专利名称：轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种轨道车辆转向架参数测试设备，更具体地说，本实用新型涉 及一种轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台。
背景技术：
目前，国内外的轨道车辆转向架特性参数测试台主要用于测试转向架轮对间的抗 剪刚度、抗弯刚度及其他参数，很难将这些试验项目整合到一台测试设备上来完成。近年 来，德国Windhoff公司、美国标准车辆转向架公司(SCT)和ABC-NAC0公司以及加拿大庞巴 迪公司都对列车转向架检测技术进行了研究并提出了相应的技术方案并研制了转向架参 数试验台，但这些设备除价格高昂以外，对于整体悬架及一系悬挂、二系悬挂垂向、纵向及 旋转刚度的测量仍不能满足，其原因就是由于试验台运动结构的设计存在诸多不足之处。 国内在轨道车辆转向架试验台技术方面比较成熟的是西南交通大学，他们拥有国家级重点 试验室和转向架参数动态试验台，但该试验台设备自动化程度低、测试过程繁琐、测试结果 误差大，无法实现测试过程中转向架的六自由度运动，因此不能满足目前轨道车辆转向架 检测的要求。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的无法实现测试过程中 转向架六自由度运动和垂向、纵向及旋转刚度测量仍不能满足的问题，提供了一种轨道车 辆转向架双六自由度运动测试平台。为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的所述的轨道车辆 转向架双六自由度运动测试平台包括动力源1号六自由度运动测试平台和2号六自由度运 动测试平台，1号六自由度运动测试平台和2号六自由度运动测试平台对称地安装在地基 上，两者之间的平行距离为1 4m，1号六自由度运动测试平台和2号六自由度运动测试平 台与动力源管路连接。所述的1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台主要由1号水平 施力单元、2号水平施力单元、3号水平施力单元、垂向施力单元、1号装卡测试单元、2号装 卡测试单元和轮对组成。垂向施力单元的下端与地基固定连接，垂向施力单元上端的两侧面与沿Y方向设 置的1号水平施力单元和2号水平施力单元的一端转动连接，1号水平施力单元和2号水 平施力单元的另一端与地基固定连接，1号水平施力单元与2号水平施力单元的对称面平 行。3号水平施力单元沿X方向设置，3号水平施力单元的一端与垂向施力单元的右端转动 连接，3号水平施力单元的另一端与地基固定连接。1号装卡测试单元、2号装卡测试单元和 轮对沿X方向对称地固定在垂向施力单元的上端面上，1号装卡测试单元、2号装卡测试单 元和轮对沿X方向的对称面与3号水平施力单元的对称面共面。技术方案中所述的1号六自由度运动测试平台和2号六自由度运动测试平台结构相同。1号水平施力单元、2号水平施力单元与3号水平施力单元结构相同。1号装卡测试单 元与2号装卡测试单元结构相同；所述的1号水平施力单元主要由1号施力单元、反力支座 和基础底板组成。施力单元的一端与垂向施力单元固定连接，施力单元的另一端与反力支 座固定连接。基础底板的上端面与反力支座固定连接，基础底板的下端面与地基固定连接； 所述的施力单元主要由油缸筒支座、活塞杆销轴、耳环球头、耳环球套和油缸组成。油缸的 一端通过油缸筒支座与垂向施力单元的上端固定连接，油缸的另一端通过相同结构的油缸 筒支座和反力支座固定连接。油缸筒支座上的轴孔与活塞杆销轴的两端动配合转动连接， 活塞杆销轴中部插入耳环球头的内孔中为紧配合，耳环球头插入耳环球套内孔中为间隙动 配合，耳环球套装入油缸活塞杆端部的通孔中为紧配合；所述的垂向施力单元由运动平台、 运动平台连接座、4号施力单元、5号施力单元、6号施力单元和7号施力单元组成。4号施 力单元、5号施力单元、6号施力单元和7号施力单元结构是相同的。并和1号水平施力单 元、2号水平施力单元与3号水平施力单元中的1号施力单元、2号施力单元与3号施力单 元结构是相同的。4号施力单元、5号施力单元、6号施力单元和7号施力单元的下端通过与 1号施力单元中的油缸筒支座相同结构的油缸筒支座和地基固定连接。4号施力单元、5号 施力单元、6号施力单元和7号施力单元的上端通过与1号施力单元中的油缸筒支座相同结 构的油缸筒支座和运动平台的下工作面固定连接。运动平台两端的1号侧面与2号侧面和 沿Y轴方向设置的1号水平施力单元和2号水平施力单元的一端固定连接，运动平台上工 作面上固定的运动平台连接座的侧面与沿X轴方向设置的3号水平施力单元的一端固定连 接，即运动平台两端的1号侧面与2号侧面和沿Y轴方向设置的1号水平施力单元和2号 水平施力单元中的1号施力单元和2号施力单元的一端固定连接。