CN210269203U - 一种磁浮列车线路轨道模拟装置及试验台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种磁浮列车线路轨道模拟装置及试验台，其中，该装置包括：轨道部件、横向施动部件和纵向施动部件；所述轨道部件用于模拟预设长度的线路轨道；所述横向施动部件设置在所述轨道部件的侧面，用于向所述轨道部件输入横向振动；所述纵向施动部件设置在所述轨道部件的下方，用于向所述轨道部件输入纵向振动。通过本实用新型实施例提供的磁浮列车线路轨道模拟装置及试验台，可以真实模拟线路工况，真实准确地进行车轨耦合振动试验；同时，还可以耦合输出轨道梁的实际振动特性，方便后续基于该振动特性对悬浮控制系统进行参数优化调整。
Description
技术领域
本实用新型涉及轨道试验台技术领域，具体而言，涉及一种磁浮列车线路轨道模拟装置及试验台。
背景技术
磁浮交通系统的车辆运行涉及机械工程、控制工程、土木工程等多学科交叉，是一个典型的工程科学问题，全面可靠的试验验证是安全运行的技术保证。
磁浮车辆系统的悬浮架、电磁铁、悬浮控制系统共同组成磁浮车辆的走行系统。走行机构是磁浮交通系统车辆子系统的重要部件之一，具有承载、机械解耦、减振等功能。磁浮车辆通过走行系统、悬浮导向系统与线路轨道相互作用，实现车辆稳定悬浮和安全运行。
目前针对磁浮车辆级试验验证并没有专门的试验环境，国内外缺乏一套能够满足常导磁浮系统整车级车辆、轨道相互作用的实验平台，面向工程化的磁浮车辆系统需要一套可实现多运行工况模拟实验室模拟环境。
现有磁浮列车车辆试验要么采用车辆模型开展车辆系统动力学仿真研究，要么就是采用整车的实际调试研究。前者的研究过于简单，没有针对性，不能反映复杂的实际的车辆-悬浮控制-弹性桥梁结构耦合振动环境，后者属于既成事实下的试验，不能达到最佳的试验效果。目前的这两种试验方法均不理想也不尽合理。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种磁浮列车线路轨道模拟试验台。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种磁浮列车线路轨道模拟装置，包括：轨道部件、横向施动部件和纵向施动部件；
所述轨道部件用于模拟预设长度的线路轨道；
所述横向施动部件设置在所述轨道部件的侧面，用于向所述轨道部件输入横向振动；
所述纵向施动部件设置在所述轨道部件的下方，用于向所述轨道部件输入纵向振动。
第二方面，本实用新型实施例还提供了一种磁浮列车线路轨道模拟试验台，包括：多个如上所述的磁浮列车线路轨道模拟装置，且多个所述磁浮列车线路轨道模拟装置沿列车行驶方向串行设置。
本实用新型实施例上述第一方面提供的方案中，通过横向施动部件和纵向施动部件来更加真实的模拟轨道梁的振动情况，从而可以真实模拟线路工况，真实准确地进行车轨耦合振动试验；同时，还可以耦合输出轨道梁的实际振动特性，方便后续基于该振动特性对悬浮控制系统进行参数优化调整。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本实用新型实施例所提供的一种磁浮列车线路轨道模拟装置的第一主视图；
图2示出了本实用新型实施例所提供的一种磁浮列车线路轨道模拟装置的第二主视图；
图3示出了本实用新型实施例所提供的一种磁浮列车线路轨道模拟装置的第三主视图；
图4示出了本实用新型实施例所提供的一种磁浮列车线路轨道模拟装置的立体图；
图5示出了本实用新型实施例所提供的一种磁浮列车线路轨道模拟试验台的立体图；
图6示出了本实用新型实施例所提供的一种磁浮列车线路轨道模拟试验台中，连接件的结构示意图。
图标：10-轨道部件、20-横向施动部件、30-纵向施动部件、101-振动平台、102-悬浮平台、1021-悬浮面、1022-导向面、1023-滑行面、50-磁浮列车线路轨道模拟装置、60-连接组件、601-铰接件、602-弹性件。
具体实施方式
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型实施例提供了一种磁浮列车线路轨道模拟装置，参见图1、图2所示，包括：轨道部件10、横向施动部件20和纵向施动部件30。
其中，轨道部件10用于模拟预设长度的线路轨道；横向施动部件20设置在轨道部件10的侧面，用于向轨道部件10输入横向振动；纵向施动部件30设置在轨道部件10的下方，用于向轨道部件10输入纵向振动。
