本发明涉及试验设备技术领域，特别涉及一种载流摩擦磨损试验机及试验系统。
背景技术：
随着电气化铁路的发展，探究受电弓滑板与接触网的载流摩擦过程中电弧产生机理以及电弧条件下的载流摩擦磨损行为显得尤为重要，而弓网系统实际工况的复杂程度远比模拟条件下的情况的复杂程度高，接触网与滑板线接触，如图1所示为现有接触网100和受电弓滑板200在水平面的投影示意图，接触网100和受电弓滑板200呈线接触，因接触网100在水平面内的投影呈不规则的波浪形，受电弓滑板200移动至不同位置时，接触网100与受电弓滑板200接触的线不在同一条直线上，且受电弓滑板200与滑板100接触的线并不总在受电弓滑板200的同一个位置。
现有技术中公开的电弓滑板摩擦试验设备中，通过驱动滑板以同一个姿态在竖直平面移动，无法准确地模拟实际工况，影响受电弓滑板与接触网摩擦模拟试验的准确性。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供一种可准确模拟受电弓滑板与接触网摩擦的真实情况的载流摩擦磨损试验机及试验系统，采用的技术方案为：
一种载流摩擦磨损试验机，包括机体、摩擦装置、转盘、滑块、驱动装置、加载装置和控制器，所述转盘中部固设有转轴，所述转轴沿前后方向水平设置，且所述转轴转动安装在所述机体上，所述转盘的外周绕设有接触线，所述摩擦装置与所述转轴传动连接，其用以驱动所述转盘转动，所述驱动装置和所述加载装置分别与所述控制器电连接，所述驱动装置安装在所述机体上，并位于所述转盘的一侧，所述滑块通过固定夹安装在所述驱动装置的驱动端，并与靠近所述接触线的位置，所述驱动装置用于驱动所述滑块在竖直面内转动至任意角度，并可驱动所述滑块在竖直平面内移动，所述加载装置安装在所述驱动装置背离所述转盘的一侧，且其加载端靠近所述驱动装置，所述加载装置用以加载所述驱动装置以使所述滑块与所述接触线接触，或卸载所述驱动装置以使所述滑块与所述接触线分离。
优选地，所述驱动装置为六轴并联机器人。
优选地，所述驱动装置包括底座、固定轴、加力件和六个伸缩件，所述底座安装在所述机体上，所述固定轴竖向设置在所述底座上方，六个所述伸缩件分别转动安装在所述固定轴下端，六个所述伸缩件两两一组，且三组所述伸缩件沿所述固定轴的周向间隔均匀的分布，每组的两个所述伸缩件相互靠近，所述伸缩件的伸缩端分别与所述底座转动连接，所述加力件安装在所述固定轴的上端，所述滑块通过固定夹安装在所述加力件靠近所述转盘的一侧，所述加载装置的加载端位于靠近所述加力件背离所述转盘一侧的位置。
优选地，每个所述伸缩件分别包括活动轴、导杆、磁性滑块和两个电磁铁，多根所述导杆分别安装在所述底座上，且多根所述导杆沿所述固定轴周向间隔均匀的分布，且多根导杆均沿所述固定轴的径向分布，两个所述电磁铁分别与所述控制器电连接，两个所述电磁铁分别安装在所述底座上，且分别位于对应所述导杆的两端，所述磁性滑块滑动安装在所述导杆上，所述活动轴分别竖向设置在对应所述磁性滑块的上方，且其下端与对应所述磁性滑块转动连接，其上端与所述固定轴的下端转动连接，两个所述电磁铁中的一个通电以驱动对应所述磁性滑块沿所述导杆滑动并靠近其。
优选地，所述加载装置包括驱动件、加力轴和抵持架，所述加力轴沿左右方向水平并可滑动的安装在所述机体上端，所述抵持架转动安装在所述机体上端，并位于靠近所述加力轴背离所述驱动装置一侧的位置，所述驱动件安装在所述机体上，且其驱动端与所述抵持架相抵，所述驱动件可驱动所述抵持架向靠近所述加力轴的方向转动，或远离所述抵持架，所述抵持架在重力作用下向远离所述加力轴的方向转动。
