一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置的制造方法
【專利摘要】一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置屬于質(zhì)心測量技術(shù)領(lǐng)域，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的測量大部件質(zhì)心測量結(jié)果不準(zhǔn)確、測量設(shè)備易損耗的問題。本實用新型的導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌和與導(dǎo)軌配合的兩組滑動機(jī)構(gòu)，每組滑動機(jī)構(gòu)包括滑塊、油箱和懸掛液壓缸，滑塊和導(dǎo)軌配合滑動，滑塊上端和油箱固定，滑塊下端和懸掛液壓缸的缸體鉸接；導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌固定在支撐機(jī)構(gòu)上端，導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)中的兩個懸掛液壓缸的活塞桿分別和一組鎖緊機(jī)構(gòu)鉸接，調(diào)節(jié)浮板設(shè)置在支撐機(jī)構(gòu)的底板上，調(diào)節(jié)浮板位于導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的正下方，調(diào)節(jié)浮板帶動調(diào)節(jié)浮板上的高速動車組車體上下運動，實現(xiàn)高速動車組車體和鎖緊機(jī)構(gòu)下端接觸或脫離。
【專利說明】
一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型屬于質(zhì)心測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 質(zhì)心是車輛性能檢測中必測的參數(shù)之一，質(zhì)心位置直接影響車輛的操縱穩(wěn)定性和 行駛安全性。國內(nèi)普通列車的行駛速度大多在160km/h以下，質(zhì)心的稍微偏移對列車影響不 大，但高速動車組的運行速度在300km/h以上，較小的質(zhì)心偏移將產(chǎn)生巨大的離心力，可能 將列車推出軌道，造成嚴(yán)重后果。高速動車組車體是一個布局復(fù)雜、結(jié)構(gòu)龐大的物體，現(xiàn)有 技術(shù)中的測量物體質(zhì)心的手段不利于大部件的測量，測量結(jié)果的準(zhǔn)確性也受到影響，因此 急需一種測量高速動車組車體質(zhì)心測量裝置及方法。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型的目的在于提出一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)存 在的測量大部件質(zhì)心測量結(jié)果不準(zhǔn)確、測量設(shè)備易損耗的問題。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置包括支撐機(jī) 構(gòu)、導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)浮板；
[0005] 所述導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌和與導(dǎo)軌配合的兩組滑動機(jī)構(gòu)，每組滑動機(jī)構(gòu)包括滑塊、 油箱和懸掛液壓缸，所述滑塊和所述導(dǎo)軌配合滑動，所述滑塊上端和所述油箱固定，所述滑 塊下端和所述懸掛液壓缸的缸體奴接；
[0006] 所述導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌固定在所述支撐機(jī)構(gòu)上端，所述導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)中的兩個懸掛液壓 缸的活塞桿分別和一組鎖緊機(jī)構(gòu)鉸接，所述調(diào)節(jié)浮板設(shè)置在所述支撐機(jī)構(gòu)的底板上，所述 調(diào)節(jié)浮板位于所述導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的正下方，所述調(diào)節(jié)浮板帶動調(diào)節(jié)浮板上的高速動車組車體上 下運動，實現(xiàn)高速動車組車體和所述鎖緊機(jī)構(gòu)下端接觸或脫離。
