一种针对机车车辆牵引系统的转矩测量系统的制作方法

1.本实用新型涉及铁路设备测试领域，具体而言，涉及一种针对机车车辆牵引系统的转矩测量系统。


背景技术：

2.转矩或者转速的测量在机车车辆牵引系统中具有非常重要的作用，用于考核牵引系统的牵引和制动特性，还应用于考核驱动齿轮箱的输入输出特性。
3.目前国内外轨道交通行业中，大多应用的是扭转角相位差式转矩转速传感器，在传感器的两侧安装法兰盘，通过膜片万向联轴器或尼龙销与电机侧或齿轮箱测法兰盘连接。转矩和转速信号通过线缆接出到数据采集仪。该种形式的转矩转速传感器，体积较大，由于转矩转速传感器自身是刚形体，对于安装偏移没有补偿能力，因此对中要求高，需要使用百分表或对中仪对中，安装耗时长，严重影响试验效率。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决现有技术中对机车牵引系统进行转矩测量时，安装耗时长，严重影响实验效率的问题，提供了一种针对机车车辆牵引系统的转矩测量系统，包括测试平台、被测设备、加载设备、两端与所述被测设备输出轴和加载设备输出轴连接的万向联轴器和信号接收器，所述被测设备、加载设备和所述信号接收器设置在测试平台上；还包括设置在所述万向联轴器外侧面的应变电桥、与所述应变电桥连接的信号放大电路、与所述信号放大电路连接的发射天线、设置在所述万向联轴器上的转子电源，所述转子电源用于给所述应变电桥、所述信号放大电路和所述发射天线供电，所述信号接收器用于接收所述发射天线发射的信号。
5.进一步地，还包括设置在所述万向联轴器上的磁标记、设置在所述测试平台上与所述磁标记对应的磁检测传感器，所述磁检测传感器用于输出表征所述万向联轴器转速的电信号。
6.进一步地，所述万向联轴器上靠近所述应变电桥的位置还设有温度传感器，所述温度传感器与所述发射天线连接，所述温度传感器还与所述转子电源连接。
7.进一步地，其特征在于，所述转子电源包括电池和电源电路，所述万向联轴器上还设有与所述万向联轴器固定的充电铜环，所述充电铜环为开口环，所述充电铜环两端相聚1～5mm，所述充电铜环两端与所述电源电路连接；还包括设置在所述充电铜环外围的环状充电天线，所述环状充电天线两端与充电器连接，所述充电器用于向所述环状充电天线传送交流电信号。
8.进一步地，其特征在于，所述充电铜环和所述万向联轴器之间设置有绝缘层。
9.进一步地，所述充电器设置在磁力表座上，所述磁力表座设置在所述测试平台上。
10.进一步地，所述充电器设置在姿态调整座上，所述姿态调整座包括与所述测试平台固定的固定座、可相对所述固定座沿第一方向滑动的第一滑台、可相对所述固定座沿第
二方向滑动的第二滑台，所述充电器设置在所述第二滑台上，所述第一方向与所述第二方向与所述测试平台的主平面平行，所述第一方向与第二方向相互垂直，所述第一方向与所述万向联轴器的轴向大致垂直。
11.进一步地，所述固定座包括第一滑轨，所述第一滑台包括可相对所述第一滑轨滑动的第一滑块和可相对所述固定座锁紧的第一锁紧螺钉。
12.进一步地，所述第一滑台上设置有第二滑轨，所述第二滑台上设置有可相对所述第二滑轨滑动的第二滑块可相对所述第一滑台锁紧的第二锁紧螺钉。
13.进一步地，所述第二滑台上设置有第二滑台主体和可相对所述第二滑台主体转动的旋转座，所述充电器设置在所述旋转座上，所述旋转座的转动轴线与所述测试平台的主平面垂直；所述第二滑台上还设置有可相对所述旋转座锁紧的第三锁紧螺钉。
14.本实用新型中的针对机车车辆牵引系统的转矩测量系统，通过应变电桥获取到应变数据，减小了数据测量误差，经过信号放大，获取到能够表征转矩的电信号，通过发射天线发射出去，信号接收器接收信号并进行显示。本实用新型中，采用了无线的方式进行测量，结合万向联轴器，使得被测设备和加载设备之间的连接，对中要求低，整体质量、体积都相应减小，在进行多种被测设备切换时，效率更高，整体测试的效率得到提升。
附图说明
15.通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：
16.图1为本实用新型一些实施例中的一种针对机车车辆牵引系统的转矩测量系统的整体结构布局示意图；
17.图2为本实用新型一些实施例中的一种针对机车车辆牵引系统的转矩测量系统中的应变片连接示意图；
18.图3为本实用新型一些实施例中的一种针对机车车辆牵引系统的转矩测量系统的整体结构示意图；
19.图4为本实用新型一些实施例中的一种针对机车车辆牵引系统的转矩测量系统的局部放大结构示意图；
20.图5为本实用新型一些实施例中的一种针对机车车辆牵引系统的转矩测量系统的局部结构另一视角的结构示意图；
21.图6为本实用新型一些实施例中的一种针对机车车辆牵引系统的转矩测量系统的局部结构另一视角的局部放大结构示意图。
具体实施方式