运动平台上工作面上固 定的运动平台连接座的侧面与沿X轴方向设置的3号水平施力单元中的3号施力单元的一 端固定连接。1号施力单元、2号施力单元、3号施力单元、4号施力单元、5号施力单元、6号 施力单元和7号施力单元上的进出油口与动力源管路连接；所述的垂向施力单元中4号施 力单元、5号施力单元、6号施力单元和7号施力单元用4号施力单元、5号施力单元和6号 施力单元替代。4号施力单元、5号施力单元和6号施力单元的上端与运动平台的下工作面 的连接点分布在一个等腰三角形三个角的顶点上。所述的等腰三角形的对称轴线沿X轴方 向设置，或者沿Y轴方向设置；所述的1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试 平台中增加一套和3号水平施力单元同样结构的水平施力单元，同样结构的水平施力单元 沿X方向设置。同样结构的水平施力单元的一端与垂向施力单元的右端转动连接，同样结 构的水平施力单元的另一端与地基固定连接。同样结构的水平施力单元和3号水平施力单 元中的施力单元和3号施力单元处于同一水平面内；所述的1号六自由度运动测试平台或 2号六自由度运动测试平台中增加一套和3号水平施力单元同样结构的水平施力单元，1号 六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台沿Y轴方向设置1号水平施力单元或 2号水平施力单元，1号水平施力单元或2号水平施力单元与运动平台的连接点在运动平台 侧面居中位置；所述的1号装卡测试单元主要由三维测力平台与卡具组成，卡具的下工作 面与三维测力平台的上工作面相接触并采用螺栓固定连接。所述的三维测力平台由测力平 台下台板、1号三维力传感器、2号三维力传感器、3号三维力传感器、4号三维力传感器和测 力平台上台板组成。1号三维力传感器、2号三维力传感器、3号三维力传感器和4号三维力 传感器分别安装在三维测力平台的四个角处，1号三维力传感器、2号三维力传感器、3号三
6维力传感器和4号三维力传感器的下工作面与测力平台下台板四个角的上工作面接触并 采用螺栓固定连接。1号三维力传感器、2号三维力传感器、3号三维力传感器和4号三维 力传感器的上工作面与测力平台上台板的下工作面接触并采用螺栓固定连接。所述的卡具 主要由台板导轨、1号内卡式轮挡、2号内卡式轮挡、1号拉紧螺栓、2号拉紧螺栓、1号压板 和2号压板组成。沿台板导轨的纵向结构相同的1号内卡式轮挡和2号内卡式轮挡对称地 固定连接在台板导轨上。两个对称布置的1号内卡式轮挡和2号内卡式轮挡的上端通过结 构相同的1号拉紧螺栓和2号拉紧螺栓从结构相同的1号内卡式轮挡和2号内卡式轮挡的 两侧固定连接。结构相同的1号压板和2号压板在两个结构相同的1号内卡式轮挡和2号 内卡式轮挡之间沿台板导轨横向对称地固定连接在台板导轨上；所述的测力平台下台板是 一板类结构件，在测力平台下台板相对的两边均布穿插螺栓用的通孔，在测力平台下台板 四角处设置有用于固定1号三维力传感器、2号三维力传感器、3号三维力传感器和4号三 维力传感器的通孔。所述的测力平台上台板为铸件，上部为平面，下部设置成网格状的筋板 结构，在测力平台上台板四角处设置有用于固定1号三维力传感器、2号三维力传感器3号 三维力传感器和4号三维力传感器的通孔。在测力平台上台板的上工作面设置两排用于固 定卡具的螺纹孔；所述的台板导轨是一板类结构件，沿台板导轨纵向在其上工作面上设置 有T形槽，并沿台板导轨纵向在其两端的上工作面上均勻设置有和测力平台上台板上设置 的两排螺纹孔相对应的穿过螺栓的通孔。与现有技术相比本实用新型的有益效果是本实用新型所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台可以与转向架试验 台配套使用，满足对轨道车辆转向架纵向刚度、横向刚度、径向刚度、回转刚度与侧倾刚度 的综合测试，从而实现轨道车辆转向架参数测试中遇到的由于试验台架不能实现六自由度 运动而无法精确评测的技术难题。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明
