高速轨道三自由度轮轨关系试验台的制作方法

本发明涉及一种基于轮轨接触的轮轨作用试验平台，更具体地说，本发明涉及一种新型高速轨道三自由度轮轨关系试验台。

背景技术：

目前，在我国实行铁路大提速方针政策的前提下，我国轨道车辆的运行速度有了很大的提高。这也使得动车组技术发展迅速，目前已经在运行的动车组最高车速已经达到350km/h，研制中的动车组最高车速已经接近500km/h。到2020年,全国铁路网基本建成,营业里程将达到10万公里以上,客运专线、高速铁路达到10000公里,城市轨道交通达到4000公里左右。由于车速的提高和轴重的加大,列车和轨道结构材料服役环境恶化,各种隐患问题日趋严重,严重威胁行车安全。从目前国内外铁路现场事故情况看,影响轮轨列车正常和安全运行的关键部位有,弓网关系、车辆结构强度和转向架强度、轮轴、轮轨关系及高速道岔强度等问题。而轮轨关系问题是最重要最复杂的研究问题之一,工作环境恶劣，负载力变化频繁，极易在高速行驶以及剧烈振动的情况下发生疲劳破坏。

目前，测试高速轮轨关系的方法有很多，但是这些方法大都是根据已知的轮轨的破坏，如轮轨测磨、剥离掉块、轨头压溃、踏面剥离等轮轨磨损导致的设备故障，针对这些故障设计一些检测方法及数据处理方法来进行轮轨关系可靠性分析。从理论角度上，这样的是分析是可行的，正确的。可是在列车实际运行中，不仅是受到单一方式的破坏，根据轮轨的各个方向的受力和相对运动，故障可能是一种，也可能是几种失效方式的叠加。因此，只有在列车实际运行中测试轮轨关系运动情况，才能有效地分析高速列车轮轨关系的可靠性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是不能在实际运行中列车上直接做轮轨可靠性试验的问题，从而提供了一种高速轨道三自由度轮轨关系试验台

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种高速轨道三自由度轮轨关系试验台，包括双三自由度轨道轮系统装置1和砝码车与六自由度位姿控制系统装置2，所述砝码车与六自由度位姿控制系统装置2通过2个1、2号垂直作动器与连杆总成75、76安装在1、2号T型槽平台5、6上；

所述双三自由度轨道轮系统装置1由结构相同的1、2号轨道轮支座总成与驱动电机装配体3、4和结构相同的1、2号T型槽平台5、6组成，所述1、2号轨道轮支座总成与驱动电机装配体3、4平行放置且分别安装在1、2号T型槽平台5、6上；

所述1、2号轨道轮支座总成与驱动电机装配体3、4均由轮轨试验电机装配体7、两作动器轨道轮支座装配体8、垂向作动器轨道轮支座装配体9和轨道轮装配体10组成，所述2号轨道轮支座总成与驱动电机装配体4的位置为：由1号轨道轮支座总成与驱动电机装配体3绕双三自由度轨道轮系统装置1中心点垂线方向的水平转动180度摆放；

所述两作动器轨道轮支座装配体8与垂向作动器轨道轮支座装配体9之间通过轨道轮装配体10联接，1号轨道轮支座总成与驱动电机装配体3的轨道轮装配体10与2号轨道轮支座总成与驱动电机装配体4的轨道轮装配体10为平行布置的轨道轮，且两个轨道轮装配体10是独立的。

所述的轮轨试验电机装配体7包括过渡支撑座装配体11、调频电机装配体12、风机装配体13、轮轨试验电机增高座14、法兰式联轴器装配体15、电机联轴器装配体16和鼓形齿轮联轴器装配体17，所述调频电机装配体12与风机装配体13通过螺栓连接，所述调频电机装配体12通过带有长圆形的螺栓孔的电机安装座18安装在轮轨试验电机增高座14上；所述调频电机装配体12、电机联轴器装配体16、法兰式联轴器装配体15依次通过键联接；

所述法兰式联轴器装配体15上的法兰式扭矩仪支座19通过螺栓安装在轮轨试验电机增高座14上，所述法兰式联轴器装配体15的左侧联接过渡支撑座装配体11，过渡支撑座装配体11的过渡轴承座20通过螺栓安装在轮轨试验电机增高座14上，过渡支撑座装配体11的左侧与鼓形齿轮联轴器装配体17联接，鼓形齿轮联轴器装配体17与轨道轮装配体10联接。

所述两作动器轨道轮支座装配体8包括1号支撑座装配体22和1号垂向作动器28，所述垂向作动器轨道轮支座装配体9由2号支撑座装配体21和2号垂向作动器36组成，所述1号支撑座装配体22与2号支撑座装配体21结构相同，所述1号垂向作动器28与2号垂向作动器36结构相同；