[0007] 所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括橫梁和套在橫梁兩端的鎖緊臂；所述鎖緊臂包括吊臂、X向擋 板、y向擋柱、支撐板、上法蘭、壓力傳感器、下法蘭、縱向轉(zhuǎn)筒和橫向轉(zhuǎn)筒；
[0008] 所述吊臂套在橫梁端部，并可以沿著橫梁作y向移動;所述橫向轉(zhuǎn)筒套在吊臂底端 與之形成鉸接，所述縱向轉(zhuǎn)筒套在橫向轉(zhuǎn)筒伸出部分形成鉸接;所述下法蘭通過螺紋連接 固定在縱向轉(zhuǎn)筒上，所述壓力傳感器分別通過螺栓螺母固定于上法蘭和下法蘭之間，所述 支撐板通過螺紋連接固定在上法蘭上;所述y向擋柱焊接于縱向轉(zhuǎn)筒上端凸臺位置，所述X 向擋板通過螺紋連接固定在縱向轉(zhuǎn)筒外側(cè)；
[0009] 所述橫梁和懸掛液壓缸的活塞桿鉸接，所述支撐板和所述高速動車組車體下端接 觸。
[0010] 所述調(diào)節(jié)浮板包括墊板、角度傳感器和支撐液壓缸，所述墊板下端四個角位置處 分別和四個支撐液壓缸的活塞鉸接，四個支撐液壓缸的缸體和所述支撐機(jī)構(gòu)的底板鉸接， 所述角度傳感器與墊板螺紋連接，角度傳感器內(nèi)部測量軸與支撐液壓缸活塞鉸接觸處通過 鍵連接。
[0011] 兩組滑動機(jī)構(gòu)中的兩個懸掛液壓缸中任意一個的缸體上固定有激光發(fā)射裝置，另 一個活塞桿上標(biāo)注刻度。
[0012] 本實用新型的有益效果為:本實用新型的一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置采用 調(diào)節(jié)浮板調(diào)節(jié)初始水平，采用支撐車體懸空減少系統(tǒng)振動，利用計算機(jī)對角度傳感器進(jìn)行 監(jiān)控處理，提高了測量系統(tǒng)的精度，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0013] 本實用新型鎖緊機(jī)構(gòu)在橫向及縱向可以滑動調(diào)節(jié)，裝卡位置可根據(jù)不同車型進(jìn)行 調(diào)整;本產(chǎn)品通過采用計算機(jī)監(jiān)控壓力傳感器所受的力值對監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出質(zhì)心 坐標(biāo)，快速、可靠，避免了人為計算錯誤的可能。
[0014] 本實用新型所測車體質(zhì)心坐標(biāo)是在車體自身內(nèi)部建立的，與測量平臺及其他無 關(guān)，避免了坐標(biāo)換算時外在因素的干擾，提高了測量精度。
[0015] 本實用新型采用調(diào)節(jié)浮板作為支撐和調(diào)節(jié)裝置，可以有效的減少鎖緊機(jī)構(gòu)的加載 時間，提高鎖緊機(jī)構(gòu)及壓力傳感器的使用壽命，間接的節(jié)省了成本。
[0016] 本實用新型通過一側(cè)懸掛液壓缸缸體上的激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光，投射至另一 側(cè)懸掛液壓缸活塞上的刻度表，通過刻度表上投射刻度的變化即可計算出相應(yīng)調(diào)節(jié)的角 度，進(jìn)而檢測調(diào)節(jié)浮板所調(diào)整的角度是否與角度傳感器所顯示的角度相一致，準(zhǔn)確可靠。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本實用新型的一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2為本實用新型的一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)整體示意圖；
[0019] 圖3為本實用新型的一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)局部示意圖；
[0020] 圖4為本實用新型的一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置鎖緊機(jī)構(gòu)整體示意圖；
[0021] 圖5為本實用新型的一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置鎖緊機(jī)構(gòu)局部示意圖；
[0022] 圖6為本實用新型的一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置調(diào)整浮板整體示意圖；
[0023] 圖7為本實用新型的一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置調(diào)整浮板局部示意圖；
