專利名稱：滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)中判斷滑動(dòng)的方法和用于滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的防滑裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軌道交通設(shè)備的測(cè)試系統(tǒng)，特別涉及一種滾動(dòng)試驗(yàn)中判斷滑動(dòng)的方法和一種用于滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的防滑裝置。
背景技術(shù)：
機(jī)車防滑控制技術(shù)誕生于上個(gè)世紀(jì)初，發(fā)展至今已非常成熟，各種防滑裝置也廣泛應(yīng)用于機(jī)車、動(dòng)車等軌道交通車輛上，但滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)的防滑保護(hù)裝置卻是一片空白。 滾動(dòng)試驗(yàn)是軌道車輛模擬線路運(yùn)行的一種試驗(yàn)方法，牽引試驗(yàn)、制動(dòng)試驗(yàn)以及動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)是軌道車輛滾動(dòng)試驗(yàn)中經(jīng)常進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目，在這些試驗(yàn)項(xiàng)目中不可避免的會(huì)出現(xiàn)類似線路運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)的滑行現(xiàn)象。滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)是采用旋轉(zhuǎn)的軌道輪來(lái)模擬無(wú)限長(zhǎng)鋼軌，機(jī)車輪對(duì)一旦在軌道輪上發(fā)生滑行就很容易周期性的重復(fù)發(fā)生，會(huì)導(dǎo)致機(jī)車輪對(duì)與軌道輪的損壞。因此，滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)中對(duì)防滑要求更為嚴(yán)格，以保護(hù)機(jī)車輪對(duì)和軌道輪。目前滾動(dòng)試驗(yàn)中對(duì)于防滑的控制主要依靠三方面機(jī)車自身的防滑裝置、優(yōu)化滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)控制模式、試驗(yàn)操作人員經(jīng)驗(yàn)。滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)是為機(jī)車或動(dòng)車提供模擬線路運(yùn)行的試驗(yàn)平臺(tái)，被試對(duì)象種類繁多， 具有很大的不確定性，且各種機(jī)車所配置的防滑裝置的性能特點(diǎn)也千差萬(wàn)別，有些機(jī)車甚至不具備防滑裝置，因此利用此方式防滑有很大的局限性。滾動(dòng)試驗(yàn)的控制是由兩個(gè)控制中心配合完成，其一是對(duì)被試機(jī)車的控制，其二是對(duì)試驗(yàn)設(shè)備的控制，試驗(yàn)設(shè)備具備較大系統(tǒng)慣量，使得通過(guò)優(yōu)化控制模式來(lái)防滑其作用也是有限的。試驗(yàn)操作人員的經(jīng)驗(yàn)也相差較大，對(duì)防滑的控制能力也不盡相同，因而也有很大局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的滾動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中機(jī)車輪對(duì)與軌道輪易發(fā)生空轉(zhuǎn)或滑行的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)中判斷滑動(dòng)的方法，包括以下步驟A、根據(jù)軌道車輛實(shí)際線路運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定空轉(zhuǎn)判定值σ工和滑行判定值σ 2 ；B、分別測(cè)試機(jī)車輪對(duì)的轉(zhuǎn)速V。和軌道輪的轉(zhuǎn)速vg，k = vc/vg ；C、將k與σ ” σ 2進(jìn)行比較，若k > σ工，判定機(jī)車輪對(duì)相對(duì)軌道輪滑動(dòng)；若k < ο 2，判定軌道輪相對(duì)機(jī)車輪對(duì)滑動(dòng)；其中，O1^ktl, o2《kQ，k0為轉(zhuǎn)速比例常數(shù)，k0 = R/r，R為軌道輪半徑，r為機(jī)車輪對(duì)半徑。本發(fā)明還提供了一種用于滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的防滑裝置，所述滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)包括軌道輪、 驅(qū)動(dòng)軌道輪的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和試驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)；所述防滑裝置由速度傳感組件、控制器和離合器組成，其中所述速度傳感組件包括光反射碼盤、光電轉(zhuǎn)速傳感器和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器；所述光反射碼盤固定設(shè)置于輪對(duì)上、且與輪對(duì)同步旋轉(zhuǎn)，所述光電轉(zhuǎn)速傳感器固定設(shè)置于滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上，用于檢測(cè)機(jī)車輪對(duì)的轉(zhuǎn)速；所述轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器與軌道輪固定連接，用于檢測(cè)軌道輪的轉(zhuǎn)速；所述控制器用于接收機(jī)車輪對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)和軌道輪轉(zhuǎn)速信號(hào)，并采用本發(fā)明提供的方法進(jìn)行滑動(dòng)判斷，并將判斷結(jié)果傳輸給離合器；所述離合器用于將軌道輪與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)斷開(kāi)或連接。本發(fā)明提供的滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)中判斷滑動(dòng)的方法，結(jié)合滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，通過(guò)采用機(jī)車輪對(duì)與軌道輪的轉(zhuǎn)速比例值作為空轉(zhuǎn)和滑行判據(jù)，更加方便可靠。本發(fā)明提供的用于滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的防滑裝置，通過(guò)光電轉(zhuǎn)速傳感器和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器能快捷便利的測(cè)量機(jī)車輪對(duì)與軌道輪的轉(zhuǎn)速，并通過(guò)控制器對(duì)轉(zhuǎn)速比例值實(shí)時(shí)判斷是否發(fā)生空轉(zhuǎn)或滑行，然后根據(jù)判斷結(jié)果通過(guò)離合器分?jǐn)鄟?lái)控制軌道輪的運(yùn)動(dòng)，及時(shí)解決機(jī)車輪對(duì)與軌道輪的空轉(zhuǎn)、滑行現(xiàn)象， 響應(yīng)速度快，可靠性高。