所述的两作动器轨道轮支座装配体8还包括横向激振杠杆支撑座装配体25、横向作动器26、横向激振杠杆轴27、横向换向杠杆轴24、1号垂向激振连杆3939、2号垂向激振连杆64和气囊联接盖40。

所述1号支撑座装配体22与1号垂向作动器28通过销轴联接，所述1号垂向作动器28通过螺栓安装在U型支撑座架37的支座作动器安装板47上；所述1号支撑座装配体22上的1号气囊装配体23的气囊上盖板42与气囊联接盖40联接，气囊联接盖40与1号垂向激振连杆39通过销轴转动连接，1号垂向激振连杆39通过横向激振杠杆轴27与横向作动器26联接。

所述1号支撑座装配体22包括垂向换向杠杆轴装配体31、垂向激振连杆板32、1号气囊装配体23、1号十字球绞连杆29、主轴U型吊耳上部30、十字轴承座装配体34、U型支撑座架37和U型支撑座盖板109，所述U型支撑座架37和U型支撑座盖板109通过螺栓联接，所述U型支撑座架37的两个长立柱49内侧面焊接1、2号支座安装板45、46，所述垂向换向杠杆轴装配体31通过垂向换向杠杆轴承58和销轴安装到长立柱49上的圆形安装孔44上，所述垂向换向杠杆轴装配体31通过作动器销轴57与垂向激振连杆板32转动联接，所述垂向激振连杆板32与1号垂向作动器28通过销轴转动联接，所述垂向换向杠杆轴装配体31通过十字轴安装销轴56与1号十字球绞连杆29转动联接，1号十字球绞连杆29与主轴U型吊耳上部30通过销轴转动连接，十字轴承座装配体34安装在主轴U型吊耳上部30与主轴U型吊耳下部111之间，主轴U型吊耳上部30与主轴U型吊耳下部111两侧各通过螺栓联接；。

所述十字轴承座装配体34包括角接触球轴承43、十字轴支撑座小盖板50、十字轴支撑座大盖板51、十字轴支撑座52、2号尼龙垫53与1号尼龙垫54，所述十字轴支撑座52通过角接触球轴承43安装在轨道轮简支轴38的2号十字轴承座安装轴70上，十字轴支撑座52通过螺栓分别与十字轴支撑座小盖板50和十字轴支撑座大盖板51联接，十字轴支撑座52两侧的小短轴各安装一个1、2号尼龙垫54、53，所述十字轴承座装配体34的下方与1号气囊装配体23上的气囊上盖板42联接，1号气囊装配体23的气囊下盖板41与U型支撑座架37上的支座下方安装板48螺纹联接，所述2号支撑座装配体21与2号垂向作动器36通过销轴联接，所述2号垂向作动器36安装在U型支撑座架37的支座作动器安装板47上。

所述横向激振杠杆支撑座装配体25包括横向激振杠杆支撑座59、1号横向小轴端盖60、1号横向大轴端盖61、2号横向小轴端盖62和2号横向大轴端盖63，所述横向激振杠杆支撑座装配体25的横向激振杠杆支撑座59通过螺栓联接安装在1号T型槽平台5上，所述1号横向小轴端盖60通过轴承与1号横向大轴端盖61联接安装在横向激振杠杆轴27的左端，所述2号横向小轴端盖62通过轴承与2号横向大轴端盖63联接安装在激振杠杆轴27的右端。

所述的轨道轮装配体10由轨道轮简支轴38、窄腹板轨道轮65和轨道轮轮缘66组成，轨道轮简支轴38是空心轴类6段轴零件，窄腹板轨道轮65与轨道轮简支轴38之间采用过盈配合的方式，窄腹板轨道轮65边缘部位均匀分布螺纹通孔，用来插入螺栓将窄腹板轨道轮65与轨道轮轮缘66连接在一起；两个十字轴承座装配体34分别安装在道轮简支轴38的2号十字轴承座安装轴70和1号十字轴承座安装轴67上，通过两个十字轴承座装配体34与2号垂向作动器36和1号垂向作动器28联接。

所述砝码车与六自由度位姿控制系统装置2包括2号纵向作动器与支座总成71、1号纵向作动器与支座总成72、横向作动器与支座总成73、轮对总成与加载框架装配体83、1号砝码车底部横梁74、2号砝码车底部横梁77、2个1号垂直作动器与连杆总成75、2个2号垂直作动器与连杆总成76和砝码组与承载架总成78，所述砝码组与承载架总成78固定安装在1、2号砝码车底部横梁74、77上，所述1、2号砝码车底部横梁74、77的两端通过2号球铰支座107分别安装1、2号垂直作动器与连杆总成75、76，所述1、2号垂直作动器与连杆总成75、76下方作动器连接板通过螺栓分别安装在1、2号T型槽平台5、6上；