图1是本实用新型所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台结构的轴测 投影图；图2是组成本实用新型所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台的1号六 自由度运动测试平台结构的轴测投影图；图3是组成1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台的1号水平 施力单元结构的轴测投影图；图4是表示1号水平施力单元的1号施力单元结构的轴测投影图；图5是表示1号水平施力单元的反力支座结构的轴测投影图；图6是表示1号水平施力单元的基础底板处于工作位置时其结构的轴测投影图；图7是表示1号水平施力单元的基础底板倒置时其结构的轴测投影图；图8是表示1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台的垂向施力 单元结构的轴测投影图；图9是表示组成垂向施力单元的运动平台结构的轴测投影图；图10是表示在图9中A-A位置剖切后的运动平台右半部分结构的轴测投影7[0021]图11是表示1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台的装卡测 试单元结构的轴测投影图；图12-a是表示组成装卡测试单元的三维测力平台的测力平台下台板结构的轴测 投影图；图12-b是表示组成三维测力平台的四个结构相同的1号三维力传感器、2号三维 力传感器、3号三维力传感器和4号三维力传感器结构的轴测投影图；图12-c是表示组成装卡测试单元的三维测力平台的测力平台上台板结构的轴测 投影图；图13是表示组成三维测力平台的测力平台上台板倒置时其结构的轴测投影图；图14是表示组成装卡测试单元的卡具结构的轴测投影图；图15是表示组成卡具的内卡式轮挡结构的轴测投影图；图16是表示组成卡具的台板导轨结构的轴测投影图；图17是表示1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台沿x、y或 z方向运动原理的轴测投影图；图18是表示1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台绕x转动 原理的轴测投影图；图19是表示1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台绕y转动 原理的轴测投影图；图20是表示1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台绕z转动 原理的轴测投影图；图中A. 1号六自由度运动测试平台，B. 1号水平施力单元，C.垂向施力单元，D. 1 号装卡测试单元，E.轮对，F. 2号六自由度运动测试平台，G. 2号水平施力单元，H. 3号水平 施力单元，J. 2号装卡测试单元，L. 1号侧面，K. 2号侧面，I. 1号施力单元，II.反力支座， III.基础底板，IV.运动平台，V.运动平台连接座，VI.三维测力平台，VII.卡具，VIII. 4号 施力单元，IX. 5号施力单元，X. 6号施力单元，XI. 7号施力单元，XII. 2号施力单元，XIII. 3 号施力单元，1.油缸筒支座，2.活塞杆销轴，3.耳环球头，4.耳环球套，5.油缸，6.测力平 台下台板，7.1号三维力传感器，8.测力平台上台板，9.台板导轨，10. 1号内卡式轮挡，11. 1 号拉紧螺栓，12. 1号压板，13. 2号内卡式轮挡，14. 2号压板，15. 2号拉紧螺栓，16. 2号三维 力传感器，17. 3号三维力传感器，18. 4号三维力传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作详细的描述参阅图1与图2，本实用新型所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台是 由动力源与两套结构相同的1号六自由度运动测试平台A和2号六自由度运动测试平台F 组成。两套结构相同的1号六自由度运动测试平台A和2号六自由度运动测试平台F对称 地安装在地基上，两者之间的平行距离为为1 4m。1号六自由度运动测试平台A或2号 六自由度运动测试平台F皆由1号水平施力单元B、2号水平施力单元G、3号水平施力单元 H、垂向施力单元C、1号装卡测试单元D、2号装卡测试单元J和轮对E组成。其中1号水 平施力单元B、2号水平施力单元G与3号水平施力单元H结构相同，1号装卡测试单元D与2号装卡测试单元J结构相同。参阅图2，垂向施力单元C的下端通过地脚螺栓与地基固定连接，垂向施力单元C 上端的侧面与沿Y方向设置的1号水平施力单元B和2号水平施力单元G的一端转动连 接，1号水平施力单元B和2号水平施力单元G的另一端通过地脚螺栓与地基固定连接，应 使1号水平施力单元B与2号水平施力单元G的对称面保持平行，并对称地连接在垂向施 力单元C的两端(即沿X方向与垂向施力单元C上端对称地布置连接)。