的外壳21，外壳21的两个相对设置的侧壁上开设有垂直延伸的通槽35，外壳21中垂直设置有丝杠34，丝杠34的下端伸出外壳21后固定连接有升降电机23，丝杠34上配合套设有活动块38，活动块38固定连接有两个延伸板36，两个延伸板36分别从两个通槽35 中伸出，两个延伸板36共同固定连接有垂直安装板37，垂直安装板37的底部固定连接有水平安装板39，垂直安装板37和水平安装板39共同组成一个安装平台26，受电弓俯仰调节单元16固定设置在水平安装板39上。当需要调节受电弓13高度的时候，升降电机23启动驱动丝杠34转动，因为丝杠34与活动块38是相互配合的，所以丝杠34在转动过程中能够驱动活动块38沿丝杠34移动，进而由活动块38通过两个延伸板36带动垂直安装板37 上下移动，最终利用垂直安装板37带动水平安装板39上下移动，通过水平安装板39带动受电弓俯仰调节单元16和受电弓13上下移动。
33.受电弓俯仰调节单元16的具体结构为：受电弓俯仰调节单元16包括两个垂直固设在水平安装板39上表面的支撑板27和一个固定连接在水平安装板39下表面的水平驱动模组31，两个支撑板27的上部之间转动连接有联动杆28，并且联动杆28与两个弓形单体均固定连接，水平驱动模组31驱动连接有连接块32，连接块32固定连接有垂直设置的连接板33，连接板33活动连接有传动杆24，传动杆24转动连接有摆动臂25，摆动臂25与联动杆28固定连接。当需要调节受电弓13的倾角时，水平驱动模组31动作推动连接块32移动连连接块32移动的过程中带动连接板33移动，进而由连接板33带动传动杆24移动，传动杆24再推动摆动臂25摆动，因为摆动臂25与联动杆28固定连接，所以摆动臂25摆动的过程中能够带动联动杆28转动，进而通过联动杆28带动两个弓形单体转动，从而实现对受电弓13的倾角进行调节目的。
34.传动杆24与连接板33的具体配合方式为：连接板33上开设有一个u型槽，传动杆24设置在u型槽中，u型槽的宽度与传动杆24的直径相等并且u型槽的长度大于传动杆24的直
径，连接板33在随连接块32同步移动的过程中u型槽的内壁对传动杆24产生推力从而推动传动杆24移动，因为传动杆24能够在u型槽中移动，所以连接板33沿直线移动能够推动传动杆24绕联动杆28转动，进而由传动杆24带动摆动臂25摆动。
35.为了进一步提升仿真试验的效率，可以省略人工读取刻度线22的步骤，为了实现这一效果，装置包括设置在简统化腕臂下方的测距器水平移动模组17，测距器水平移动模组 17驱动连接有激光测距器18，激光测距器18的检测光线垂直向上。在指针14的位置确定好之后，可以通过激光测距器18测量指针14与激光测距器18之间的距离，进而结合受电弓13当前的姿态计算出拉出值。
36.考虑到简统化腕臂本身的重量较大，在将简统化腕臂安装到支撑立柱3的时候会比较困难，而且采用人工安装的方式效率也比较低，因此可以设置若干个吊臂15，吊臂15驱动连接有吊钩16，利用吊钩16勾住简统化腕臂的平腕臂9，然后通过吊臂15将简统化腕臂向上抬升，从而大幅提高安装速度。
37.为了方便工人操作，还可以在侧方设置一个支架4，支架4上设置一个操作平台2，操作平台2连通有楼梯1，工人可以通过楼梯1上到操作平台2上，然后完成简统化腕臂的安装。可以将吊臂15固定设置在支架4上，从而无需额外设置支撑装置，简化了装置整体的结构。
38.简统化腕臂在安装好之后，调节定位器10的过程可能会造成简统化腕臂晃动，进而造成仿真试验结果的精确度下降，为了避免简统化腕臂振动，支架4上固定设置有安装杆 8，安装杆8上设置有径向限位器8，径向限位器8呈板状，并且径向限位器8上开设有一个开口朝下的卡槽，平腕臂9设置在卡槽中，并且卡槽的宽度与平腕臂9的直径相等，从而能够利用径向限位器8对平腕臂9进行限位，实现避免简统化腕臂晃动的效果。
39.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。