接觸壓力及摩擦力動態(tài)檢測裝置制造方法
【專利摘要】接觸壓力及摩擦力動態(tài)檢測裝置是一種用于動態(tài)檢測機車高速運行時受電弓滑板與接觸線的接觸壓力與摩擦力的機械裝置，該裝置固定在受電弓滑板與弓體之間，在滑板左右兩端有兩個結(jié)構(gòu)相同的支撐機構(gòu)，支撐機構(gòu)采用等腰三角結(jié)構(gòu)，安裝壓力傳感器的兩個邊的延長線交點應(yīng)是受電弓與滑板的接觸點，底邊安裝加速度傳感器，傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。三個傳感器組成的平面與機車運行方向相同，三角結(jié)構(gòu)將弓網(wǎng)之間作用力分解為兩個方向，通過數(shù)據(jù)處理可以得到垂直方向的弓網(wǎng)接觸壓力以及水平方向的摩擦力，加速度傳感器提供的加速度可以有效的修正接觸壓力的值，作為一個整體適合在高速列車行駛中使用，結(jié)構(gòu)簡單，測量準確，產(chǎn)品完整性好。
【專利說明】接觸壓力及摩擦力動態(tài)檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]接觸壓力及摩擦力動態(tài)檢測裝置是一種用于動態(tài)檢測機車工作時受電弓與接觸線間的接觸壓力與摩擦力的機械裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高速鐵路的發(fā)展，弓網(wǎng)關(guān)系越來越受到關(guān)注。受電弓與接觸網(wǎng)之間的接觸壓力直接影響著弓網(wǎng)受流及受電弓滑板和接觸線的磨耗，接觸壓力過大時，會增加弓網(wǎng)間的異常磨損，縮短其使用壽命；過小則會接觸不良導致供電時斷時續(xù)，引起火花或電弧，嚴重時會燒損接觸線，要作為一項十分關(guān)鍵的指標進行控制與測量。為研究弓網(wǎng)關(guān)系，世界上德國、日本、意大利等國家相繼建立了磨耗實驗臺，用于研究接觸線-弓滑板磨耗。調(diào)查結(jié)果表明，以上國家的弓網(wǎng)關(guān)系實驗臺主要用于研究弓網(wǎng)磨耗性能，均無法模擬彈性接觸網(wǎng)。要通過實驗模擬來研究弓網(wǎng)間的受流現(xiàn)象，必須控制受電弓與接觸網(wǎng)之間的接觸壓力，達到模擬現(xiàn)場的目的?，F(xiàn)有的接觸壓力的檢驗方法，主要適用于低速列車。一般在受電弓滑板兩端安裝壓力傳感器，測得抬升力即認為是接觸壓力。從檢測的角度而言，這些裝置不能作為高速鐵路的檢測方法。弓網(wǎng)接觸壓力及摩擦力動態(tài)監(jiān)測裝置能夠動態(tài)檢測到弓網(wǎng)間接觸壓力及摩擦力，通過加速度補償高速列車行駛中受電弓振動所致的誤差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有接觸壓力測量裝置無法在高速機車行駛過程中準確的測量動態(tài)值，提出了一種不僅能準確測量弓網(wǎng)間動態(tài)接觸壓力，而且能準確測量受電弓滑板與接觸線這對摩擦副之間摩擦力的機械結(jié)構(gòu)。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，采取了如下技術(shù)方案。接觸壓力及摩擦力動態(tài)檢測裝置，其特征在于:包括傳感器組件和支撐機構(gòu)；傳感器組件包括第一壓力傳感器1、第二壓力傳感器
2和加速度傳感器3 ;支撐結(jié)構(gòu)是底角50-70度的等腰三角形結(jié)構(gòu)；第一壓力傳感器1、第二壓力傳感器2對稱安裝在等腰三角形兩個邊上，所述兩個邊的延長線交點應(yīng)是受電弓與滑板的接觸點；支撐機構(gòu)通過滑板固定孔4與滑板相連，通孔方向與機車運動時滑板運動方向相同；加速度傳感器3通過加速度傳感器固定孔10安裝在支撐結(jié)構(gòu)的底邊上；支撐機構(gòu)通過受電弓固定孔7與受電弓相連，受電弓固定孔7的尺寸與受電弓連接孔尺寸相同。
[0005]進一步，左傳感器固定槽5和右傳感器固定槽6分別在支撐機構(gòu)的兩個邊上，是凹槽結(jié)構(gòu)；第一壓力傳感器I固定在左傳感器固定槽5中，第二壓力傳感器2固定在右傳感器固定槽6中。
[0006]所述的傳感器組件第一壓力傳感器1、第二壓力傳感器2和加速度傳感器3輸出信號發(fā)送到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明設(shè)計的三角結(jié)構(gòu)將弓網(wǎng)之間作用力分解為兩個方向，通過數(shù)據(jù)處理可以得到垂直方向的弓網(wǎng)接觸壓力以及水平方向的摩擦力，定義一條滑板的4個壓力傳感器所測量力分別為FpFyFyF4,滑板左右兩端X向、Z向作用力分別為FlX、FlZ，F(xiàn)kx、Fkz，X向即受電弓運行水平方向，Z向即與受電弓運行垂直方向，以滑板左端為例，2個壓力傳感器測得量
通過交擾補償矩陣
【權(quán)利要求】
1.接觸壓力及摩擦力動態(tài)檢測裝置，其特征在于:包括傳感器組件和支撐機構(gòu)；傳感器組件包括第一壓力傳感器(I)、第二壓力傳感器(2)和加速度傳感器(3);支撐結(jié)構(gòu)是底角50-70度的等腰三角形結(jié)構(gòu)；第一壓力傳感器(I)、第二壓力傳感器(2)對稱安裝在等腰三角形兩個邊上，所述兩個邊的延長線交點應(yīng)是受電弓與滑板的接觸點；支撐機構(gòu)通過滑板固定孔(4)與滑板相連，通孔方向與機車運動時滑板運動方向相同；加速度傳感器(3)通過加速度傳感器固定孔(10)安裝在支撐結(jié)構(gòu)的底邊上；支撐機構(gòu)通過受電弓固定孔(7)與受電弓相連，受電弓固定孔(7)的尺寸與受電弓連接孔尺寸相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸壓力及摩擦力動態(tài)檢測裝置，其特征在于:左傳感器固定槽(5)和右傳感器固定槽(6)分別在支撐機構(gòu)的兩個邊上,是凹槽結(jié)構(gòu)；第一壓力傳感器(O固定在左傳感器固定槽(5)中，第二壓力傳感器(2)固定在右傳感器固定槽(6)中。
3.應(yīng)用權(quán)利要求1或2所述的接觸壓力及摩擦力動態(tài)檢測裝置的方法，其特征在于:所述裝置將弓網(wǎng)之間作用力分解為兩個方向，通過數(shù)據(jù)處理可以得到垂直方向的弓網(wǎng)接觸壓力以及水平方向的摩擦力，定義一條滑板的4個壓力傳感器所測量力分別為Fp F2, F3、F4，滑板左右兩端X向、Z向作用力分別為Fu、Flz, Fex, Fez, X向即受電弓運行水平方向，Z向即與受電弓運行垂直方向，以滑板左端為例，2個壓力傳感器測得量通過交擾補償矩陣 Λ 2,1得到X向和Z向分力，公式如下:
【文檔編號】G01L5/16GK103884462SQ201410099318
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】王亞春, 楊才智, 陳立明, 楊廣英, 徐超, 張海波, 刑彤, 張治國, 馬遠征, 張晨云 申請人:中國鐵道科學研究院標準計量研究所
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