本实用新型实施例中，轨道部件10用于模拟列车线路的轨道，从而可以承载列车从上面通过。其中，轨道部件10可以直接设置为轨道梁形状，如图1所示；或者，轨道部件10可以设置为能够放置轨道梁的形状，通过在轨道部件10上放置轨道梁从而允许列车从上面通过，具体如图2所示。横向施动部件20通过向轨道部件10的侧面施加振动，从而向轨道部件输入横向振动和横向位移；同样的，纵向施动部件30通过向轨道部件10的底面施加振动，从而向轨道部件输入纵向振动和纵向位移。其中，横向施动部件20具体可以为作动器；纵向施动部件30也可以为作动器。
本实用新型实施例提供的磁浮列车线路轨道模拟装置的工作原理具体如下：在列车车轨耦合振动试验中，磁浮列车悬浮在刚性的轨道部件10上方，通过横向施动部件20和纵向施动部件30对轨道部件10施加横向振动和纵向振动，从而可以动态模拟轨道梁的振动情况，可以模拟线路工况。
本实用新型实施例提供的一种磁浮列车线路轨道模拟装置，通过横向施动部件和纵向施动部件来更加真实的模拟轨道梁的振动情况，从而可以真实模拟线路工况，真实准确地进行车轨耦合振动试验；同时，还可以耦合输出轨道梁的实际振动特性，方便后续基于该振动特性对悬浮控制系统进行参数优化调整。
在上述实施例的基础上，参见图3和图4所示，轨道部件10包括振动平台101和悬浮平台102，其中，悬浮平台102设置在振动平台101的上方。
本实施例中，如图3所示，横向施动部件20设置在振动平台101的侧面，用于向振动平台101输入横向振动；纵向施动部件30设置在振动平台101的下方，用于向振动平台101输入纵向振动。
本实用新型实施例中，轨道部件10包括振动平台101和悬浮平台102，且振动平台101与悬浮平台102之间是可拆卸的，两种施动部件只是作用于振动平台101，由振动平台带动悬浮平台102振动。当需要试验不同类型轨道的列车时，悬浮平台102可以根据列车与线路轨道的接口自行选择，即针对不同的轨道接口可以选择相匹配的悬浮平台102，从而使得该磁浮列车线路轨道模拟装置可以适用于多种类型的轨道列车振动试验。
可选的，参见图3所示，悬浮平台102包括悬浮面1021、导向面1022和滑行面1023；其中，悬浮面1021设置在悬浮平台102的底面，导向面1022设置在悬浮平台102的侧面，滑行面1023设置在悬浮平台102的上面。本实施例中的悬浮平台102为刚性轨道，可以真实模拟线路轨道，实现对列车的悬浮、导向、滑行等运行状况的模拟。
在上述实施例的基础上，横向施动部件20设置在振动平台101中与列车行驶方向平行的侧面。其中，列车行驶方向指的是列车沿轨道部件10移动时的移动方向，该列车行驶方向可以如图4中的箭头方向所示。由于在真实场景中，轨道梁是沿列车行驶方向分布的，在列车行驶方向上轨道梁的振动较小，本实施例通过把横向施动部件20设置在与列车行驶方向平行的侧面，可以为振动平台101施加垂直于列车行驶方向的横向振动，从而可以更加真实高效地模拟轨道梁横向振动的工况。
可选的，本实施例中，横向施动部件20的数量最少为2个；纵向施动部件30的数量最少为3个。参见图4所示，图4中以两个横向施动部件、4个纵向施动部件为例示出。通过多数量的施动部件，可以实现多自由度的振动，提高振动试验的模拟精度。
本实用新型实施例提供的一种磁浮列车线路轨道模拟装置，通过横向施动部件和纵向施动部件来更加真实的模拟轨道梁的振动情况，从而可以真实模拟线路工况，真实准确地进行车轨耦合振动试验；同时，还可以耦合输出轨道梁的实际振动特性，方便后续基于该振动特性对悬浮控制系统进行参数优化调整。通过设置可拆卸的悬浮平台，从而可以针对不同的轨道接口可以选择相匹配的悬浮平台，从而使得该磁浮列车线路轨道模拟装置可以适用于多种类型的轨道列车振动试验。为振动平台施加垂直于列车行驶方向的横向振动，从而可以更加真实高效地模拟轨道梁横向振动的工况。
基于同样的发明构思，本实用新型实施例还提供一种磁浮列车线路轨道模拟试验台，参见图5所示，该试验台包括：多个如上实施例中所述的磁浮列车线路轨道模拟装置50，且多个磁浮列车线路轨道模拟装置50沿列车行驶方向串行设置。
如图5所示，图5中以试验台包括8个磁浮列车线路轨道模拟装置50为例说明，且图5中的箭头方向表示列车行驶方向。本实施例中，每个磁浮列车线路轨道模拟装置50表示轨道梁的一部分，通过多个串行设置的磁浮列车线路轨道模拟装置50可以离散模拟同一个轨道梁。多个磁浮列车线路轨道模拟装置50协同作业，从而实现轨道梁的完整模拟。同时，根据实际情况也可调整相邻两个磁浮列车线路轨道模拟装置50之间的间距，从而可以满足不同常导磁浮类型、不同轨距车辆试验；通过微调磁浮列车线路轨道模拟装置50串行的方向，还可以形成曲线形状的轨道梁，从而实现曲线线路工况的模拟。