圖1為本發(fā)明提供的滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)中判斷滑動(dòng)的方法的流程圖。圖2為本發(fā)明提供的防滑裝置與機(jī)車輪對(duì)、滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)原理圖。圖中1-光反射碼盤，2-光電轉(zhuǎn)速傳感器，3-轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，4-控制器，5-離合器；100-機(jī)車輪對(duì)，200-軌道輪，201-傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，202-試驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)中判斷滑動(dòng)的方法，如圖1所示，包括以下步驟A、根據(jù)軌道車輛實(shí)際線路運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定空轉(zhuǎn)判定值σ工和滑行判定值σ 2 ；B、分別測(cè)試機(jī)車輪對(duì)的轉(zhuǎn)速V。和軌道輪的轉(zhuǎn)速vg，k = vc/vg ；C、將k與σ ” σ 2進(jìn)行比較，若k > σ工，判定機(jī)車輪對(duì)相對(duì)軌道輪滑動(dòng)；若k < σ 2，判定軌道輪相對(duì)機(jī)車輪對(duì)滑動(dòng)；其中，O1 Sktl，σ2 ^ktl，1 為轉(zhuǎn)速比例常數(shù)，1 = R/r，R為軌道輪半徑，r為機(jī)車輪對(duì)半徑。正常工作時(shí)，機(jī)車輪對(duì)與軌道輪無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)，機(jī)車輪對(duì)的轉(zhuǎn)速V。與軌道輪的轉(zhuǎn)速Vg的比值k = 1 ，又稱為轉(zhuǎn)速比例常數(shù)。本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，1 由機(jī)車輪對(duì)直徑和軌道輪的直徑確定。具體地，k0 = R/r, R為軌道輪半徑，r為機(jī)車輪對(duì)半徑。 如圖1所示，當(dāng)測(cè)試得到的機(jī)車輪對(duì)的轉(zhuǎn)速ν。與軌道輪的轉(zhuǎn)速Vg滿足關(guān)系k = vc/vg = k0 時(shí)，判定此時(shí)機(jī)車輪對(duì)相對(duì)軌道輪正常工作。當(dāng)機(jī)車進(jìn)行牽引試驗(yàn)時(shí)，軌道輪帶動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)陪試電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，即為機(jī)車輪對(duì)的負(fù)載。此狀態(tài)下，機(jī)車輪對(duì)主動(dòng)，而軌道輪被動(dòng)。此時(shí)，測(cè)試得到的機(jī)車輪對(duì)的轉(zhuǎn)速 V。與軌道輪的轉(zhuǎn)速、滿足關(guān)系k = V。/Vg> O1，其中O1又稱為空轉(zhuǎn)判定值，O1Sktl ；因此根據(jù)圖ι所示，判定此時(shí)機(jī)車輪對(duì)相對(duì)軌道輪滑動(dòng)(即空轉(zhuǎn))。此試驗(yàn)工況下，機(jī)車牽引力大于粘著力，機(jī)車輪對(duì)發(fā)生空轉(zhuǎn)(又稱“打飛輪”)。當(dāng)機(jī)車進(jìn)行制動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，軌道輪由飛輪箱或飛輪箱及電動(dòng)狀態(tài)的陪試電機(jī)帶動(dòng)， 模擬機(jī)車慣量。此狀態(tài)下，軌道輪處于主動(dòng)，而機(jī)車輪對(duì)處于被動(dòng)。此時(shí)，測(cè)試得到的機(jī)車輪對(duì)的轉(zhuǎn)速V。與軌道輪的轉(zhuǎn)速、滿足關(guān)系k = V。/Vg< O2，其中O2又稱為滑行判定值， O2^k0 ；因此根據(jù)圖1所示，判定此時(shí)軌道輪相對(duì)機(jī)車輪對(duì)滑動(dòng)(即滑行)。此試驗(yàn)工況下機(jī)車制動(dòng)力大于粘著力，機(jī)車輪對(duì)出現(xiàn)滑行(又稱“抱死”)。本發(fā)明中，空轉(zhuǎn)判定值σ工、滑行判定值σ 2根據(jù)軌道車輛實(shí)際線路運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)確定。 針對(duì)不同車輛以及不同線路，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)具體情況進(jìn)行相應(yīng)設(shè)定。例如，以新干線500系車輛為例，本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)值給出以下速度差判據(jù)在67km/h以上時(shí)采用速度差率為15%作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，67km/h以下時(shí)采用速度差為10km/h作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。需要注意地市，此處所述速度差中的速度為軌道輪最高車軸速度(ν’ g)，而非前述軌道輪的轉(zhuǎn)速(Vg)。因此，此時(shí)，0l、o2滿足下述公式
權(quán)利要求