[0024] 圖8本實用新型的一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置測量示意圖；
[0025] 其中：1、支撐機(jī)構(gòu)，2、導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，201、導(dǎo)軌，202、油箱，203、滑塊，204、懸掛液壓缸， 205、激光發(fā)射裝置，3、鎖緊機(jī)構(gòu)，301、橫梁，302、吊臂，303、X向擋板，304、y向擋柱，305、支 撐板，306、上法蘭，307、壓力傳感器，308、下法蘭，309、縱向轉(zhuǎn)筒，310、橫向轉(zhuǎn)筒，4、調(diào)節(jié)浮 板，401、墊板，402、角度傳感器，403、支撐液壓缸，5、高速動車組車體。
【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作進(jìn)一步說明。
[0027] 參見附圖1，本實用新型的一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置包括支撐機(jī)構(gòu)1、導(dǎo) 軌機(jī)構(gòu)2、鎖緊機(jī)構(gòu)3和調(diào)節(jié)浮板4;
[0028] 參見附圖2和附圖3,所述導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)2包括導(dǎo)軌201和與導(dǎo)軌201配合的兩組滑動機(jī) 構(gòu)，每組滑動機(jī)構(gòu)包括滑塊203、油箱202和懸掛液壓缸204,所述滑塊203和所述導(dǎo)軌201配 合滑動，所述滑塊203上端和所述油箱202固定，所述滑塊203下端和所述懸掛液壓缸204的 缸體鉸接；
[0029] 所述導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)2的導(dǎo)軌201固定在所述支撐機(jī)構(gòu)1上端，所述導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)2中的兩個懸 掛液壓缸204的活塞桿分別和一組鎖緊機(jī)構(gòu)3鉸接，所述調(diào)節(jié)浮板4設(shè)置在所述支撐機(jī)構(gòu)1的 底板上，所述調(diào)節(jié)浮板4位于所述導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)2的正下方，所述調(diào)節(jié)浮板4帶動調(diào)節(jié)浮板4上的 高速動車組車體5上下運動，實現(xiàn)高速動車組車體5和所述鎖緊機(jī)構(gòu)3下端接觸或脫離。
[0030] 參見附圖4和附圖5,所述鎖緊機(jī)構(gòu)3包括橫梁301和套在橫梁301兩端的鎖緊臂;所 述鎖緊臂包括吊臂302、x向擋板303、y向擋柱304、支撐板305、上法蘭306、壓力傳感器307、 下法蘭308、縱向轉(zhuǎn)筒309和橫向轉(zhuǎn)筒310;
[0031]所述吊臂302套在橫梁301端部，并可以沿著橫梁301作y向移動;所述橫向轉(zhuǎn)筒310 套在吊臂302底端與之形成鉸接，所述縱向轉(zhuǎn)筒309套在橫向轉(zhuǎn)筒310伸出部分形成鉸接;所 述下法蘭308通過螺紋連接固定在縱向轉(zhuǎn)筒309上，所述壓力傳感器307分別通過螺栓螺母 固定于上法蘭306和下法蘭308之間，所述支撐板305通過螺紋連接固定在上法蘭306上;所 述y向擋柱304焊接于縱向轉(zhuǎn)筒309上端凸臺位置，所述X向擋板303通過螺紋連接固定在縱 向轉(zhuǎn)筒309外側(cè)；
[0032]所述橫梁301和懸掛液壓缸204的活塞桿鉸接，所述支撐板305和所述高速動車組 車體5下端接觸。
[0033] 參見附圖6和附圖7,所述調(diào)節(jié)浮板4包括墊板401、角度傳感器402和支撐液壓缸 403,所述墊板401下端四個角位置處分別和四個支撐液壓缸403的活塞鉸接，四個支撐液壓 缸403的缸體和所述支撐機(jī)構(gòu)1的底板鉸接，所述角度傳感器402與墊板401螺紋連接，角度 傳感器402內(nèi)部測量軸與支撐液壓缸403活塞鉸接觸處通過鍵連接。
[0034]兩組滑動機(jī)構(gòu)中的兩個懸掛液壓缸204中任意一個的缸體上固定有激光發(fā)射裝置 205,另一個活塞桿上標(biāo)注刻度。
[0035] -種高速動車組車體5質(zhì)心測量方法包括以下步驟：
[0036]步驟一:根據(jù)四個角度傳感器402讀數(shù)調(diào)整四個支撐液壓缸403,使墊板401位于水 平位置；
