称重测试装置及转向架试验系统的制作方法

本发明属于轨道车辆转向架试验技术领域，尤其涉及一种称重测试装置及转向架试验系统。

背景技术：

转向架是轨道车辆最重要的部件之一，它支撑车体并牵引车辆沿着导轨运行，其结构是否合理，性能能否满足行走要求，直接影响车辆的安全和动力学性能。为确定转向架性能参数的实际值，在轨道车辆制造或检修时，必须模拟车体的静载荷，对转向架性能参数进行综合检测。转向架试验系统是转向架性能参数检测过程中不可或缺的重要技术装备，而称重测试装置作为转向架试验系统的重要，主要实现对转向架轮重的测试，同时通过称重测试装置上的位移传感器，可以实现对车轮轴距的测量。

为了保证称重测试装置测量的精确度，需要确保被试转向架中心与试验台中心重合，即需要对转向架进行准确的中心定位。

然而现有转向架试验系统没有能够确保被试转向架中心与试验台中心重合的称重测试装置，同时现有中心定位的方式由于多采用人力，因此费时费力。

技术实现要素：

本发明针对现有转向架试验系统没有能够确保被试转向架中心与试验台中心重合的称重测试装置，以及对转向架中心定位时效率低的技术问题，提出一种能够实现被试转向架中心与试验台中心自动重合的称重测试装置，以及设置有称重测试装置的转向架试验系统。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种称重测试装置，包括底座，以及可承载转向架轮对的第一支撑组件，第一支撑组件包括固定设置于底座上的第一导轨，可沿第一导轨直线移动的第一支撑座，可驱动第一支撑座直线移动的第一驱动件，以及可与轮对侧面接触的第一驱动缸，第一导轨沿纵向设置，第一导轨与第一支撑座连接，第一驱动缸沿横向设置，第一驱动缸与第一支撑座固定连接。

作为优选，称重测试装置还包括可承载转向架组轮对的第二支撑组件，第一支撑组件对应于转向架一组轮对设置，第二支撑组件对应于转向架另一组轮对设置，第二支撑组件包括可支撑转向架轮对的第二支撑座，以及可与轮对侧面接触的第二驱动缸，第二支撑座设置于底座上，第二支撑座与第一支撑座沿横向并排设置，第二驱动缸沿横向设置，第二驱动缸与第二支撑座固定连接。

作为优选，第二支撑组件还包括固定设置于底座上的第二导轨，第二导轨沿纵向设置，第二导轨与第二支撑座连接。

作为优选，第一支撑组件的数量为两个，其中一个第一支撑组件对应于轮对一侧车轮设置，另一个第一支撑组件对应于轮对另一侧车轮设置，两个第一支撑组件沿横向分布。

作为优选，第二支撑组件的数量为两个，其中一个第二支撑组件对应于轮对一侧车轮设置，另一个第二支撑组件对应于轮对另一侧车轮设置，两个第二支撑组件沿横向分布。

作为优选，底座上设置有可检测第一支撑座移动时纵向位移量的第一传感器，第一传感器电连接有控制器，以将位移信号传递至控制器，控制器与第一驱动件连接，以控制第一支撑座的移动速度。

作为优选，底座上对应于第一驱动缸处设置有可检测转向架轮对内侧距值的第二传感器，第二传感器与控制器电连接，以将内侧距信号传递至控制器，控制器与第一驱动缸连接，以控制第一驱动缸动力输出端的进给量。

一种转向架试验系统，包括支架，以及可向转向架施加垂向载荷的加力组件，加力组件固定设置于支架上，加力组件包括可沿垂向移动的移动件，以及可驱动移动件沿垂向移动的第二驱动件；转向架试验系统还包括如权利要求1-7任一项所述的称重测试装置，称重测试装置位于加力组件的下方。