一种载流摩擦磨损试验系统，包括上述载流摩擦磨损试验机，还包括供流装置、检测装置和高速摄像机，所述供流装置设置在所述机体的一侧，所述供流装置用以为所述滑块提供电流，所述检测装置用以获取试验数据并发送至所述控制器，所述高速摄像机安装在所述机体上，且其摄像头朝向所述转盘和所述滑块之间，所述供流装置、检测装置和高速摄像机分别与所述控制器电连接。
优选地，所述检测装置包括光敏传感器，所述光敏传感器安装在所述机体上，并与所述控制器电连接，所述光敏传感器用以检测所述接触线和所述滑块接触处的电弧的光强并发送至所述控制器。
优选地，所述检测装置还包括分别与所述控制器电连接的第一压力传感器、第一位移传感器、温度传感器和扭矩传感器，所述第一压力传感器安装在所述所述加力轴靠近所述抵持架的一侧，且其检测部与所述抵持架接触，所述第一压力传感器用以检测所述抵持架对所述加力轴施加的压力，所述第一位移传感器安装在所述加力轴上，并用以检测所述加力轴的位移，所述温度传感器安装在所述机体上，且其检测部靠近所述转盘的位置，所述温度传感器用以检测所述转盘温度并发送至所述控制器，所述扭矩传感器同轴安装在所述摩擦装置的驱动端上，并用以检测所述摩擦装置驱动端的扭矩并发送至所述控制器。
优选地，所述检测装置还包括分别与所述控制器电连接的第二压力传感器和第二位移传感器，所述加载装置的加载端上安装有竖向分布的绝缘板，所述第二压力传感器安装在所述加力件背离所述转盘的一侧，且其检测部与所述绝缘板接触，所述第二压力传感器用以检测所述绝缘板对所述加力件施加的压力，所述第二位移传感器安装在所述加力件上，并用以检测所述加力件的位移。
所述滑块倾斜以模拟所述滑板和所述接触网接触的角度，并可驱动所述滑块在竖直面内移动，从而模拟所述滑板和所述接触网相对运动的方向和速度，从而提高受电弓滑板与接触网摩擦模拟试验的真实性，保证载流摩擦磨损试验结果的准确性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为受电弓滑板与接触网的接触示意图；
图2为本发明实施例所述载流摩擦磨损试验机的结构示意图；
图3为本发明实施例所述载流摩擦磨损试验机的主视图；
图4为本发明实施例所述载流摩擦磨损试验系统的结构示意图。
附图标记的具体含义为：
100、接触网；200、受电弓滑板；
1、机体；2、摩擦装置；3、转盘；4、滑块；5、驱动装置；51、底座；52、固定轴；53、加力件；54、伸缩件；541、活动轴；542、导杆；543、磁性滑块；544、电磁铁；6、加载装置；61、驱动件；62、加力轴；63、抵持架；64、绝缘板；7、控制器；8、接触线；9、供流装置；10、检测装置；101、第一压力传感器；102、第一位移传感器；103、第二压力传感器；11、高速摄像机；12、显示器。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参照图2-4，本申请公开的所述载流摩擦磨损试验机包括机体1、摩擦装置2、转盘3、滑块4、驱动装置5、加载装置6和控制器7，所述转盘3的中部固设有转轴，所述转轴沿前后方向水平设置，且所述转轴转动安装在所述机体1上，所述转盘3的外周绕设有接触线8，所述摩擦装置2与所述转轴传动连接，其用以驱动所述转盘3转动，所述驱动装置5和所述加载装置6分别与所述控制器7电连接，所述驱动装置5安装在所述机体1上，并位于所述转盘3的一侧，所述滑块4通过固定夹安装在所述驱动装置5的驱动端，并与靠近所述接触线8的位置，所述驱动装置5用于驱动所述滑块4在竖直面内转动至任意角度，并可驱动所述滑块4在竖直平面内移动，所述加载装置6安装在所述驱动装置5背离所述转盘3的一侧，且其加载端靠近所述驱动装置5，所述加载装置6用以加载所述驱动装置5，以使所述滑块4与所述接触线8接触，或卸载所述驱动装置5，以使所述滑块4与所述接触线8分离。
