专利名称：车辆速度模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高速动车组防滑试验装置，特别涉及一种试验中所需要的车辆速度模拟装置，属于轨道车辆控制技术领域。
背景技术：
铁路运输工业正面临跨越式发展的新机遇，新型动车组的不断出现，对动车组制动系统的性能参数提出更为苛刻的要求。在制动系统的试验中，防滑试验是其中较为重要的一个项目，由于防滑控制对速度实时性要求很高，因此能够精确模拟车辆运行速度是防滑试验的一个关键点。因此，为了满足新型动车组制动系统地面调试需要，高速动车组防滑试验的速度模拟装置具有较广泛的应用前景。现有的速度模拟装置功能单一，或采用频率信号发生器来模拟速度信号，或采用由伺服电机驱动齿轮盘，再由速度传感器采集齿轮盘的转动信号，完成速度信号的模拟。前种方式不能真实反映高速动车组设计运行工况，准确率低，可靠性也相对较差，后种方式可以较为真实的反映现车实际的速度信号，准确率高，但设备庞大，测试速度较慢，工作效率较低。

实用新型内容本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种结构紧凑，功能完善，可以准确、可靠模拟速度，又可提高工作效率的车辆速度模拟装置。为实现上述目的，本实用新型的技术方案是一种车辆速度模拟装置，包括一个箱体，在所述箱体内设置有多个伺服电机、多个齿盘、多个速度传感器、伺服电机驱动系统、多个模拟信号发生器及控制单元，所述伺服电机与所述伺服电机驱动系统连接，多个所述齿盘分别安装在多个所述伺服电机上，每个所述齿盘对应设置一个所述速度传感器，所述伺服电机驱动系统、模拟信号发生器与所述控制单元连接。进一步,所述齿盘包括在动车上使用的齿盘和在拖车上使用的齿盘。进一步，所述速度传感器包括与动车相匹配的速度传感器和与拖车相匹配的速度传感器。进一步，在所述箱体内还设置有一用于切换输出速度信号类型的中间继电器，所述中间继电器与所述速度传感器连接。进一步，在所述控制单元中包括可插入式存储卡。进一步，所述伺服电机驱动系统由整流单元、多个逆变单元及多个频压转换模块组成，所述整流单元的输入端接外部电源，所述整流单元的输出端连接相互并联的多个所述逆变单元，每个所述逆变单元的输出端分别连接每个所述频压转换模块，所述频压转换模块输出频率信号给每个所述伺服电机。进一步，所述逆变单元带有故障显示代码。[0013]进ー步，所述箱体为铝合金箱体。进ー步，在所述箱体底部设置有多个移动轮。综上内容，本实用新型所述的ー种车辆速度模拟装置，将所述设备集成在ー个箱体内，结构紧凑，空间利用率高，便于安装和维护。该装置内包括伺服电机和模拟信号发生器两种方式，可以根据试验需求任ー选择其中ー种，伺服电机和模拟信号发生器均可模拟现车恒速、固定加速度信号和变加速3种模拟要求，功能完善，即可以准确、可靠模拟速度，较真实模拟动车组线路运营情況，大大减轻设计验证风险，又可提高工作效率，减少试验人员工作強度。该装置适用于各种エ况下模拟线路防滑试验及电空制动演算试验，模拟车辆实际加速、减速过程中的滑行エ况。
图1是本实用新型结构示意图；图2是图1的侧向视图；图3是本实用新型工作原理图。如图1至图3所示，箱体1，移动轮2，伺服电机3，齿盘4，速度传感器5，伺服电机驱动系统6，模拟信号发生器7，控制单元8，制动单元B⑶9，整流単元10，逆变单元11，频压转换模块12，电抗器13，中间继电器14，上位机15，接触器16，24V电源17，支撑腿18。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进ー步详细描述一种车辆速度模拟装置，安装于制动系统地面试验台上，用于高速动车组的电空演算试验、防滑试验等。在进行滑行试验时，速度模拟装置可任意设定为动态产生频率和幅值任意调节的脉冲信号或正弦波信号，实现加速、减速过程的持续调节，模拟车辆实际加速、减速过程中的滑行エ况，同吋，对所执行运行状态进行采集及控制。