22.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
23.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
24.针对现有的机车牵引系统的转矩测试系统中，转矩转速传感器体积较大，占地空间大，对中要求高，需要使用百分表或对中仪对中，安装耗时长，严重影响试验效率的问题。本实用新型的实施例采用无线转矩传感器来进行转矩测量，通过在万向联轴器上安装应变片电桥，集成无线通讯技术，实现了数据的无线传输。此外，由于万向联轴器具有一定的补偿能力，将无线转矩传感器集成到万向联轴器上，被试电机与陪试电机之间可直接与万向联轴器连接，驱动齿轮箱的输入与输出端也可以直接安装集成有无线功能的转矩传感器。将安装环节减少一半，对中的要求也可适当较低，至少将安装的效率提高一倍以上。
25.具体地，如图1至图6所示，本实用新型提供了一种针对机车车辆牵引系统的转矩测量系统1000，包括测试平台100、被测设备200、加载设备300、两端与所述被测设备输出轴210和加载设备输出轴310连接的万向联轴器400和信号接收器500，所述被测设备200、加载设备300和所述信号接收器500设置在测试平台100上；还包括设置在所述万向联轴器400外侧面的应变电桥601、与所述应变电桥601连接的信号放大电路602、与所述信号放大电路602连接的发射天线603、设置在所述万向联轴器400上的转子电源604，所述转子电源604用于给所述应变电桥601、所述信号放大电路602和所述发射天线603供电，所述信号接收器500用于接收所述发射天线603发射的信号。本实用新型中的转矩测量系统1000，采用应变电桥601和无线传输技术，使得可以采用安装精度要求低的万向联轴器400连接被测设备200和加载设备300，降低了对中要求，安装过程简化，测试效率得到提升。本实用新型中的被测设备200可以是牵引电机，也可以是减速器，所述加载设备300可以是陪试电机，也可以是陪试电机330和陪试减速器320的组合。所述应变电桥601可以采用两个半桥的，应变片6011与万向轴的轴线方向呈45度，在万向联轴器400的轴两侧粘贴应变半桥，然后按照图2所示的接线方式对应变片电阻进行连接。使用之前，可以将应变电桥601输出的电压或者放大后的电压和标准转矩值进行标定，形成表定标，在正式实验时，通过输出的电压，可以从表定标中查询获取到对应的转矩值。所述信号放大电路602和发射天线603可以集成到集成电路盒607中，节约了布置空间。所述测试平台100上设置有“t”型槽101，所述被测设备200、加载设备300等设备可以通过“t”型槽101和螺钉进行固定。所述万向联轴器400可以采用十字万向联轴器或者球笼万向联轴器。
26.实用新型中的转矩测量系统1000，还可进行转速测量，实现转矩转速同时测量，具体地，还包括设置在所述万向联轴器400上的磁标记611、设置在所述测试平台100上与所述磁标记611对应的磁检测传感器605，所述磁检测传感器605用于输出表征所述万向联轴器400转速的电信号。所述磁检测传感器605可以直接设置在所述测试平台100上，也可以设置在与测试平台100连接的架子上。所述万向联轴器400转动时，带动所述磁标记611转动，所述磁检测传感器605检测到磁信号之后输出跳变信号，跳变信号的频率即可表征转速。在一些实施例中，可以在轴上设置一个磁标记611，这时跳变信号的频率即为万向联轴器400的转速，在一些实施例中，为了增加测量的精度，可以在万向联轴器400的圆周上大致均匀设置四个磁标记611，这时测试人员获得跳变信号之后，根据其频率除以四，即可获得转速。
27.在测试时，本实用新型的转矩测量系统1000可以同时测量转矩和转速，针对被测设备200的转矩
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转速曲线性能进行测试。测量在某一转速下，输出的转矩是否和曲线上的值一致，出入百分比。加载的过程如下：例如，针对1000rpm，500nm的测试条件，可以通过加载设备300给被测设备200施加500nm的转矩，然后控制被测设备200转速到达1000rpm，转速
增加过程中，加载设备300中的陪试电机也跟随增加转速，通过加载设备300端的速度测量传感器控制加载的量，加载过程中，逐步测量被测设备的转矩和转速对应值，最后形成曲线。还可以先让被测设备200转速提高到1000rpm，然后逐步施加扭矩，直至接近500nm，测试其转速的变化，最后形成转矩和转速对应值，形成曲线。形成曲线的过程和逐步加载的过程，可以根据测试的要求，测试人员逐步调整参数，例如变频器输出电流、电压，实现各个测试条件。