所述的砝码组与承载架总成78包括砝码车架焊接体79、半车质量砝码80、1号砝码车立柱81和2号砝码车立柱82，所述砝码车架焊接体79的上方安装有半车质量砝码80，所述砝码车架焊接体79的两边分别焊接安装了1号砝码车立柱81和2号砝码车立柱82，所述砝码车架焊接体79的下方焊接了四个小方管立柱用于焊接1号砝码车底部横梁74和2号砝码车底部横梁77；

所述2号砝码车立柱82通横向长拉杆101与横向作动器与支座总成73联接，所述砝码组与承载架总成78的1、2号砝码车立柱81、82分别通过纵向短拉杆97与2、1号纵向作动器与支座总成71、72连接，砝码组与承载架总成78的下方通过1、2号横梁86、87与轮对总成与加载框架装配体83螺纹联接；

所述的1号纵向作动器与支座总成72与2号纵向作动器与支座总成71结构完全相同，1号纵向作动器与支座总成72由地面作动器支座95、1号纵向作动器96、2号纵向作动器100和2个纵向短拉杆97、2个1号球关节支座98与2个2号球关节支座99组成。

所述的轮对总成与加载框架装配体83包括模拟单轴加载构架总成84和轮对总成85，所述的模拟单轴加载构架总成84包括1号横梁86、2号横梁87、电机悬挂梁91和根制动片悬挂梁112，所述轮对总成85包括3个制动蹄片总成89和轮对装配体88，所述1号横梁86和2号横梁87结构相同并与5根电机悬挂梁91垂直布置螺栓联接，所述3根制动片悬挂梁112上分别通过螺栓固定有制动反力臂92和2个制动片支撑座93，所述3个制动片支撑座93与3个制动蹄片总成89通过螺栓联接，所述轮对总成85的两侧各安装有通过螺栓与电机悬挂梁91联接的侧梁夹板弹簧座90，所述侧梁夹板弹簧座90与轴向支撑销轴座94之间通过销轴转动连接，轴向支撑销轴座94安装在电机悬挂梁91上。

所述的地面作动器支座95是钢板焊接而成且上方设有T型槽，所述1号纵向作动器96和2号纵向作动器100通过螺栓与地面作动器支座95上的T型槽联接螺栓连接，所述1、2号纵向作动器96、100分别通过球关节支座与纵向短拉杆连接，所述1、2号纵向作动器96、100安装与结构完全相同。

所述的1号垂直作动器与连杆总成75与2号垂直作动器与连杆总成76结构完全相同，所述1号垂直作动器与连杆总成75通过垂向作动器安装座103与1号T型槽平台5联接，垂向作动器102通过螺栓安装在垂向作动器安装座103上，垂向作动器102上的1号球铰支座105与垂向传力管104上的1号关节轴承焊接座106通过销轴联接，垂向传力管104的上方的2号关节轴承焊接座108与2号球铰支座107通过销轴联接，2号球铰支座107安装在1号砝码车底部横梁74上。

本发明的有益效果：

1.本发明可以精确模拟高速动车在实际轨道中运行时轨道的相对轮对的振动，两个轨道轮并没有直接相连并通过六个作动器各自实现三自由度运动，即横向运动、垂向运动、绕纵向轴的旋转运动，可以实现模拟高速列车轨道不平顺现象；同时砝码车模拟单轮对的实际承重状态，砝码车与九个作动器相连，实现六自由度运动状态模拟，增加了模拟动车实际运行中的转弯时的超高运动，能更好的模拟轨道轮与轮对的相对运动状态，保证了试验数据的准确性，使运动传递效率更高；

2.本发明具有砝码车，通过调整砝码车中的砝码质量可以提供5-30吨的重力真实模拟车体载荷，使实验更符合实际情况；本发明具有作动器装配体和电机装配体，可以模拟牵引电机输出大扭矩，保证试验中轮轨转速差以及相互间的冲击，可以更好的试验轮轨关系中的几何接触、材料匹配、磨耗、蠕滑等研究，试验功能比较全面、性价比高；

3.本发明具有可更换轨道面和脱轨试验的轨道轮，可以不间断转动并在轨道轮发生损坏时更换轨道轮，弥补了往复式隧道条的缺陷，可以进行高速轮对的稳定性试验和脱轨试验的动力性能试验研究，试验范围广、经济性好；