如图1至图3所示，速度模拟装置包括一个箱体1，所有设备都集成在该箱体I内，使整个装置的结构更为紧凑，空间利用率高，便于安装和维护。在箱体I的底部安装有四个移动轮2及一对支撑腿18，试验人员根据试验需要任意移动，并可平稳的固定在试验位置上，方便操作，提高效率。本实施例中，箱体I采用铝合金箱体，以减轻整个装置的重量。在箱体I内设置有八个伺服电机3、八个齿盘4、八个速度传感器5、用于驱动八个伺服电机2的伺服电机驱动系统6、模拟信号发生器7及控制单元8。伺服电机驱动系统6、模拟信号发生器7与控制单元8，控制单元8与上位机15通过数据线连接，控制单元8由主控制芯片及外围电路组成。该装置具有两种模拟方式，即伺服电机模拟和模拟信号发生器模拟两种方式。其中，伺服电机3、齿盘4、速度传感器5、伺服电机驱动系统6用于模拟现车实际的速度信号，该种模拟方式准确、可靠，采集的速度信号可反映真实的现车速度，进而可以得出真实的现车制动时间等试验数据，但该种方式测试速度较慢，试验时间较长。当试验不需要反映现车真实速度，只是进行制动单元BCU制动控制测试，即可以使用模拟信号发生器7来模拟速度信号，使得测试速度加快，模拟信号发生器7所模拟的速度信号相对较稳定。测试人员可以根据试验需要，任意选择模拟方式，进而不但可以满足试验的各种需求，又可以提高试验效率。四个模拟信号发生器7由控制单元8控制，其输出端与制动单元B⑶9连接，模拟信号发生器7可以产生最高频率为SkHz的正弦波或方波，可以实现模拟恒速、固定加速度信号和变加速3种模拟要求。模拟信号发生器7模拟速度信号为现有技术，这里不再另作详细描述。每个伺服电机3的输出轴上都连接有一个齿盘4,每个齿盘4对应设置一个用于米集其转速信号的速度传感器5。八个伺服电机3、八个齿盘4和八个速度传感器5分前后两排设置，每排设置四个，分别用于用于模拟动车组中动车的四个车轴的转动和拖车的四个车轴的转动。齿盘4根据实际需要分别为四个动车齿盘和四个拖车齿盘，速度传感器5分别为四个与动车速度相匹配的速度传感器5和四个与拖车速度相匹配的速度传感器5，选用四个AG37伺服电机3模拟拖车速度，选用四个AG43伺服电机3模拟动车速度，AG37为一路正弦波信号输出，AG43为两路正弦波输出，伺服电机3以3000 r/min的转速驱动齿盘4旋转。八个速度传感器5与制动单元BCU9连接，速度传感器5将采集的速度信号传输至制动单元BCU9，最终由制动单元BCU9计算出相应的制动压力值。伺服电机3与伺服电机驱动系统6连接，伺服电机驱动器6由控制单元8控制，控制单元8由上位机15输入控制参数，并在上位机15上显示输出结果。伺服电机驱动器6由整流单元10、八个逆变单元11及八个频压转换模块12组成，八个逆变单元11及八个频压转换模块12分别用于驱动八个伺服电机3。整流单元10的输入端接外部电源(380AC-480AC)，整流单元10的输出端连接相互并联的八个逆变单元11，整流单元10将交流电能转换为直流电能，将直流电输出给八个逆变单元11，逆变单元11再将直流电逆变为伺服电机3所需要的交流电。每个逆变单元11的输出端分别连接一个频压转换模块12，每个频压转换模块12连接一个伺服电机3，频压转换模块12将电压信号转换成频率信号输出给每个伺服电机3。控制单元8输出的控制信号连接至逆变单元11，逆变单元11输出调整伺服电机2的速度信息并输入给频压转换模块12，再通过频压转换模块12输入给伺服电机2，通过控制输入的电压来控制输出的频率，进而对伺服电机3进行调速，以解决伺服电机3复杂的运动逻辑问题，进而可以实现现车恒速信号、固定加速度信号和变加速信号3种形式的模拟，同时具有实时反馈功能。逆变单元11中带有故障显示码，故障显示码可以上位机15中显示，方便试验人员进行检修，减少故障检测时间。在该装置中，还具有电抗器13，电抗器13的输入端与外部电源连接，电抗器13的输出端与整流单元10的输入端连接。在箱体I内还设置有一用于切换输出速度信号类型的中间继电器14,中间继电器14与速度传感器5连接，通过中间继电器14可以实现切换输出速度信号为动车速度信号或拖车速度信号。