3号水平施力单 元H沿X方向布置，3号水平施力单元H的一端与垂向施力单元C的右端转动连接，3号水 平施力单元H的另一端通过地脚螺栓与地基固定连接。1号装卡测试单元D、2号装卡测试 单元J和两个(一对)结构相同的轮子即轮对E沿X方向对称地螺栓固定连接在垂向施力 单元C的上端面上。1号装卡测试单元D、2号装卡测试单元J与两个(一对)结构相同的 轮子即轮对E沿X方向的对称面和3号水平施力单元H的对称面共面，1号装卡测试单元 D、2号装卡测试单元J与两个(一对)结构相同的轮子即轮对E沿X方向的对称面和3号 水平施力单元H的对称面与沿Y方向布置的1号水平施力单元B和2号水平施力单元G的 对称面呈垂直状态，1号装卡测试单元D、2号装卡测试单元J与两个(一对)结构相同的轮 子即轮对E设置在1号水平施力单元B与2号水平施力单元G之间的垂向施力单元C的上 端面上。参阅图3，1号水平施力单元B、2号水平施力单元G和3号水平施力单元H皆主要 由1号施力单元I、反力支座II和基础底板III组成。施力单元I 一端与垂向施力单元C 螺栓固定连接，另一端与反力支座II螺栓固定连接。基础底板III的上端面与反力支座II 螺栓固定连接，基础底板III的下端面通过地脚螺栓与地基固定连接。参阅图4，1号施力单元I主要由油缸筒支座1、活塞杆销轴2、耳环球头3、耳环球 套4、油缸5等组成。(实施例中所采用的)油缸5的型号为D25。油缸5的两端分别通过 相同结构的油缸筒支座1 (左、右端面)与垂向施力单元C的上端和反力支座II螺栓固定 连接，两个相同结构的油缸筒支座1加工有轴孔的一端与活塞杆销轴2的两端动配合转动 连接。活塞杆销轴2中部插入耳环球头3的内孔中为紧配合，耳环球头3插入耳环球套4 内孔中为间隙动配合，耳环球套4装入油缸5活塞杆端部的轴孔中为紧配合。油缸筒支座1 轴孔的对称轴线、活塞杆销轴2的对称轴线、耳环球头3的对称轴线、耳环球套4的对称轴 线和油缸5活塞杆端部轴孔的对称轴线共线。参阅图5，反力支座II为钢板焊接或铸造而成的具有一定强度和刚度的方箱结构 件。反力支座II的下端即和基础底板III相接触处均勻设置有螺栓孔。参阅图6与7，基础底板III为铸造平台，基础底板III的上工作面加工有T型槽， 基础底板III下端的两侧即和地基接触处均勻加工有螺栓孔，基础底板III通过螺栓固定 在地基上。反力支座II通过螺栓固定在基础底板III的上工作面上。参阅图2与图8，垂向施力单元C由运动平台IV、运动平台连接座V、4号施力单元 VIII,5号施力单元IX、6号施力单元X和7号施力单元XI组成，其中4号施力单元VIII、 5号施力单元IX、6号施力单元X和7号施力单元XI的结构是相同的，并和1号水平施力 单元B、2号水平施力单元G与3号水平施力单元H中的1号施力单元1、2号施力单元XII 与3号施力单元XIII的结构也是相同的。4号施力单元VIII、5号施力单元IX、6号施力 单元X和7号施力单元XI的下端通过(与1号施力单元I中的油缸筒支座1)结构相同的
9油缸筒支座和地基螺栓固定连接，4号施力单元VIII、5号施力单元IX、6号施力单元X和7 号施力单元XI的上端也通过(与1号施力单元I中的油缸筒支座1)结构相同的油缸筒支 座和运动平台IV的下工作面螺栓固定连接。运动平台IV两端的1号侧面L与2号侧面K 和沿Y轴方向设置的1号水平施力单元B和2号水平施力单元G的一端螺栓固定连接，运 动平台IV上工作面上固定的长方体形状的运动平台连接座V的侧面与沿X轴方向设置的 3号水平施力单元H的一端螺栓固定连接。更具体地说，运动平台IV两端的侧面与沿Y轴 方向设置的1号水平施力单元B和2号水平施力单元G中的1号施力单元I和2号施力单 元XII的一端螺栓固定连接，运动平台IV上工作面上固定的长方体形状的运动平台连接座 V的侧面与沿X轴方向设置的3号水平施力单元H中的3号施力单元XIII的一端螺栓固定 连接。1号施力单元1、2号施力单元XII、3号施力单元XIII、4号施力单元VIII、5号施力 单元IX、6号施力单元X和7号施力单元XI上的进出油口与动力源连接。其他几种具体实施方式