作为优选，移动件的底部固定连接有可与转向架接触的橡胶块。

作为优选，支架包括沿垂向设置的两个立柱，以及可支撑加力组件的支撑梁组件，支撑组件包括可沿立柱垂向移动的移动梁，立柱上沿垂向设置有第三导轨，移动梁的两端均与第三导轨连接，移动梁的两端均开设有定位孔，立柱上对应于定位孔设置有可限制移动梁沿垂向位置的锁定组件，锁定组件包括可伸入定位孔内的导向杆，以及可驱动导向杆沿轴向移动的第三驱动件，导向杆与定位孔同轴设置。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明称重测试装置通过设置第一支撑组件，在对转向架轮对中心定位过程中，利用第一驱动件驱动第一支撑座沿第一导轨直线运动，直至转向架中心在纵向上的位置达到转向架试验的要求，以此实现了对转向架中心沿纵向的自动调节，同时利用第一驱动缸对转向架轮对侧面施加沿横向的作用力，自动调节转向架轮对的内侧距，直至转向架中心在横向上的位置达到转向架试验的要求，以此实现了对转向架中心沿横向的自动调节，因此本发明称重测试装置通过实现对转向架中心沿纵向和横向的自动调节，进而能够实现被试转向架中心与试验台中心的自动重合。

2、本发明称重测试装置通过将第一支撑组件和第二支撑组件相结合，实现了利用主动与被动相结合的方式对调节转向架中心纵向位置进行调节，进而一方面相对于纯主动调节的方式，由于无需对第二支撑组件精确调节，同时无需驱动源的介入，因此在保证了转向架中心纵向调节精度的前提下，显著提高了对转向架中心纵向调节的效率，以及降低了试验成本，另一方面相对于纯被动调节的方式，由于无需人工介入，因此显著提高了对转向架中心纵向调节的效率。

附图说明

图1为本发明称重测试装置的整体结构示意图；

图2为本发明第一支撑组件去掉第一支撑座后的结构示意图；

图3为本发明第二支撑组件的结构示意图；

图4为本发明称重测试装置的立体结构示意图；

图5为本发明称重测试装置的实用状态示意图；

图6为本发明称重测试装置的控制原理示意图；

图7为本发明加力组件的结构示意图；

图8为本发明转向架试验系统的结构示意图；

图9为本发明锁定组件的结构示意图；

以上各图中：1、底座；2、第一支撑组件；201、第一导轨；202、第一支撑座；2021、第一滑动部；2022、第一支撑轮；203、第一驱动件；204、第一驱动缸；3、第二支撑组件；301、第二导轨；302、第二支撑座；3021、第二滑动部；3022、第二支撑轮；303、第二驱动缸；4、支架；401、立柱；402、支撑梁组件；4021、固定梁；4022、移动梁；403、第三导轨；5、加力组件；501、移动件；502、第二驱动件；503、橡胶块；6、锁定组件；601、导向杆；602、第三驱动件；603、导向座；604、推拉板；7、第一传感器；8、控制器；9、显示器；10、第二传感器；11、第三传感器；12、油缸安装座。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所述的横向指如图1所示的竖直方向，本发明所述的纵向指如图1所示的水平方向，本发明所述的垂向指垂直于图1的方向，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1，一种称重测试装置，包括底座1，以及可承载转向架轮对的第一支撑组件2，第一支撑组件2包括固定设置于底座1上的第一导轨201，可沿第一导轨201直线移动的第一支撑座202，可驱动第一支撑座202直线移动的第一驱动件203，以及可与轮对侧面接触的第一驱动缸204，其中，第一支撑座202用于在垂向(即垂直于图1的方向)方向上与转向架轮对直接接触并对转向架轮对起到支撑的作用；

参见图1和图2，第一导轨201沿纵向(即图1所示的水平方向)设置，第一导轨201与第一支撑座202连接，以使第一支撑座202保持沿纵向的直线运动，需要说明的是第一导轨201与第一支撑座202的具体链接关系与第一导轨201的结构有关；第一驱动缸204沿横向(即如图1所示的竖直方向)设置，以通过对转向架轮对施加横向力，进而起到对转向架轮对内侧距调节的作用，第一驱动缸204与第一支撑座202固定连接；