在该装置中，还具有24V电源17、接触器16、插入式存储卡，插入式存储卡用于存储模拟的各种速度信号，供试验人员进行调取。24V电源17用于给插入式存储卡等供电。如图3所示，下面详细描述该速度模拟装置的工作过程根据需要模拟速度信号的动车或拖车车型，在上位机15中设定恒速度、加速度、变加速模拟信号的各项参数，并将设定的参数输送至控制单元8，控制单元8控制中间继电器14动作，选择与车型相匹配的齿盘4和速度传感器5，例如，选择模拟动车速度信号，这样，与动车相匹配的四个伺服电机3、四个齿盘4及四个速度传感器5工作，向制动单元BCU9输出速度模拟信号。控制单元8将设定的速度參数对应的控制信号传输给伺服电机驱动系统6，再由伺服电机驱动系统6中的整流単元10、逆变单元11、频压转换模块12控制伺服电机3与齿盘4转动，通过与齿盘4相对应的速度传感器5采集齿盘4的转动信号完成速度信号模拟，速度传感器5将采集到的速度信号传输至制动单元BCU9，完成速度信号的模拟。或者，控制单元控制模拟信号发生器7输出试验所需要的恒速度、加速度、变加速的速度信号，并将该速度信号传输至制动单元BCU。如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种车辆速度模拟装置，其特征在于包括一个箱体，在所述箱体内设置有多个伺服电机、多个齿盘、多个速度传感器、伺服电机驱动系统、多个模拟信号发生器及控制单元， 所述伺服电机与所述伺服电机驱动系统连接，多个所述齿盘分别安装在多个所述伺服电机上，每个所述齿盘对应设置一个所述速度传感器，所述伺服电机驱动系统、模拟信号发生器与所述控制单元连接。
2.根据权利要求1所述的车辆速度模拟装置，其特征在于所述齿盘包括在动车上使用的齿盘和在拖车上使用的齿盘。
3.根据权利要求1所述的车辆速度模拟装置，其特征在于所述速度传感器包括与动车相匹配的速度传感器和与拖车相匹配的速度传感器。
4.根据权利要求1所述的车辆速度模拟装置，其特征在于在所述箱体内还设置有一用于切换输出速度信号类型的中间继电器，所述中间继电器与所述速度传感器连接。
5.根据权利要求1所述的车辆速度模拟装置，其特征在于在所述控制单元中包括可插入式存储卡。
6.根据权利要求1所述的车辆速度模拟装置，其特征在于所述伺服电机驱动系统由整流单元、多个逆变单元及多个频压转换模块组成，所述整流单元的输入端接外部电源，所述整流单元的输出端连接相互并联的多个所述逆变单元，每个所述逆变单元的输出端分别连接每个所述频压转换模块，所述频压转换模块输出频率信号给每个所述伺服电机。
7.根据权利要求6所述的车辆速度模拟装置，其特征在于所述逆变单元带有故障显示代码。
8.根据权利要求1至7任一项所述的车辆速度模拟装置，其特征在于所述箱体为铝合金箱体。
9.根据权利要求1至7任一项所述的车辆速度模拟装置，其特征在于在所述箱体底部设置有多个移动轮。
专利摘要本实用新型涉及一种车辆速度模拟装置，其特征在于包括一个箱体，在所述箱体内设置有多个伺服电机、多个齿盘、多个速度传感器、伺服电机驱动系统、多个模拟信号发生器及控制单元，所述伺服电机与所述伺服电机驱动系统连接，多个所述齿盘分别安装在多个所述伺服电机上，每个所述齿盘对应设置一个所述速度传感器，所述伺服电机驱动系统、模拟信号发生器与所述控制单元连接。本实用新型结构紧凑，空间利用率高，便于安装和维护，伺服电机和模拟信号发生器均可模拟现车恒速、固定加速度信号和变加速3种模拟要求，功能完善，即可以准确、可靠模拟速度，较真实模拟动车组线路运营情况，大大减轻设计验证风险，又可提高工作效率，减少试验人员工作强度。
文档编号G01M17/08GK202886112SQ201220516479
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月9日 优先权日2012年10月9日
发明者宋德刚, 战成一, 韩龙, 仲崇成 申请人:南车青岛四方机车车辆股份有限公司