4.本发明可以实现高速动车内的轮轨关系可靠性试验，轮轨关系间的相对速度可以达到530km/h，可以满足我国新型轮轨关系可靠性检测，对提高动车组的安全运行，改善动车组的乘坐舒适性以及加快动车组技术的发展有很好的促进作用；

5.本发明结构设计合理，试验台各零部件皆可拆卸，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，大大提高了新型轮轨关系可靠性的试验效率。

附图说明

图1是本发明所述高速轨道三自由度轮轨关系试验台的等轴测投影视图；

图2是本发明所述的双三自由度轨道轮系统装置的等轴测投影视图；

图3是本发明所述的双三自由度轨道轮系统装置的俯视投影视图；

图4是本发明所述的轮轨试验电机装配体的等轴测投影视图；

图5是本发明所述的轨道轮与支撑座总成装配体的等轴测投影视图；

图6是本发明所述的轨道轮与支撑座总成装配体的右测投影视图；

图7是本发明所述的轨道轮与支撑座总成装配体的剖视测投影视图；

图8是本发明所述的气簧支撑座架的等轴测投影视图；

图9是本发明所述的十字轴承座装配体的等轴测投影视图；

图10是本发明所述的垂向换向杠杆轴装配体的等轴测投影视图；

图11是本发明所述的横向激振杠杆支撑座装配体的等轴测投影视图；

图12是本发明所述的横向激振杠杆轴装配体的等轴测投影视图；

图13是本发明所述的轨道轮装配体的等轴测投影视图；

图14是本发明所述的轨道轮简支轴的等轴测投影视图；

图15是本发明所述的砝码车与六自由度位姿控制系统装置的等轴测投影视图；

图16是本发明所述的砝码组与承载架总成的等轴测投影视图；

图17是本发明所述的轮对总成与加载框架装配体的等轴测投影视图；

图18是本发明所述的轮对总成的等轴测投影视图；

图19是本发明所述的模拟单轴加载构架总成的正视投影视图；

图20是本发明所述的1号纵向作动器与支座总成的等轴测投影视图；

图21是本发明所述1号垂直作动器与连杆总成的等轴测投影视图。

图中：1.双三自由度轨道轮系统装置 2.砝码车与六自由度位姿控制系统装置 3. 1号轨道轮支座总成与驱动电机装配体 4. 2号轨道轮支座总成与驱动电机装配体 5. 1号T型槽平台 6. 2号T型槽平台 7.轮轨试验电机装配体 8.两作动器轨道轮支座装配体 9.垂向作动器轨道轮支座装配体 10.轨道轮装配体 11.过渡支撑座装配体 12.调频电机装配体 13.风机装配体 14.轮轨试验电机增高座 15.法兰式联轴器装配体 16.电机联轴器装配体 17.鼓形齿轮联轴器装配体 18.电机安装座 19.法兰式扭矩仪支座 20.过渡轴承座 21. 2号支撑座装配体 22. 1号支撑座装配体 23. 1号气囊装配体 24.横向换向杠杆轴 25.横向激振杠杆支撑座装配体 26.横向作动器 27.横向激振杠杆轴 28. 1号垂向作动器 29. 1号十字球绞连杆 30.主轴U型吊耳上部 31.垂向换向杠杆轴装配体 32.垂向激振连杆板33. 2号十字球绞连杆 34.十字轴承座装配体 35. 2号气囊装配体 36. 2号垂向作动器 37.U型支撑座架 38.轨道轮简支轴 39. 1号垂向激振连杆 40.气囊联接盖 41.气囊下盖板 42.气囊上盖板 43.角接触球轴承 44.圆形安装孔 45. 1号支座安装板 46. 2号支座安装板 47.支座作动器安装板 48.支座下方安装板 49.长立柱 50.十字轴支撑座小盖板 51.十字轴支撑座大盖板 52.十字轴支撑座 53. 2号尼龙垫 54. 1号尼龙垫 55.垂向换向杠杆轴 56.十字轴安装销轴 57.作动器销轴 58.垂向换向杠杆轴承 59.横向激振杠杆支撑座 60. 1号横向小轴端盖 61. 1号横向大轴端盖 62. 2号横向小轴端盖 63. 2号横向大轴端盖 64. 2号垂向激振连杆 65.窄腹板轨道轮 66.轨道轮轮缘 67. 1号十字轴承座安装轴 68.轨道轮安装轴 69.联轴器安装轴 70. 2号十字轴承座安装轴 71. 2号纵向作动器与支座总成 72. 1号纵向作动器与支座总成 73.横向作动器与支座总成 74. 1号砝码车底部横梁 75. 1号垂直作动器与连杆总成 76. 2号垂直作动器与连杆总成 77. 2号砝码车底部横梁 78.砝码组与承载架总成 79.砝码车架焊接体 80.半车质量砝码 81. 1号砝码车立柱 82. 2号砝码车立柱 83.轮对总成与加载框架装配体 84.模拟单轴加载构架总成 85.轮对总成 86. 1号横梁 87. 2号横梁 88.轮对装配体 89.制动蹄片总成 90.侧梁夹板弹簧座 91.电机悬挂梁 92.制动反力臂 93.制动片支撑座 94.轴向支撑销轴座 95.地面作动器支座 96. 1号纵向作动器 97.纵向短拉杆 98. 1号球关节支座 99. 2号球关节支座 100. 2号纵向作动器 101.横向长拉杆 102.垂向作动器 103.垂向作动器安装座 104.垂向传力管 105. 1号球铰支座 106. 1号关节轴承焊接座 107. 2号球铰支座 108. 2号关节轴承焊接座 109.U型支撑座盖板 110.矩形槽 111.主轴U型吊耳下部 112.制动片悬挂梁 113.长拉杆横向作动器