本发明称重测试装置通过设置第一支撑组件2，在对转向架轮对中心定位过程中，利用第一驱动件203驱动第一支撑座202沿第一导轨201直线运动，直至转向架中心在纵向上的位置达到转向架试验的要求，以此实现了对转向架中心沿纵向的自动调节，同时利用第一驱动缸204对转向架轮对侧面施加沿横向的作用力，自动调节转向架轮对的内侧距，直至转向架中心在横向上的位置达到转向架试验的要求，以此实现了对转向架中心沿横向的自动调节，因此本发明称重测试装置通过实现对转向架中心沿纵向和横向的自动调节，进而能够实现被试转向架中心与试验台中心的自动重合。

具体的，如图1和图2所示，第一导轨201为滑动导轨，第一驱动件203优选为电动缸，电动缸通过将伺服电机与丝杠集成在一起，能够实现驱动第一支撑座202进行高精度的直线运动，第一支撑座202与第一导轨201滑动连接，第一驱动缸204优选为电动缸，以对转向架轮对内侧距进行高精度的调节，第一支撑座202包括与第一导轨201滑动连接的第一滑动部2021，以及固定于第一滑动部2021顶部且可转动的第一支撑轮2022，第一支撑轮2022为沿纵向并排设置的两个，两个第一支撑轮2022共同与转向架轮对的外圆周表面压接，以实现对转向架轮对的稳定支撑。

另外，第一导轨201还可以为丝杠，丝杠能够进一步提高第一支撑座202的移动精度，第一支撑座202与第一导轨201通过丝杠副连接，同时第一驱动件203可以为伺服电机、步进电机或液压马达其中之一种。

为了满足不同型号转向架试验的需要，参见图1、图3、图4和图5，第一支撑组件2对应于转向架的一组轮对设置，以对该组轮对起支撑的作用，本发明称重测试装置还包括可承载转向架另一组轮对的第二支撑组件3，以对另一组轮对起支撑的作用，第二支撑组件3包括可支撑转向架轮对的第二支撑座302，以及可与轮对侧面接触的第二驱动缸303，第二支撑座302用于在垂向方向上与转向架轮对直接接触并对转向架轮对起到支撑的作用，第二支撑座302设置于底座1上，第二支撑座302与第一支撑座202沿横向并排设置，第二驱动缸303沿横向设置，以通过对转向架轮对施加横向力，进而起到对转向架轮对内侧距调节的作用，第二驱动缸303与第二支撑座302固定连接，第二支撑组件3与第一支撑组件2一起完成对转向架轮对的支撑以及中心定位。本发明称重测试装置通过在第一支撑组件2设置第二支撑座302，相对于只有第一支撑组件2的情况，能够实现对不同型号转向架的支撑，即能够满足转向架轮对不同轴距的需要，进而能够满足不同型号转向架试验的需要。

进一步参见图1、图3、图4和图5，为了提高对转向架中心纵向调节的效率，第二支撑组件3还包括固定设置于底座1上的第二导轨301，第二导轨301沿纵向设置，第二导轨301与第二支撑座302连接，以使第二支撑座302保持沿纵向的直线运动，本发明称重测试装置通过设置第二导轨301，使第二支撑组件3相对于第一支撑组件2作为被动调节转向架中心纵向位置的被动调节组件，即在调节过程中只需通过第一支撑组件2对转向架中心的纵向位置进行主动调节，而在主动调节结束后，由于转向架轮对的轴距是固定的，因此下落至第一支撑座202及第二支撑座302上的转向架轮对会对第二支撑座302产生影响，并迫使第二支撑座302精确地移动至试验所需的位置；因此，本发明称重测试装置通过将第一支撑组件2和第二支撑组件3相结合，实现了利用主动与被动相结合的方式对调节转向架中心纵向位置进行调节，进而一方面相对于纯主动调节的方式，由于无需对第二支撑组件3精确调节，同时无需驱动源的介入，因此在保证了转向架中心纵向调节精度的前提下，显著提高了对转向架中心纵向调节的效率，以及降低了试验成本，另一方面相对于纯被动调节的方式，由于无需人工介入，因此显著提高了对转向架中心纵向调节的效率。