初始状态下，所述滑块4处于水平状态，所述摩擦装置2为电机，所述电机与所述控制器7电连接，所述驱动装置5可驱动所述滑块4在水平面内或竖直面内转动，以使所述滑块4倾斜以模拟所述受电弓滑板200和所述接触网100接触的角度，并可驱动所述滑块4在竖直面内移动，从而模拟所述受电弓滑板200和所述接触网100相对运动的方向和速度，从而提高受电弓滑板200与接触网摩擦模拟试验的真实性，保证载流摩擦磨损试验结果的准确性。
优选地，所述驱动装置5为六轴并联机器人。
六轴机器人的定位精度高，保证模拟试验的精确度。
优选地，所述驱动装置5包括底座51、固定轴52、加力件53和六个伸缩件54，所述底座51安装在所述机体1上，所述固定轴52竖向设置在所述底座51上方，六个所述伸缩件54分别转动安装在所述固定轴52下端，六个所述伸缩件54两两一组，且三组所述伸缩件54沿所述固定轴52的周向间隔均匀的分布，每组的两个所述伸缩件54相互靠近，所述伸缩件54的伸缩端分别与所述底座51转动连接，所述加力件53安装在所述固定轴的上端，所述滑块4通过固定夹安装在所述加力件53靠近所述转盘3的一侧，所述加载装置6的加载端位于靠近所述加力件53背离所述转盘3一侧的位置。
所述驱动装置5可驱动其上的所述加力件53移动，以使所述滑块4与所述接触线8接触，所述加载装置6的加载端对所述加力件53加载，以增大所述滑块4和所述接触线8之间的压力，或所述加载装置6卸载，所述驱动装置5可驱动其上的所述加力件53带动所述滑块4移动远离所述接触线8，结束加载试验，操作可靠。
优选地，每个所述伸缩件54分别包括活动轴541、导杆542、磁性滑块543和两个电磁铁544，多根所述导杆542分别安装在所述底座51上，且多根所述导杆542沿所述固定轴52周向间隔均匀的分布，且多根导杆542均沿所述固定轴52的径向分布，两个所述电磁铁544分别与所述控制器7电连接，两个所述电磁铁544分别安装在所述底座51上，且分别位于对应所述导杆542的两端，所述磁性滑块543滑动安装在所述导杆542上，所述活动轴541分别竖向设置在对应所述磁性滑块543的上方，且其下端与对应所述磁性滑块543转动连接，其上端与所述固定轴52的下端转动连接，两个所述电磁铁544中的一个通电以驱动对应所述磁性滑块543沿所述导杆542滑动并靠近其。
任意一个所述电磁铁544通电以实现对应所述磁性滑块543移动靠近其，从而带动对应所述活动轴541移动，所述驱动装置5通过同时控制六个所述活动轴541的移动，从而控制所述滑块4的倾斜角度和倾斜方向，并可控制所述滑块4在竖直平面内移动，从而控制所述滑块4与所述接触线8接触的角度；且所述控制器7可调节所述电磁铁544电流的大小，以调整其对对应所述滑块4电磁力的大小，来改变所述滑块4在对应所述导杆542上移动的速度的大小，从而调节所述滑块4在竖直平面内移动的速度，以真实模拟所述受电弓滑板200和所述接触网100之间的相对速度。
本实施例中，所述加载装置6包括驱动件61、加力轴62和抵持架63，所述加力轴62沿左右方向水平并可滑动的安装在所述机体1上端，所述抵持架63转动安装在所述机体1上端，并位于靠近所述加力轴62背离所述驱动装置5一侧的位置，所述驱动件61安装在所述机体1上，且其驱动端与所述抵持架63相抵，所述驱动件61可驱动所述抵持架63向靠近所述加力轴62的方向转动，或远离所述抵持架63，所述抵持架63在重力作用下向远离所述加力轴62的方向转动。