具体实施方式

下面结合附图所述实施例对本发明作详细的描述：

本发明的目的在于提供一种新型高速轨道三自由度轮轨关系试验台，解决现存的列车实际运行中难以进行轮轨关系可靠性试验的问题。高速轨道三自由度轮轨关系试验台所包含的轨道轮运动装置和动力转向架模拟加载构架可以准确模拟轨道列车轮对在实际工况中所受的径向与轴向的负载和列车在转弯时轮对的运动状态以及轨道对轮对的冲击和各种运动工况下的运动状态，并且该试验台安装砝码车模拟轮对的实际的承重状态，真实再现轨道车辆轮轨在运行中所受到的振动，从而保证了高速动车高速轮轨关系可靠性参数测试结果的正确性和真实性。

参阅图1至图3，所述的高速轨道三自由度轮轨关系试验台包括双三自由度轨道轮系统装置1与砝码车与六自由度位姿控制系统装置2。双三自由度轨道轮系统装置1包括1号轨道轮支座总成与驱动电机装配体3、2号轨道轮支座总成与驱动电机装配体4、1号T型槽平台5与2号T型槽平台6。

所述的1号轨道轮支座总成与驱动电机装配体3与2号轨道轮支座总成与驱动电机装配体4结构完全相同，1号轨道轮支座总成与驱动电机装配体3与1号轨道轮支座总成与驱动电机装配体3沿试验台中心点垂向线水平旋转180度得到的2号轨道轮支座总成与驱动电机装配体4分别通过螺栓联接安装在1号T型槽平台5和2号T型槽平台6上。

所述的1号轨道轮支座总成与驱动电机装配体3由轮轨试验电机装配体7、两作动器轨道轮支座装配体8、垂向作动器轨道轮支座装配体9和轨道轮装配体10组成。轮轨试验电机装配体7通过多个螺栓与1号T型槽平台5联接，轮轨试验电机装配体7的鼓形齿轮联轴器装配体17与1号轨道轮支座总成与驱动电机装配体3的两作动器轨道轮支座装配体8联接；两作动器轨道轮支座装配体8与垂向作动器轨道轮支座装配体9之间通过轨道轮装配体10联接，1号轨道轮支座总成与驱动电机装配体3的轨道轮装配体10与2号轨道轮支座总成与驱动电机装配体4的轨道轮装配体10为平行布置的轨道轮。1号轨道轮支座总成与驱动电机装配体3的轨道轮装配体10与2号轨道轮支座总成与驱动电机装配体4的轨道轮装配体10为独立安装可以分别实现模拟各自的轨道轮装配体10在不同路况条件下轨道的不同状态，使试验台可以实现模拟更真实的路况，保证了高速动车高速轮轨关系可靠性参数测试结果的正确性和真实性。

参阅图4，所述的轮轨试验电机装配体7包括过渡支撑座装配体11、调频电机装配体12、风机装配体13、法兰式联轴器装配体15、电机联轴器装配体16与鼓形齿轮联轴器装配体17。由调频电机装配体12中的调频电机输出动力，通过电机联轴器装配体16传递到法兰式联轴器装配体15上，法兰式联轴器装配体15用来检测轴上的转速转矩数值，然后动力依次通过过渡支撑座装配体11，鼓形齿轮联轴器装配体17传递到轨道轮装配体10上，实现试验台动力的传递。