1.运动平台IV上工作面的右端可以沿Y轴方向固定两个长方体形状的运动平台 连接座V，沿X轴方向设置两套3号水平施力单元H。两个长方体形状的运动平台连接座V 的右端面分别与沿X轴方向设置的两套3号水平施力单元H中的3号施力单元XIII的一 端螺栓固定连接，两套3号水平施力单元H中的3号施力单元XIII的另一端通过地脚螺栓 与地基固定连接。2.当运动平台IV的右端沿X轴方向设置两套3号水平施力单元H时，沿Y轴方 向可以单独只设置1号水平施力单元B或2号水平施力单元G，1号水平施力单元B或2号 水平施力单元G的一端与运动平台IV上端的侧面(和运动平台IV两端的1号侧面L与2 号侧面K朝向一致的在运动平台IV居中位置的侧面)连接结构不变，连接点在运动平台IV 的侧面居中位置，1号水平施力单元B或2号水平施力单元G的另一端通过地脚螺栓固定在 地基上。3.垂向施力单元C中的4号施力单元VIII、5号施力单元IX、6号施力单元X和 7号施力单元XI可以用三套水平施力单元替代。比如采用4号施力单元VIII、5号施力单 元IX和6号施力单元X，去掉一个7号施力单元XI，这时4号施力单元VIII、5号施力单元 IX和6号施力单元X和运动平台IV下工作面的连接点呈等腰三角形分布，即4号施力单 元VIII、5号施力单元IX和6号施力单元X和运动平台IV下工作面的连接点分布在等腰 三角形三个角的顶点上。等腰三角形的对称线既可以沿X轴方向设置，也可以沿Y轴方向 设置，等腰三角形的顶角既可以在运动平台IV的右端，也可以在运动平台IV的左端；等腰 三角形的顶角既可以在运动平台IV的前端，也可以在运动平台IV的里端。参阅图9与10，运动平台IV可铸造或由钢板和多根方钢管焊接而成的T字形的扁 箱体结构件。呈对称布置的1号侧面L与2号侧面K就是与沿Y轴方向设置的1号水平施 力单元B和2号水平施力单元G的一端螺栓固定连接的侧面。参阅图11，1号装卡测试单元D或2号装卡测试单元J由三维测力平台VI与卡具 VII两部分组成。卡具VII的下工作面与三维测力平台VI的上工作面相接触并采用螺栓固 定连接。参阅图12，三维测力平台VI由测力平台下台板6、1号三维力传感器7、2号三维力 传感器16、3号三维力传感器17和4号三维力传感器18和测力平台上台板8三部分组成。
101号三维力传感器7、2号三维力传感器16、3号三维力传感器17和4号三维力传感器18皆 采用型号为GelForce的三维力传感器。1号三维力传感器7、2号三维力传感器16、3号三 维力传感器17和4号三维力传感器18分别安装在三维测力平台VI的四个角处，1号三维 力传感器7、2号三维力传感器16、3号三维力传感器17和4号三维力传感器18的下工作 面与测力平台下台板6四个角的上工作面接触并采用螺栓固定连接，1号三维力传感器7、2 号三维力传感器16、3号三维力传感器17和4号三维力传感器18的上工作面与测力平台 上台板8的下工作面接触并采用螺栓固定连接。测力平台下台板6是一板类结构件，在测 力平台下台板6相对的两边均布穿插螺栓用的通孔，在测力平台下台板6四角处设置有用 于固定1号三维力传感器7、2号三维力传感器16、3号三维力传感器17和4号三维力传感 器18的通孔。参阅图12与图13，测力平台上台板8为铸件，上部为平面，下部设置成网格状的筋 板结构，在测力平台上台板8四角处设置有用于固定1号三维力传感器7、2号三维力传感 器16、3号三维力传感器17和4号三维力传感器18的通孔，在测力平台上台板8的上工作 面上设置两排固定卡具VII用的螺纹孔(图中没有画出)。参阅图14至图16，卡具VII主要由台板导轨9、1号内卡式轮挡10、2号内卡式轮 挡13、1号拉紧螺栓11、2号拉紧螺栓15、1号压板12和2号压板14组成。沿台板导轨9的 纵向结构相同的1号内卡式轮挡10和2号内卡式轮挡13对称地采用螺栓固定连接在台板 导轨9上，两个对称布置的1号内卡式轮挡10和2号内卡式轮挡13的上端通过结构相同 的1号拉紧螺栓11和2号拉紧螺栓15从结构相同的1号内卡式轮挡10和2号内卡式轮 挡13的两侧固定连接。结构相同的1号压板12和2号压板14在两个结构相同的1号内 卡式轮挡10和2号内卡式轮挡13之间沿台板导轨9横向对称地采用螺栓固定连接在台板 导轨9上。台板导轨9是一板类结构件，沿台板导轨9纵向在其的上工作面上设置有T形 槽，并沿台板导轨9纵向在其两端的上工作面上均勻设置有(和测力平台上台板8上设置 的两排螺纹孔相对应的)穿过螺栓的通孔。轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台的工作原理参阅图17，根据轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台的设计特点，通过1号 六自由度运动测试平台A或2号六自由度运动测试平台F中四个沿z坐标轴方向设置的4 号施力单元VIII、5号施力单元IX、6号施力单元X和7号施力单元XI的同向运动，可实现 运动平台IV沿z坐标轴向上或向下运动。通过一个沿x坐标轴方向设置的3号水平施力 单元H中的3号施力单元X III的运动，可实现运动平台IV沿x坐标轴向左或向右运动。 通过两个沿y坐标轴方向设置的1号水平施力单元B与2号水平施力单元G中的1号施力 单元I与2号施力单元XII的同向运动，可实现运动平台IV沿y坐标轴向前或向后运动。