[0037]步驟二:調(diào)整懸掛液壓缸204,使鎖緊機(jī)構(gòu)3中的支撐板305低于墊板401的高度； [0038] 步驟三:將高速動車組車體5運送至墊板401上，X向擋板303和y向擋柱304卡在所 述高速動車組車體5底部，所述懸掛液壓缸204為不充油狀態(tài)；
[0039]步驟四：調(diào)整墊板401下方的四個支撐液壓缸403,使高速動車組車體（5)隨墊板 401向下移動，高速動車組車體(5)底部和鎖緊機(jī)構(gòu)3的支撐板305接觸；
[0040] 步驟五:對懸掛液壓缸204進(jìn)行充油，鎖緊機(jī)構(gòu)3卡住高速動車組車體5，調(diào)節(jié)四個 支撐液壓缸403，使墊板401降落脫離高速動車組車體5;
[0041] 步驟六:讀取鎖緊機(jī)構(gòu)3上四個鎖緊臂上的壓力傳感器307的讀數(shù)，獲得四個點的 受力 Fl、F2、F3、F4;
[0042] 步驟七:根據(jù)力矩平衡原理，通過公式(一）、公式(二)和公式(三)計算得到高速動 車組車體5質(zhì)心在X方向和Y方向坐標(biāo)：
[0043] G=Fi+F2+F3+F4 (一）
[0044] (二）
[0045]
(三>
[0046] 式中:G-高速動車組車體5的重力；
[0047] ?1、內(nèi)、內(nèi)^4一分別為四個支撐點壓力傳感器307測得的力值；
[0048] X-X方向上的質(zhì)心坐標(biāo)；
[0049] lx-X方向上車體一側(cè)兩個支撐點的間距；
[0050] ly+Y方向上車體一側(cè)兩個支撐點的間距；
[00511 y-Y方向上的質(zhì)心坐標(biāo)；
[0052] 計算得到高速動車組車體5質(zhì)心在X方向和Y方向坐標(biāo)X和y為：
[0053]
[0054]
[0055]步驟八:調(diào)節(jié)墊板401底部支撐液壓缸403緩慢上升，使墊板401重新支撐起高速動 車組車體5;
[0056] 步驟九:懸掛液壓缸204放油，處于自由懸浮狀態(tài)；
[0057] 步驟十：調(diào)整墊板401底部長度方向上一側(cè)的兩個支撐液壓缸403上升，使墊板401 傾斜角度β;
[0058] 步驟^^一 :重新對懸掛液壓缸204充油，使鎖緊機(jī)構(gòu)3卡住高速動車組車體5，調(diào)節(jié) 四個支撐液壓缸403，使墊板401降落脫離高速動車組車體5;
[0059]步驟十二:讀取鎖緊機(jī)構(gòu)3傾斜一側(cè)兩支撐點壓力傳感器307測得的力值Fn、F44; [0060]步驟十三:根據(jù)力矩平衡原理，通過公式（四）計算得到高速動車組車體5質(zhì)心在Z 方向坐標(biāo)：
[0061 ]
(四）
[0062]式中:Fn、F44-傾斜一側(cè)兩支撐點壓力傳感器307測得的力值；
[0063] β-高速動車組車體5傾斜的角度；
[0064] ζ-Ζ方向上質(zhì)心的坐標(biāo)；
[0065] 可得：
[0066]
[0067]步驟十四：完成測量。
[0068] 所述墊板401傾斜角度邱勺取值范圍為:0° <β<45°。
[0069] 參見附圖8,本實用新型的一種高速動車組車體5質(zhì)心測量裝置及測量方法具體工 作過程為：
[0070] 工作時，首先調(diào)整支撐液壓缸403,通過角度傳感器402確保墊板401經(jīng)過調(diào)整處于 水平位置，其次通過調(diào)整鎖緊機(jī)構(gòu)3的位置使其底端低于墊板401高度。將高速動車組車體5 運送至墊板401上，注意此階段應(yīng)保證鎖緊機(jī)構(gòu)3上的X向擋板303和y向擋柱304卡在車體底 部的凸起部分上，此時懸掛液壓缸204處于為不充油狀態(tài)，可以隨墊板401的上下浮動而調(diào) 整。高速動車組車體5位置固定后，對懸掛液壓缸204進(jìn)行充油，此時懸掛液壓缸204由于液 力作用底部便會卡在高速動車組車體5底部上，同時調(diào)節(jié)墊板401底部的支撐液壓缸403,使 墊板401緩慢降落，待其完全脫離高速動車組車體5,通過鎖緊機(jī)構(gòu)3上的壓力傳感器307讀 出其上四點受力大小，進(jìn)而計算出高速動車組車體5的水平質(zhì)心位置。
[0071]調(diào)節(jié)墊板401底部的支撐液壓缸403,使之緩慢上升，重新支撐起高速動車組車體 5,懸掛液壓缸204放油，重新回到可以自由浮動的狀態(tài)。此時對墊板401-側(cè)的兩個支撐液 壓缸403進(jìn)行調(diào)整，使之上升一定角度，穩(wěn)定后重新對懸掛液壓缸204進(jìn)行充油，使懸掛液壓 缸204卡在高速動車組車體5底部上，同時緩慢降低支撐液壓缸403,使其完全脫離高速動車 組車體5,通過鎖緊機(jī)構(gòu)3上的壓力傳感器307讀出受力大小，進(jìn)而計算出高速動車組車體5 的z向質(zhì)心位置。