所述的风机装配体13通过螺栓联接安装到调频电机装配体12上，通过风机装配体13中的风机对调频电机降温散热，保证调频电机的正常工作；调频电机装配体12的电机安装座18上有多个长圆形螺栓通孔，可以使调频电机装配体12的电机安装座18通过多个螺栓安装在轮轨试验电机增高座14的后侧，轮轨试验电机增高座14通过螺栓安装在1号T型槽平台5上；电机联轴器装配体16左侧通过键连接到调频电机装配体12上，电机联轴器装配体16的右侧通过键连接到法兰式联轴器装配体15上；法兰式联轴器装配体15上的法兰式扭矩仪支座19通过4个螺栓安装在轮轨试验电机增高座14上，法兰式联轴器装配体15的左侧通过键联接过渡支撑座装配体11，过渡支撑座装配体11的过渡轴承座20通过螺栓联接安装在轮轨试验电机增高座14上，过渡支撑座装配体11的左侧与鼓形齿轮联轴器装配体17联接，鼓形齿轮联轴器装配体17与轨道轮装配体10联接，实现将调频电机装配体12中电机的动力传递给轨道轮装配体10上，实现电机动力的输出。

参阅图5至图14，所述的垂向作动器轨道轮支座装配体9由2号支撑座装配体21与2号垂向作动器36组成。

所述的1号支撑座装配体22与2号支撑座装配体21结构完全相同。1号支撑座装配体22由垂向换向杠杆轴装配体31、垂向激振连杆板32、1号气囊装配体23、1号十字球绞连杆29、主轴U型吊耳上部30、十字轴承座装配体34与U型支撑座架37以及U型支撑座盖板109组成。所述的U型支撑座架37和U型支撑座盖板109主要是由矩形钢管和钢板焊接而成，两者通过12个螺栓联接。U型支撑座架37的两个长立柱相对面焊接钢板1号支座安装板45和2号支座安装板46，用以增强立柱的强度；U型支撑座架37的两个长立柱49上部各有一个圆形安装孔44，用来作为1号垂向作动器28的转动支点，垂向换向杠杆轴装配体31通过U型支撑座架37的长立柱49上部的矩形槽110，垂向换向杠杆轴装配体31上的垂向换向杠杆轴承58通过销轴安装到长立柱49上的圆形安装孔44上，垂向换向杠杆轴装配体31通过作动器销轴57与垂向激振连杆板32转动联接，可以作为1号垂向作动器28的转动支点，垂向激振连杆板32与1号垂向作动器28通过销轴转动联接，U型支撑座架37的长立柱49上部的矩形槽110具有导向和限位的作用。垂向换向杠杆轴装配体31通过十字轴安装销轴56与1号十字球绞连杆29转动联接，1号十字球绞连杆29与主轴U型吊耳上部30通过销轴转动连接，十字轴承座装配体34安装在主轴U型吊耳上部30与主轴U型吊耳下部111之间，主轴U型吊耳上部30与主轴U型吊耳下部111两侧各通过4个螺栓联接；所述的十字轴承座装配体34包括角接触球轴承43、十字轴支撑座小盖板50、十字轴支撑座大盖板51、十字轴支撑座52、2号尼龙垫53与1号尼龙垫54。十字轴支撑座52通过角接触球轴承43安装在轨道轮简支轴38的2号十字轴承座安装轴70上，十字轴支撑座52的左侧通过8个螺栓与十字轴支撑座大盖板51联接，十字轴支撑座52的右侧同样通过8个螺栓与十字轴支撑座小盖板50联接，十字轴支撑座52两侧的小短轴各安装一个2号尼龙垫53与1号尼龙垫54，可以起到缓冲，减少试验台的磨损作用。十字轴承座装配体34的下方与1号气囊装配体23上的气囊上盖板42联接，1号气囊装配体23的气囊下盖板41与U型支撑座架37上的支座下方安装板48通过均匀的螺纹孔联接。2号支撑座装配体21与2号垂向作动器36通过销轴联接，2号垂向作动器36安装在U型支撑座架37的支座作动器安装板47上，通过杠杆原理可以实现将2号垂向作动器36的动力传递到十字轴承座装配体34上，将动力激振传递到轨道轮装配体10中的轨道轮上，实现轨道轮的垂向激振运动。

所述的两作动器轨道轮支座装配体8包括1号支撑座装配体22、1号垂向作动器28、横向激振杠杆支撑座装配体25、横向作动器26、横向激振杠杆轴27、横向换向杠杆轴24和2号垂向激振连杆64与1号垂向激振连杆39、气囊联接盖40。