28.为了提升测量的精度，去除温度对应变片的影响，所述万向联轴器400上靠近所述应变电桥601的位置还设有温度传感器606，所述温度传感器606与所述发射天线603连接，所述温度传感器606还与所述转子电源604连接，所述温度传感器606测量到所述万向联轴器400的温度之后，通过所述发射天线603发射出去，所述信号接收器500接收之后进行显示，测试人员可以在实验之前，对所述温度传感器606进行标定，获取温度和电压的关系，测量获取到电压信号之后，查询表定标，获取到具体的温度，然后根据温度可以矫正测量到转矩信息，消除温度对转矩测量的影响。实践中，可以做出一个三维标定表，获取得到温度
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应变电压
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扭矩曲线，根据温度和电压，查询获取到扭矩。
29.本实用新型为了能够支持长时，连续测试，提供了感应供电的方案，可以不用接插件，即可进行充电；甚至在测试进行中，进行充电，具体地，所述转子电源604包括电池6041和电源电路6042，所述万向联轴器400上还设有与所述万向联轴器400固定的充电铜环608，所述充电铜环608为开口环，所述充电铜环608两端相聚1～5mm，所述充电铜环608两端与所述电源电路6042连接；所述转矩测量系统1000还包括设置在所述充电铜环608外围的环状充电天线609，所述环状充电天线609两端与充电器610连接，所述充电器610用于向所述环状充电天线609传送交流电信号。所述环状充电天线609产生变化的磁场，所述充电铜环608感应产生电动势，给所述电源电路6042进行供电，所述电源电路6042对所述电池6041进行充电，或者直接给其他部件进行供电。
30.为了避免短路，所述充电铜环608和所述万向联轴器400之间设置有绝缘层。
31.为了便于调整环状充电天线609相对所述充电铜环608的位置和姿态，所述充电器610设置在磁力表座(图中未示出)上，所述磁力表座设置在所述测试平台上。
32.由于所述环状充电天线609相对所述充电铜环608的位置和姿态会影响到充电的效率，为了提升充电效率，降低热耗，可以将所述充电器610设置在姿态调整座700上，所述姿态调整座700包括与所述测试平台100固定的固定座710、可相对所述固定座710沿第一方向滑动的第一滑台720、可相对所述固定座710沿第二方向滑动的第二滑台730，所述充电器610设置在所述第二滑台730上，所述第一方向与所述第二方向与所述测试平台100的主平面平行，所述第一方向与第二方向相互垂直，所述第一方向与所述万向联轴器400的轴向大致垂直。通过调整所述第一滑台720相对所述固定座710的位置、所述第二滑台730相对所述所述第一滑台720的位置，从而使得环状充电天线609更加准确地与所述充电铜环608对齐，提升了充电的效率。
33.为了避免测试时，环状充电天线609滑动，所述固定座710包括第一滑轨711，所述第一滑台720包括可相对所述第一滑轨711滑动的第一滑块721和可相对所述固定座锁紧的第一锁紧螺钉722。滑动之后，通过第一锁紧螺钉722进行固定。
34.进一步地，所述第一滑台720上设置有第二滑轨723，所述第二滑台730上设置有可
相对所述第二滑轨723滑动的第二滑块731可相对所述第一滑台720锁紧的第二锁紧螺钉732。滑动之后，通过第二锁紧螺钉732进行固定。
35.为了进一步调整环状充电天线609的旋转姿态，所述第二滑台730上设置有第二滑台主体733和可相对所述第二滑台主体733转动的旋转座734，所述充电器610设置在所述旋转座734上，所述旋转座734的转动轴线与所述测试平台100的主平面垂直；所述第二滑台730上还设置有可相对所述旋转座锁紧的第三锁紧螺钉735。旋转所述旋转座734，调整所述环状充电天线609的姿态，然后通过第三锁紧螺钉735固定。实现既能调整位置，又能调整姿态。
36.为了对应变电桥601进行保护，可在所述万向联轴器400对应所述应变电桥601的外围设置保护盒，保护盒与所述万向联轴器400固定。
37.本实用新型中的针对机车车辆牵引系统的转矩测量系统，通过应变电桥获取到应变数据，减小了数据测量误差，经过信号放大，获取到能够表征转矩的电信号，通过发射天线发射出去，信号接收器接收信号并进行显示。本实用新型中，采用了无线的方式进行测量，结合万向联轴器，使得被测设备和加载设备之间的连接，对中要求低，整体质量、体积都相应减小，在进行多种被测设备切换时，效率更高，整体测试的效率得到提升。
38.在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
39.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。