参阅图18、19，通过四个沿z坐标轴方向设置的4号施力单元VIII、5号施力单元 IX、6号施力单元X和7号施力单元XI中同侧的两个施力单元沿z坐标轴正向运动，另两个 施力单元I沿z坐标轴负向运动，可实现运动平台IV绕x或y轴顺时针或逆时针的转动。参阅图20，通过两个沿y坐标轴方向设置的1号水平施力单元B与2号水平施力 单元G中的1号施力单元I与2号施力单元XII之间的反向运动，可实现运动平台IV绕z 坐标轴顺时针或逆时针的转动。本实用新型所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台实现了双六自由度的运动，从而有效地实现了转向纵向刚度、横向刚度、径向刚度、整体回转刚度及侧倾刚度 的整合测试。本实用新型所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台共有以下几种实施 方式1. 1号六自由度运动测试平台A沿y轴方向设置1号水平施力单元B和2号水平 施力单元G，1号六自由度运动测试平台沿x轴方向设置的3号水平施力单元H，达到预期效果。2.当1号六自由度运动测试平台A沿y轴方向设置1号水平施力单元B和2号水 平施力单元G时，1号六自由度运动测试平台沿x轴方向设置的3号水平施力单元H可增加 至两套，实施效果不变。3. 1号六自由度运动测试平台A沿y轴方向设置1号水平施力单元B或2号水平 施力单元G (即设置一套水平施力单元)，沿x轴方向设置两套3号水平施力单元H，实施效 果不变。4.垂向施力单元C沿z轴方向设置4号施力单元VIII、5号施力单元IX、6号施力 单元X和7号施力单元XI，达到预期效果。5.垂向施力单元C沿z轴方向设置4号施力单元VIII、5号施力单元IX和6号施 力单元X (即设置三套施力单元)，实施效果不变。6.如果垂向施力单元C沿z轴方向设置二套施力单元，则1号六自由度运动测试 平台A或2号六自由度运动测试平台F退化为五自由度运动测试平台，可以实现沿x、y、z 轴方向的移动，绕z轴的转动以及绕x轴转动或绕y轴转动的五自由度运动。7.如果1号六自由度运动测试平台A或2号六自由度运动测试平台F沿y轴方向 设置一套水平施力单元，并且沿x轴方向也设置一套水平施力单元，则六自由度运动测试 平台退化为五自由度运动测试平台，可以实现沿x、y、z方向的移动，绕x轴转动及绕y轴转 动的五自由度运动。2号六自由度运动测试平台F和1号六自由度运动测试平台A结构相同，所以1号 六自由度运动测试平台A上述7种方案对2号六自由度运动测试平台F来说是随1号六自 由度运动测试平台A的改变而作同步改变。本实用新型所述的六自由度运动测试平台也可用于汽车动态模拟仿真器，航天飞 船及飞机动态模拟仿真器，轮船及潜艇动态模拟仿真器等需要提供物体六自由度运动的设 备中，作为控制仿真器等设备进行六自由度运动的基础施力平台。
权利要求一种轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，包括动力源，其特征在于，所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台还包括1号六自由度运动测试平台(A)和2号六自由度运动测试平台(F)，1号六自由度运动测试平台(A)和2号六自由度运动测试平台(F)对称地安装在地基上，两者之间的平行距离为1～4m，1号六自由度运动测试平台(A)和2号六自由度运动测试平台(F)与动力源管路连接；所述的1号六自由度运动测试平台(A)或2号六自由度运动测试平台(F)主要由1号水平施力单元(B)、2号水平施力单元(G)、3号水平施力单元(H)、垂向施力单元(C)、1号装卡测试单元(D)、2号装卡测试单元(J)和轮对(E)组成；垂向施力单元(C)的下端与地基固定连接，垂向施力单元(C)上端的两侧面与沿Y方向设置的1号水平施力单元(B)和2号水平施力单元(G)的一端转动连接，1号水平施力单元(B)和2号水平施力单元(G)的另一端与地基固定连接，1号水平施力单元(B)与2号水平施力单元(G)的对称面平行，3号水平施力单元(H)沿X方向设置，3号水平施力单元(H)的一端与垂向施力单元(C)的右端转动连接，3号水平施力单元(H)的另一端与地基固定连接；1号装卡测试单元(D)、2号装卡测试单元(J)和轮对(E)沿X方向对称地固定在垂向施力单元(C)的上端面上，1号装卡测试单元(D)、2号装卡测试单元(J)和轮对(E)沿X方向的对称面与3号水平施力单元(H)的对称面共面。