所述的1号支撑座装配体22与2号支撑座装配体21结构完全相同，1号支撑座装配体22与1号垂向作动器28通过销轴联接，1号垂向作动器28通过螺栓安装在U型支撑座架37的支座作动器安装板47上，可以实现对轨道轮装配体10的垂向激振的目的；1号支撑座装配体22上的1号气囊装配体23得气囊上盖板42与气囊联接盖40联接，气囊联接盖40与1号垂向激振连杆39通过销轴转动连接，1号垂向激振连杆39通过销轴与横向换向杠杆轴24转动连接，横向换向杠杆轴24与横向激振杠杆轴27通过焊接联接，横向激振杠杆轴27的右侧与2号垂向激振连杆64焊接，2号垂向激振连杆64通过销轴与横向作动器26联接，可以实现对轨道轮装配体10进行横向激振，由于轨道轮装置两端都连接有气囊，只安装一个横向作动器就能实现轨道轮的横向激振，且横向传动机构具有空间小、传递效率高的功能。所述的横向激振杠杆支撑座装配体25包括横向激振杠杆支撑座59、1号横向小轴端盖60、1号横向大轴端盖61、2号横向小轴端盖62和2号横向大轴端盖63。横向激振杠杆支撑座装配体25的横向激振杠杆支撑座59通过螺栓联接安装在1号T型槽平台5上，1号横向小轴端盖60通过轴承与1号横向大轴端盖61联接安装在横向激振杠杆轴27的左端，2号横向小轴端盖62通过轴承与2号横向大轴端盖63联接安装在激振杠杆轴27的右端。在模拟直线轨道线路是保证两侧的轨道轮转速相同；当车辆转弯通过曲线时，轨道内外侧长度不同，可以调整左右轨道轮滚动速度，使一侧轨道轮转速大于另一侧，可以实现模拟高速列车在转弯时的运动情况。

所述的轨道轮装配体10由轨道轮简支轴38、窄腹板轨道轮65和轨道轮轮缘66组成。轨道轮简支轴38是空心轴类6段轴零件，窄腹板轨道轮65与轨道轮简支轴38之间采用过盈配合的方式，并用定位销定位安装在轨道轮安装轴68上，窄腹板轨道轮65上均匀分布加强筋板，结成材料的同时加强窄腹板轨道轮65的强度，窄腹板轨道轮65边缘部位均匀分布螺纹通孔，用来插入螺栓将窄腹板轨道轮65与轨道轮轮缘66连接在一起，轨道轮轮缘66可以模拟轨底坡，可以根据不同轨道轨底坡的大小来更换轨道轮轮缘，用来满足实验要求；两个十字轴承座装配体34分别安装在道轮简支轴38的2号十字轴承座安装轴70和1号十字轴承座安装轴67上，十字轴承座装配体34内部的角接触球轴承43保证轴的旋转运动不影响十字轴承座52运动，通过两个十字轴承座装配体34与2号垂向作动器36和1号垂向作动器28联接。

参阅图15，所述的砝码车与六自由度位姿控制系统装置2包括2号纵向作动器与支座总成71、1号纵向作动器与支座总成72、横向作动器与支座总成73、轮对总成与加载框架装配体83、1号砝码车底部横梁74、2号砝码车底部横梁77、2个1号垂直作动器与连杆总成75与2个2号垂直作动器与连杆总成76和砝码组与承载架总成78。

所述的砝码组与承载架总成78通过焊接安装在1号砝码车底部横梁74和2号砝码车底部横梁77上，1号砝码车底部横梁74的两端通过2个2号球铰支座107分别安装2个1号垂直作动器与连杆总成75，2号砝码车底部横梁77的两端通过2个2号球铰支座107分别通过螺栓联接2个2号垂直作动器与连杆总成76，2个1号垂直作动器与连杆总成75与2个2号垂直作动器与连杆总成76的下方作动器连接板通过螺纹孔安装在1号T型槽平台5与2号T型槽平台6上；砝码组与承载架总成78的2号砝码车立柱82通过1号球关节支座98与横向作动器与支座总成73联接，2号纵向作动器与支座总成71与1号纵向作动器与支座总成72分别通过4个1号球关节支座98分别安装在砝码组与承载架总成78的2号砝码车立柱82和1号砝码车立柱81上；砝码组与承载架总成78的下方通过1号横梁86与2号横梁87上的螺纹孔与轮对总成与加载框架装配体83联接，砝码组与承载架总成78与9个作动器相连，可以实现轮对的六自由度运动状态。

参阅图16，所述的砝码组与承载架总成78包括砝码车架焊接体79、半车质量砝码80、1号砝码车立柱81与2号砝码车立柱82。所述的砝码车架焊接体79主要由矩形钢管和钢板焊接而成，砝码车架焊接体79的上方安装了半车质量砝码80模拟试验台单轮对的实际承重状态，砝码车架焊接体79的两边分别焊接安装了1号砝码车立柱81与2号砝码车立柱82，砝码车架焊接体79的下方焊接了四个小方管立柱用于焊接1号砝码车底部横梁74和2号砝码车底部横梁77。