具体的，针对上述第二支撑组件3的结构，如图3所示，第二导轨301为滑动导轨，第二支撑座302与第二导轨301滑动连接，第二驱动缸303优选为电动缸，以对转向架轮对内侧距进行高精度的调节，第二支撑座302包括与第二导轨301滑动连接的第二滑动部3021，以及固定于第二滑动部3021顶部且可转动的第二支撑轮3022，第二支撑轮3022为沿纵向并排设置的两个，两个第二支撑轮3022共同与转向架轮对的外圆周表面压接，以实现对转向架轮对的稳定支撑；本实施例中，由于转向架上轮对各车轮之间的连接不是固定连接，即同一轮对的两个车轮之间有一定可相对移动的间隙，因此本实施例优选将第一支撑组件2设置为沿横向设置的两个，其中一个第一支撑组件2对应于轮对一侧车轮设置，另一个第一支撑组件2对应于轮对另一侧车轮设置，同时第二支撑组件3也设置为沿横向设置的两个，其中一个第二支撑组件3对应于轮对一侧车轮设置，另一个第二支撑组件3对应于轮对另一侧车轮设置，以此能够保证转向架受力的稳定性。

另外，第二导轨301还可以为丝杠，丝杠能够进一步提高第二支撑座302的移动精度，第二支撑座302与第二导轨301通过丝杠副连接。

为了进一步提高对转向架中心纵向调节的效率及精度，如图2所示，底座1上设置有可检测第一支撑座202移动时纵向位移量的第一传感器7，如图6所示，第一传感器7电连接有控制器8，以将位移信号传递至控制器8，控制器8与第一驱动件203连接，以控制第一支撑座202的移动速度。本发明通过设置第一传感器7及控制器8，能够实现对第一驱动件203的自动控制，即进一步减少人的介入，同时实现了对第一支撑座202纵向位置的时时监控，进而提高了对转向架中心纵向调节的效率及精度。

作为优选的，第一传感器7为激光位移传感器。

另外，如图2所示，第一传感器7还可以为弹簧电子尺，弹簧电子尺既能够起到测量第一支撑座202移动时的纵向位移量，又能作为电子式触发开关，相对于机械式触发开关，其能够提高第一支撑座202到达指定位置后第一驱动件203的快速响应能力，进而避免第一支撑座202的位移过大。

进一步，为了提高第一支撑座202位移量的可视性，如图6所示，控制器8电连接有可显示第一支撑座202纵向位移量的显示器9。

为了提高对转向架中心横向调节的效率及精度，如图1所示，底座1上对应于第一驱动缸204处设置有可检测转向架轮对内侧距值的第二传感器10，如图6所示，第二传感器10与控制器8电连接，以将内侧距信号传递至控制器8，控制器8与第一驱动缸204连接，以控制第一驱动缸204动力输出端的进给量，本发明通过设置第二传感器10及控制器8，能够实现对第一驱动缸204的自动控制，即进一步减少人的介入，同时实现了对转向架轮对内侧距的时时监控，进而提高了对转向架中心横向调节的效率及精度。

为了提高对转向架中心横向调节的效率及精度，如图1所示，底座1上对应于第二驱动缸303处设置有可检测转向架轮对内侧距值的第三传感器11，如图6所示，第三传感器11与控制器8电连接，以将内侧距信号传递至控制器8，控制器8与第二驱动缸303连接，以控制第二驱动缸303动力输出端的进给量，本发明通过设置第三传感器11及控制器8，能够实现对第二驱动缸303的自动控制，即进一步减少人的介入，同时实现了对转向架轮对内侧距的时时监控，进而提高了对转向架中心横向调节的效率及精度。

为了更好的理解本发明的上述技术方案，参见图1至图6，本发明称重测试装置的工作过程为：

控制器8控制第一驱动件203驱动第一支撑座202沿纵向移动，同时第一传感器7时时检测第一支撑座202的纵向位移量，并将位移信号传递至控制器8中，控制器8根据接收到第一传感器7发出的位移信号，判断第一支撑座202在纵向上的位置，并在当第一支撑座202移动至所需位置后停止第一支撑座202的移动；继而在当转向架落下后，第二支撑座302在转向架自重及转向架轮对固定轴距的影响下被动调整位置，以此完成了对转向架中心纵向的调整；