【主權(quán)項】
1. 一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置，其特征在于，包括支撐機(jī)構(gòu)（1)、導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)（2)、 鎖緊機(jī)構(gòu)(3)和調(diào)節(jié)浮板(4); 所述導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)（2)包括導(dǎo)軌（201)和與導(dǎo)軌（201)配合的兩組滑動機(jī)構(gòu)，每組滑動機(jī)構(gòu) 包括滑塊（203)、油箱（202)和懸掛液壓缸（204)，所述滑塊（203)和所述導(dǎo)軌（201)配合滑 動，所述滑塊（203)上端和所述油箱（202)固定，所述滑塊（203)下端和所述懸掛液壓缸 (204)的缸體鉸接，兩組滑動機(jī)構(gòu)中的兩個懸掛式液壓缸中任意一個的缸體上固定有激光 發(fā)射裝置(205)，另一個活塞桿上標(biāo)注刻度； 所述導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)(2)的導(dǎo)軌(201)固定在所述支撐機(jī)構(gòu)（1)上端，所述導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)(2)中的兩 個懸掛液壓缸(204)的活塞桿分別和一組鎖緊機(jī)構(gòu)(3)鉸接，所述調(diào)節(jié)浮板(4)設(shè)置在所述 支撐機(jī)構(gòu)（1)的底板上，所述調(diào)節(jié)浮板(4)位于所述導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)（2)的正下方，所述調(diào)節(jié)浮板 (4)帶動調(diào)節(jié)浮板(4)上的高速動車組車體(5)上下運動，實現(xiàn)高速動車組車體(5)和所述鎖 緊機(jī)構(gòu)(3)下端接觸或脫離。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置，其特征在于，所述鎖緊機(jī) 構(gòu)(3)包括橫梁(301)和套在橫梁(301)兩端的鎖緊臂;所述鎖緊臂包括吊臂（302)、x向擋板 (303)、y向擋柱(304)、支撐板(305)、上法蘭(306)、壓力傳感器(307)、下法蘭(308)、縱向轉(zhuǎn) 筒(309)和橫向轉(zhuǎn)筒(310); 所述吊臂（302)套在橫梁（301)端部，并可以沿著橫梁（301)作y向移動；所述橫向轉(zhuǎn)筒 (310)套在吊臂(302)底端與之形成鉸接，所述縱向轉(zhuǎn)筒(309)套在橫向轉(zhuǎn)筒(310)伸出部分 形成鉸接;所述下法蘭(308)通過螺紋連接固定在縱向轉(zhuǎn)筒(309)上，所述壓力傳感器(307) 分別通過螺栓螺母固定于上法蘭(306)和下法蘭（308)之間，所述支撐板(305)通過螺紋連 接固定在上法蘭(306)上;所述y向擋柱(304)焊接于縱向轉(zhuǎn)筒(309)上端凸臺位置，所述X向 擋板(303)通過螺紋連接固定在縱向轉(zhuǎn)筒(309)外側(cè)； 所述橫梁（301)和懸掛液壓缸（204)的活塞桿鉸接，所述支撐板(305)和所述高速動車 組車體(5)下端接觸。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置，其特征在于，所述調(diào) 節(jié)浮板(4)包括墊板(401)、角度傳感器(402)和支撐液壓缸(403)，所述墊板(401)下端四個 角位置處分別和四個支撐液壓缸(403)的活塞鉸接，四個支撐液壓缸(403)的缸體和所述支 撐機(jī)構(gòu)（1)的底板鉸接，所述角度傳感器(402)與墊板(401)螺紋連接，角度傳感器(402)內(nèi) 部測量軸與支撐液壓缸(403)活塞鉸接觸處通過鍵連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高速動車組車體質(zhì)心測量裝置，其特征在于，兩組滑 動機(jī)構(gòu)中的兩個懸掛液壓缸(204)中任意一個的缸體上固定有激光發(fā)射裝置(205)，另一個 活塞桿上標(biāo)注刻度。
【文檔編號】G01M1/12GK205607598SQ201620357789
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】李傳龍, 劉思勍, 韓宜偉, 尚濤, 陳延禮
【申請人】吉林大學(xué)