在上述实施例的基础上，参见图6所示，该磁浮列车线路轨道模拟试验台还包括连接组件60；连接组件60设置在相邻的两个磁浮列车线路轨道模拟装置50之间。通过连接组件60实现相邻的两个磁浮列车线路轨道模拟装置50的连接，增强平台之间的整体性。
可选的，参见图6所示，连接组件60包括铰接件601和弹性件602。其中，铰接件601设置在相邻的两个磁浮列车线路轨道模拟装置50连接处的中间位置；该铰接件601具体可以为球铰结构，用于实现两个相邻磁浮列车线路轨道模拟装置50的机械连接，增强装置之间的整体性；同时，在某个磁浮列车线路轨道模拟装置机械故障或试验台失油压时起到辅助支撑的作用。
弹性件602设置在相邻的两个磁浮列车线路轨道模拟装置50连接处、且位于铰接件601的两侧。如图6所示，该弹性件602具体可以为两个，分别位于铰接件601的两侧。该弹性件具体可以为橡胶件，可以防止两个磁浮列车线路轨道模拟装置50发生机械碰撞，提高试验台的安全性。
在上述实施例的基础上，该实验台还包括：总控制器；总控制器用于控制所有磁浮列车线路轨道模拟装置的横向施动部件20和纵向施动部件30。
本实施例中，总控制器控制所有的横向施动部件20和纵向施动部件30，通过总控制器可以实现控制每个磁浮列车线路轨道模拟装置的不同运动姿态，也可控制所有磁浮列车线路轨道模拟装置协同振动，实现实际桥梁刚度模拟，实现各种曲线线路工况的模拟，满足整车级的实验需求。
本实用新型实施例提供的磁浮列车线路轨道模拟试验台，采用多装置支撑车辆，满足整车级试验需求；可以模拟多种车辆运行线路工况，再现车辆运行时轨道梁的振动环境。可以具有车轨耦合模型，能多平台协同振动，模拟实际桥梁刚度模拟；各装置间能够调整纵向间距及横向轨距，满足不同常导磁浮类型，不同轨距车辆试验。能够对试验状态观测量与模型仿真量迭代对比，多次试验保证两者最终一致或相近，再现仿真模拟工况。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种磁浮列车线路轨道模拟装置，其特征在于，包括：轨道部件、横向施动部件和纵向施动部件；
所述轨道部件用于模拟预设长度的线路轨道；
所述横向施动部件设置在所述轨道部件的侧面，用于向所述轨道部件输入横向振动；
所述纵向施动部件设置在所述轨道部件的下方，用于向所述轨道部件输入纵向振动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轨道部件包括振动平台和悬浮平台，所述悬浮平台设置在所述振动平台的上方；
所述横向施动部件设置在所述振动平台的侧面，用于向所述振动平台输入横向振动；
所述纵向施动部件设置在所述振动平台的下方，用于向所述振动平台输入纵向振动。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述悬浮平台包括悬浮面、导向面和滑行面；
所述悬浮面设置在所述悬浮平台的底面，所述导向面设置在所述悬浮平台的侧面，所述滑行面设置在所述悬浮平台的上面。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述横向施动部件设置在所述振动平台中与列车行驶方向平行的侧面。
5.根据权利要求1-4任一所述的装置，其特征在于，所述横向施动部件为作动器；所述纵向施动部件为作动器。
6.根据权利要求1-4任一所述的装置，其特征在于，所述横向施动部件的数量最少为2个；所述纵向施动部件的数量最少为3个。
7.一种磁浮列车线路轨道模拟试验台，其特征在于，包括：多个如权利要求1-6任一所述的磁浮列车线路轨道模拟装置，且多个所述磁浮列车线路轨道模拟装置沿列车行驶方向串行设置。
8.根据权利要求7所述的试验台，其特征在于，还包括连接组件；
所述连接组件设置在相邻的两个所述磁浮列车线路轨道模拟装置之间。
9.根据权利要求8所述的试验台，其特征在于，所述连接组件包括铰接件和弹性件；
所述铰接件设置在相邻的两个所述磁浮列车线路轨道模拟装置连接处的中间位置；
所述弹性件设置在相邻的两个所述磁浮列车线路轨道模拟装置连接处、且位于所述铰接件的两侧。
10.根据权利要求7-9任一所述的试验台，其特征在于，还包括：总控制器；
所述总控制器用于控制所有所述磁浮列车线路轨道模拟装置的横向施动部件和纵向施动部件。
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2019
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