1.一種滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)中判斷滑動(dòng)的方法，其特征在于，包括以下步驟A、根據(jù)軌道車輛實(shí)際線路運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定空轉(zhuǎn)判定值Q1和滑行判定值B、分別測(cè)試機(jī)車輪對(duì)的轉(zhuǎn)速V。和軌道輪的轉(zhuǎn)速vg，k= vc/vg ；C、將k與σρ o2進(jìn)行比較，若k > σ工，判定機(jī)車輪對(duì)相對(duì)軌道輪滑動(dòng)； 若k < σ 2，判定軌道輪相對(duì)機(jī)車輪對(duì)滑動(dòng)；其中，σ工> ，ο 2彡Iv 1 為轉(zhuǎn)速比例常數(shù)，k0 = R/r, R為軌道輪半徑，r為機(jī)車輪對(duì)半徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 115、 v'g >61 km Ih
3.一種用于滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的防滑裝置，所述滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)包括軌道輪、驅(qū)動(dòng)軌道輪的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和試驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)；其特征在于，所述防滑裝置由速度傳感組件、控制器和離合器組成， 其中所述速度傳感組件包括光反射碼盤、光電轉(zhuǎn)速傳感器和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器；所述光反射碼盤固定設(shè)置于機(jī)車輪對(duì)上、且與機(jī)車輪對(duì)同步旋轉(zhuǎn)，所述光電轉(zhuǎn)速傳感器固定設(shè)置于滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上，用于檢測(cè)機(jī)車輪對(duì)的轉(zhuǎn)速；所述轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器與軌道輪固定連接，用于檢測(cè)軌道輪的轉(zhuǎn)速；所述控制器用于接收機(jī)車輪對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)和軌道輪轉(zhuǎn)速信號(hào)，并采用權(quán)利要求1的方法進(jìn)行滑動(dòng)判斷，并將判斷結(jié)果傳輸給離合器；所述離合器用于將軌道輪與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)斷開(kāi)或連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防滑裝置，其特征在于，所述離合器的一端與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器連接，另一端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防滑裝置，其特征在于，所述控制器的一端與試驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防滑裝置，其特征在于，所述控制器還包括參數(shù)輸入端，所述參數(shù)輸入端用于輸入機(jī)車輪對(duì)和軌道輪的半徑、0工和σ2。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防滑裝置，其特征在于，所述控制器為平板電腦，所述參數(shù)輸入端為平板電腦的觸摸屏。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防滑裝置，其特征在于，所述控制器內(nèi)內(nèi)置有開(kāi)關(guān)量輸出模塊，用于給離合器發(fā)送開(kāi)關(guān)量信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防滑裝置，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)速傳感器和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的個(gè)數(shù)均與機(jī)車輪對(duì)的個(gè)數(shù)相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防滑裝置，其特征在于，所述離合器為通電型電磁離合器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)中判斷滑動(dòng)的方法。本發(fā)明還提供了一種用于滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的防滑裝置，該防滑裝置由速度傳感組件、控制器和離合器組成，其中所述速度傳感組件包括光反射碼盤、光電轉(zhuǎn)速傳感器和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器；所述光電轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測(cè)機(jī)車輪對(duì)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測(cè)軌道輪的轉(zhuǎn)速；所述控制器用于接收機(jī)車輪對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)和軌道輪轉(zhuǎn)速信號(hào)，并采用本發(fā)明提供的方法進(jìn)行滑動(dòng)判斷，并將判斷結(jié)果傳輸給離合器；所述離合器用于將軌道輪與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)斷開(kāi)或連接。本發(fā)明提供的防滑裝置，通過(guò)實(shí)施監(jiān)測(cè)測(cè)試機(jī)車輪對(duì)和軌道輪的轉(zhuǎn)速，并進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷，能有效解決滾動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中機(jī)車輪對(duì)相對(duì)軌道輪的滑行或空轉(zhuǎn)問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01M17/10GK102519737SQ20111036066
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者林杰, 童磊 申請(qǐng)人:株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司