参阅图17至图19，所述的轮对总成与加载框架装配体83包括模拟单轴加载构架总成84、轮对总成85。所述的模拟单轴加载构架总成84由1号横梁86与2号横梁87与5根电机悬挂梁91通过螺栓联接和5根电机悬挂梁91通过螺栓连接与其下方的3根制动片悬挂梁112组成的，1号横梁86与2号横梁87结构完全相同，由钢板焊接而成，1号横梁86与2号横梁87通过螺纹通孔与下方的模拟单轴加载构架总成84连接，模拟单轴加载构架总成84中的3个制动片支撑座93与轮对总成85中的3个制动蹄片总成89通过螺栓联接。模拟单轴加载构架总成84的3根制动片悬挂梁112上分别各有制动反力臂92和2个制动片支撑座93，制动反力臂92和2个制动片支撑座93通过长螺栓固定安装在制动片悬挂梁112上，在轮对总成85的两侧各安装侧梁夹板弹簧座90通过螺栓与电机悬挂梁91联接，侧梁夹板弹簧座90与轴向支撑销轴座94之间通过销轴转动连接，轴向支撑销轴座94安装在电机悬挂梁91上。

参阅图20，所述的1号纵向作动器与支座总成72与2号纵向作动器与支座总成71结构完全相同，1号纵向作动器与支座总成72由地面作动器支座95、1号纵向作动器96、2号纵向作动器100和2个纵向短拉杆97、2个1号球关节支座98与2个2号球关节支座99组成。

所述的地面作动器支座95是钢板焊接而成且上方有T型槽的零件，1号纵向作动器96与2号纵向作动器100通过作动器上的安装板上的螺纹孔与地面作动器支座95上的T型槽联接，1号纵向作动器96安装在地面作动器支座95的上方，2号纵向作动器100安装在地面作动器支座95的下方，2号球关节支座99的安装板与1号纵向作动器96上的另一侧安装板通过螺栓连接，2号球关节支座99与纵向短拉杆97通过销轴联接，纵向短拉杆97通过销轴与1号球关节支座98联接；2号球关节支座99的安装板与通过螺栓与2号纵向作动器100联接，2号球关节支座99与纵向短拉杆97通过销轴联接，纵向短拉杆97通过销轴与1号球关节支座98联接。所述的横向作动器与支座总成73与1号纵向作动器与支座总成72的结构大致相同，其不同之处在于与地面作动器支座95上连接长拉杆横向作动器113，长拉杆横向作动器113与2号球关节支座99的安装板通过螺栓连接，2号球关节支座99通过螺栓与横向长拉杆101联接，横向长拉杆101通过销轴与1号球关节支座98联接。

参阅图21，所述的1号垂直作动器与连杆总成75与2号垂直作动器与连杆总成76结构完全相同；1号垂直作动器与连杆总成75通过垂向作动器安装座103与1号T型槽平台5联接，垂向作动器102通过螺栓安装在垂向作动器安装座103上，垂向作动器102上的1号球铰支座105与垂向传力管104上的1号关节轴承焊接座106通过销轴联接，垂向传力管104的上方的2号关节轴承焊接座108与2号球铰支座107通过销轴联接，2号球铰支座107与安装板联接安装在1号砝码车底部横梁74上。

高速轨道三自由度轮轨关系试验台工作原理：

试验台的砝码车模拟单论对的实际承重状态，砝码车通过连接装置与九个作动器相连，通过九个作动器的运动实现对轮对的六自由度运动状态模拟；由驱动电机提供动力传递到鼓形齿轮联轴器，通过联轴器将动力传递到轨道轮供轨道轮旋转，两个轨道轮并没有直接相连且平行放置，并各自实现三自由度运动，由于电机轴线与轨道轮简支轴之间的距离要保持的一定的安全范围，所以横向作动器的激振不能直接传递给轨道轮，所以本发明根据杠杆原理提供了一种横向传递装置来实现轨道轮的横向运动，垂向激振通过垂向装置实现轨道轮的垂向运动，轨道轮两侧的两个U型架装配体连接不同的垂向装置，通过两个垂向作动器的不同运动可以实现轨道轮的旋转运动；三自由度轨道轮总成将实际线路中的轨道结构转化为两个平行布置的轨道轮，采用“电机驱动，液压作动器激振”的方式来模拟轨道线路的复杂变化，在模拟直线轨道线路是需要保持两侧的轨道轮转速相同；车辆转弯通过曲线时，由于轨道内外侧长度不同，可以调整左右轨道轮滚动速度，使一侧轨道轮转速大于另一侧，这样在相同的时间内轨道轮转动的弧度也不同，即可模拟线路内外长度变化，实现对轮轨关系的试验。