所述驱动件61为电动伸缩杆，且所述电动伸缩杆与所述控制器7电连接，所述机体1内部中空，所述电动伸缩杆竖向安装在所述机体1内，且其伸缩端朝上延伸至伸出所述机体1的上方并与所述抵持架63的下端相抵，所述驱动件61的伸缩端伸长以驱动所述抵持架63向靠近所述加力轴62的方向转动，从而使所述加力轴62加载所述滑块4，或所述驱动件61的伸缩端缩短，所述抵持架63在重力作用下向远离所述加力轴62的方向转动，结束加载试验。
基于上述载流摩擦磨损试验机，提出一种载流摩擦磨损试验系统，还包括供流装置9、检测装置10和高速摄像机11，所述供流装置9设置在所述机体1的一侧，所述供流装置9用以为所述滑块4提供电流，所述检测装置10用以获取试验数据并发送至所述控制器7，所述高速摄像机11安装在所述机体1上，且其摄像头朝向所述转盘3和所述滑块4之间，所述供流装置9、检测装置10和高速摄像机11分别与所述控制器7电连接。
如图所示，所述供流装置9为电流控制箱，所述供流装置9与所述滑块4电连接，并用以为所述滑块4提供电流；所述高速摄像机11用于观测所述滑块4和所述转盘3摩擦处的电弧并发送至所述控制器7。
优选地，所述检测装置10还包括光敏传感器，所述光敏传感器安装在所述机体1上，并与所述控制器7电连接，所述光敏传感器用以检测所述接触线8和所述滑块4接触处的电弧的光强并发送信号至所述控制器7。
所述试验系统还包括显示器12，所述显示器12与所述控制器7电连接，并用以显示载流摩擦磨损试验的试验数据。
所述控制器7获取所述高速摄像机11观测到的电弧信号和所述光敏传感器检测到的光强信号，并发送至所述显示器12，并在所述显示器12上显示光强波形图。
如图所示，所述高速摄像机11通过双轴机器人安装在所述机体1上端，以调节所述高速摄像机11摄像头的位置。
优选地，所述检测装置10还包括分别与所述控制器7电连接的第一压力传感器101、第一位移传感器102、温度传感器和扭矩传感器，所述第一压力传感器101安装在所述所述加力轴62靠近所述抵持架63的一侧，且其检测部与所述抵持架63接触，所述第一压力传感器101用以检测所述抵持架63对所述加力轴62施加的压力，所述第一位移传感器102安装在所述加力轴62上，并用以检测所述加力轴62的位移，所述温度传感器安装在所述机体1上，且其检测部靠近所述转盘3的位置，所述温度传感器用以检测所述转盘3温度并发送至所述控制器，所述扭矩传感器同轴安装在所述摩擦装置2的驱动轴上，并用以检测所述摩擦装置2驱动轴的扭矩并发送至所述控制器。
所述第一压力传感器101用以检测所述加力轴62的加载力并发送信号至所述控制器7，所述第一位移传感器102用以检测所述加力轴62的位置并发送信号至所述控制器7，所述温度传感器检测所述转盘3的温度并发送信号至所述控制器7，以监测所述转盘3的温度变化，所述扭矩传感器检测所述电机的驱动轴上的扭矩并发送信号至所述控制器7，所述控制器7接收信号并发送至所述显示器，以将所述加载数据显示在所述显示器上。
优选地，所述检测装置10还包括分别与所述控制器7电连接的第二压力传感器103和第二位移传感器，所述加载装置6的加载端上安装有竖向分布的绝缘板64，所述第二压力传感器103安装在所述加力件背离所述转盘3的一侧，且其检测部与所述绝缘板64接触，所述第二压力传感器103用以检测所述绝缘板64对所述加力件53施加的压力，所述第二位移传感器安装在所述加力件53上，并用以检测所述加力件53的位移。
所述驱动装置5驱动所述滑块4移动，所述第二压力传感器103记载所述绝缘板64与所述加力件53之间的压力并发送信号至所述控制器7，从而便于所述控制器7控制所述加载装置6对所述滑块4加载力的稳定性，第二位移传感器用以检测所述加力件53的位移并发送至所述控制器7，便于所述控制器7控制所述加力轴62的位移，有利于加载试验的进行。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。