2.按照权利要求1所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，所 述的1号六自由度运动测试平台(A)和2号六自由度运动测试平台(F)结构相同，1号水平 施力单元(B)、2号水平施力单元(G)与3号水平施力单元(H)结构相同，1号装卡测试单元 ⑶与2号装卡测试单元(J)结构相同。
3.按照权利要求1所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，所 述的1号水平施力单元(B)主要由1号施力单元(I)、反力支座(II)和基础底板(III)组 成；施力单元(I)的一端与垂向施力单元(C)固定连接，施力单元(I)的另一端与反力支 座(II)固定连接，基础底板(III)的上端面与反力支座(II)固定连接，基础底板(III)的 下端面与地基固定连接。
4.按照权利要求3所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，所 述的施力单元(I)主要由油缸筒支座(1)、活塞杆销轴(2)、耳环球头(3)、耳环球套(4)和 油缸(5)组成；油缸(5)的一端通过油缸筒支座(1)与垂向施力单元(C)的上端固定连接，油缸(5) 的另一端通过相同结构的油缸筒支座和反力支座(II)固定连接，油缸筒支座(1)上的轴孔 与活塞杆销轴(2)的两端动配合转动连接，活塞杆销轴(2)中部插入耳环球头(3)的内孔 中为紧配合，耳环球头(3)插入耳环球套(4)内孔中为间隙动配合，耳环球套(4)装入油缸 (5)活塞杆端部的通孔中为紧配合。
5.按照权利要求1所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，所 述的垂向施力单元(C)由运动平台(IV)、运动平台连接座(V)、4号施力单元(VIII)、5号施 力单元(IX)、6号施力单元(X)和7号施力单元(XI)组成；4号施力单元(VIII)、5号施力 单元(IX)、6号施力单元(X)和7号施力单元(XI)结构是相同的，并和1号水平施力单元 (B)、2号水平施力单元(G)与3号水平施力单元(H)中的1号施力单元(I)、2号施力单元(XII)与3号施力单元(X III)结构是相同的；4号施力单元(VIII)、5号施力单元(IX)、6号施力单元(X)和7号施力单元(XI)的下 端通过与1号施力单元(I)中的油缸筒支座(1)相同结构的油缸筒支座和地基固定连接，4 号施力单元(VIII)、5号施力单元(IX)、6号施力单元(X)和7号施力单元(XI)的上端通 过与1号施力单元(I)中的油缸筒支座(1)相同结构的油缸筒支座和运动平台(IV)的下 工作面固定连接，运动平台(IV)两端的1号侧面(L)与2号侧面(K)和沿Y轴方向设置的 1号水平施力单元(B)和2号水平施力单元(G)的一端固定连接，运动平台(IV)上工作面 上固定的运动平台连接座(V)的侧面与沿X轴方向设置的3号水平施力单元(H)的一端固 定连接，即运动平台(IV)两端的1号侧面(L)与2号侧面(K)和沿Y轴方向设置的1号水 平施力单元(B)和2号水平施力单元(G)中的1号施力单元(I)和2号施力单元(XII)的 一端固定连接，运动平台(IV)上工作面上固定的运动平台连接座(V)的侧面与沿X轴方向 设置的3号水平施力单元(H)中的3号施力单元(X III)的一端固定连接，1号施力单元 (I)、2号施力单元(XII)、3号施力单元(XIII)、4号施力单元(VIII)、5号施力单元(IX)、 6号施力单元(X)和7号施力单元(XI)上的进出油口与动力源管路连接。
6.按照权利要求5所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，所 述的垂向施力单元(C)中4号施力单元(VIII)、5号施力单元(IX)、6号施力单元(X)和7 号施力单元(XI)用4号施力单元(VIII)、5号施力单元(IX)和6号施力单元(X)替代，4 号施力单元(VIII)、5号施力单元(IX)和6号施力单元(X)的上端与运动平台(IV)的下 工作面的连接点分布在一个等腰三角形三个角的顶点上，所述的等腰三角形的对称轴线沿 X轴方向设置，或者沿Y轴方向设置。
7.按照权利要求1所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，所 述的1号六自由度运动测试平台(A)或2号六自由度运动测试平台(F)中增加一套和3号 水平施力单元(H)同样结构的水平施力单元，同样结构的水平施力单元沿X方向设置，同样 结构的水平施力单元的一端与垂向施力单元(C)的右端转动连接，同样结构的水平施力单 元的另一端与地基固定连接，同样结构的水平施力单元和3号水平施力单元(H)中的施力 单元和3号施力单元(X III)处于同一水平面内。