在对转向架中心横向调整过程中，控制器8控制第一驱动缸204的动力输出端运动，使其与转向架轮对侧面接触并对轮对内侧距进行调节，过程中第二传感器10时时检测转向架轮对的内侧距，并将内侧距信号传递至控制器8中，控制器8根据接收到第二传感器10发出的内侧距信号，控制第一驱动缸204动力输出端的伸缩，直至转向架轮对的内侧距符合试验要求；同理，控制器8第二驱动缸303的动力输出端运动，使其与转向架轮对侧面接触并对轮对内侧距进行调节，过程中第三传感器11时时检测转向架轮对的内侧距，并将内侧距信号传递至控制器8中，控制器8根据接收到第三传感器11发出的内侧距信号，控制第二驱动缸303动力输出端的伸缩，直至转向架轮对的内侧距符合试验要求，以此完成了对转向架中心横向的调整。

另外，本实施例还提供一种转向架试验系统，包括如上述所述的称重测试装置，在此不细述。参见图5、图7和图8，本发明转向架试验系统还包括支架4，以及可向转向架施加垂向载荷的加力组件5，加力组件5固定设置于支架4上，加力组件5包括可沿垂向移动的移动件501，以及可驱动移动件501沿垂向移动的第二驱动件502，称重测试装置位于加力组件5的下方。

具体的，如图7和图8所示，第二驱动件502优选为液压缸，第二驱动件502沿垂向设置，第二驱动件502的缸体部固定连接有油缸安装座12，油缸安装座12与支架4固定连接，第二驱动件502的缸杆部与移动件501铰接或固定连接，以驱动移动件501做沿垂向的直线运动；如图8所示，支架4包括沿垂向设置的两个立柱401，以及可支撑加力组件5的支撑梁组件402，支撑梁组件402包括可支撑油缸安装座12的固定梁4021，以及可与移动件501沿垂向同步移动的移动梁4022，固定梁4021的两端分别与两个立柱401固定连接，移动梁4022位于固定梁4022的下方，移动梁4022与移动件501固定连接，以保证移动件501沿垂向运动的稳定性，立柱401上沿垂向设置有第三导轨403，移动梁4022的两端均与第三导轨403连接，第三导轨403对移动梁4022沿垂向的直线运动起导向的作用，同时当加力组件5为并排设置的两个时，移动梁4022能够使两个移动件501同步升降；油缸安装座12与固定梁4022固定连接。

进一步如图7所示，为了更好模拟了转向架受力状况，且使试验结果更加符合实际使用工况要求，移动件501的底部固定连接有可与转向架接触的橡胶块503。本发明转向架试验系统通过在移动件501的底部设置橡胶块503，替代了带空簧测试的试验条件，进而使得结果更符合使用工况，同时提高了工作效率。

为了提高转向架试验的安全性，参见图9，移动梁4022的两端均开设有定位孔，立柱401上对应于移动梁4022的定位孔设置有可限制支撑梁组件402沿垂向位置的锁定组件6，锁定组件6包括可伸入定位孔内的导向杆601，以及可驱动导向杆601沿轴向移动的第三驱动件602，导向杆601与定位孔同轴设置。本发明通过设置锁定组件6能够避免移动梁4022在自身重力的作用下向下移动，并对转向架造成损坏，进而提高了转向架试验的安全性。

针对上述锁定组件6的结构，具体为：如图9所示，第三驱动件602优选为电动缸，导向杆601设置有两个，两个导向杆601外均设置有导向座603，导向座603沿导向杆601的轴向开设有支撑通孔，导向座603通过支撑通孔套接于导向杆601外，两个导向杆601之间固定连接有推拉板604，推拉板604与第三驱动件602的动力输出端连接；使用时，第三驱动件602驱动推拉板604，以带动两个导向杆601沿导向座603直线运动，进而实现对支撑梁组件402的锁定与解锁。