8.按照权利要求7所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，所 述的1号六自由度运动测试平台(A)或2号六自由度运动测试平台(F)中增加一套和3号 水平施力单元(H)同样结构的水平施力单元，1号六自由度运动测试平台(A)或2号六自由 度运动测试平台(F)沿Y轴方向设置1号水平施力单元(B)或2号水平施力单元(G)，1号 水平施力单元(B)或2号水平施力单元(G)与运动平台IV的连接点在运动平台IV侧面居 中位置。
9.按照权利要求1所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，所 述的1号装卡测试单元(D)主要由三维测力平台(VI)与卡具(VII)组成，卡具(VII)的下 工作面与三维测力平台(VI)的上工作面相接触并采用螺栓固定连接；所述的三维测力平台(VI)由测力平台下台板(6)、1号三维力传感器(7)、2号三维力 传感器(16)、3号三维力传感器(17)、4号三维力传感器(18)和测力平台上台板⑶组成， 1号三维力传感器(7)、2号三维力传感器(16)、3号三维力传感器(17)和4号三维力传感 器(18)分别安装在三维测力平台(VI)的四个角处，1号三维力传感器(7)、2号三维力传感器(16)、3号三维力传感器(17)和4号三维力传感器(18)的下工作面与测力平台下台板 (6)四个角的上工作面接触并采用螺栓固定连接，1号三维力传感器(7)、2号三维力传感器 (16)、3号三维力传感器(17)和4号三维力传感器(18)的上工作面与测力平台上台板⑶ 的下工作面接触并采用螺栓固定连接；所述的卡具(VII)主要由台板导轨(9)、1号内卡式轮挡(10)、2号内卡式轮挡(13)、1 号拉紧螺栓(11)、2号拉紧螺栓(15)、1号压板(12)和2号压板(14)组成，沿台板导轨(9) 的纵向结构相同的1号内卡式轮挡(10)和2号内卡式轮挡(13)对称地固定连接在台板导 轨(9)上，两个对称布置的1号内卡式轮挡(10)和2号内卡式轮挡(13)的上端通过结构 相同的1号拉紧螺栓(11)和2号拉紧螺栓(15)从结构相同的1号内卡式轮挡(10)和2 号内卡式轮挡(13)的两侧固定连接，结构相同的1号压板(12)和2号压板(14)在两个结 构相同的1号内卡式轮挡(10)和2号内卡式轮挡(13)之间沿台板导轨(9)横向对称地固 定连接在台板导轨(9)上。
10.按照权利要求5所述的轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台，其特征在于，所 述的测力平台下台板(6)是一板类结构件，在测力平台下台板(6)相对的两边均布穿插螺 栓用的通孔，在测力平台下台板(6)四角处设置有用于固定1号三维力传感器(7)、2号三 维力传感器(16)、3号三维力传感器(17)和4号三维力传感器(18)的通孔；所述的测力平台上台板(8)为铸件，上部为平面，下部设置成网格状的筋板结构，在测 力平台上台板(8)四角处设置有用于固定1号三维力传感器(7)、2号三维力传感器(16)、 3号三维力传感器(17)和4号三维力传感器(18)的通孔，在测力平台上台板(8)的上工作 面设置两排用于固定卡具(VII)的螺纹孔；所述的台板导轨(9)是一板类结构件，沿台板导轨(9)纵向在其上工作面上设置有T 形槽，并沿台板导轨(9)纵向在其两端的上工作面上均勻设置有和测力平台上台板(8)上 设置的两排螺纹孔相对应的穿过螺栓的通孔。
专利摘要本实用新型公开了一种轨道车辆转向架双六自由度运动测试平台。其包括1号六自由度运动测试平台和2号六自由度运动测试平台并对称地安装在地基上。所述的1号六自由度运动测试平台或2号六自由度运动测试平台包括1号水平施力单元、2号水平施力单元、3号水平施力单元、垂向施力单元、1号装卡测试单元、2号装卡测试单元和轮对。垂向施力单元下端与地基连接，垂向施力单元上端与1号水平施力单元和2号水平施力单元一端连接，1号水平施力单元和2号水平施力单元另一端与地基连接，3号水平施力单元一端与垂向施力单元右端连接，3号水平施力单元另一端与地基连接。1号装卡测试单元、2号装卡测试单元和轮对对称地固定在垂向施力单元上端面上。
文档编号G01M17/08GK201583416SQ20092035185
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者刘玉梅, 张栋林, 张立斌, 徐建勋, 徐观, 李喜武, 林慧英, 潘洪达, 王兴宇, 苏建, 蓝志坤, 陈熔 申请人:吉林大学