[发明专利]伺服电机驱动型行车系统模型列车提速装置

权利要求书

1.伺服电机驱动型行车系统模型列车提速装置，其特征在于：整个装置包括测试试验段和电机加速段，测试试验段根据试验内容不同区别设置，在试验过程中，高速行驶的模型列车通过地震模拟振动台台阵试验段前，进入电机加速段，电机加速段通过加速电机提供主级动力，同时带动同步轮带系统进行主级动力传输，从而实现模型列车较短距离快速提速；整个试验装置为地震作用下高速列车桥上行车试验研究提供了安全可靠的列车提速方案和技术保障；

电机加速段由伺服电机驱动系统、加速导向系统、衔接轨道系统、可调节支撑钢架系统组成；

加速导向系统由推力板、上下对称的圆形加速导轨、半T型挂钩导轨和列车轨道组成；

衔接轨道系统是电机加速段和测试试验段的连接过渡段，由底座板、轨道板、列车轨道、半T型挂钩导轨、连接扣件、伺服液压作动器伺服液压作动器、同步锁定装置组成；

衔接轨道系统一端通过连接构件铰接在可移动支撑钢架上，另一端通过锁定装置与测试试验段中的响应导轨精确对接；衔接轨道下方设置有伺服液压作动器，伺服液压作动器一端铰接在可移动支撑钢架，另一端铰接在靠近测试试验段的衔接轨道下方；同步锁定装置与伺服液压作动器外链控制系统，其控制精度为毫秒级，当模型列车全车身经过衔接轨道的瞬间，同步锁定装置解锁，同时伺服液压作动器收缩，带动衔接轨道向下运动，与测试试验段脱离，保证测试试验段在试验过程中轨道不受加速段影响，毫秒级的控制精度能够保证数据采集在时间上的同步性与准确性，且尽少浪费宝贵的有效测试时间。

2.根据权利要求1所述的伺服电机驱动型行车系统模型列车提速装置，其特征在于：试验段根据试验内容不同区别设置，在进行地震作用下高速列车桥上行车安全试验中，该试验段由振动台台阵系统、缩尺模型桥梁系统、以及缩尺模型轨道系统组成。

3.根据权利要求1所述的伺服电机驱动型行车系统模型列车提速装置，其特征在于：伺服电机驱动系统具有高效能高加速度特点，高效能可使伺服电机为模型列车的高速行驶提供充足的动力，高加速度可使模型列车在短时间短距离内达到试验需求的行驶速度；伺服电机驱动系统与同步轮带系统协同加速模型列车，伺服电机转动带动轮带运动，轮带同步带动模型列车加速，从而达到需要的试验速度；采用西门子伺服电机1PH8228型，其额定转速为1150rpm，额定扭矩为1611Nm，额定功率为194kW。

4.根据权利要求1或3所述的伺服电机驱动型行车系统模型列车提速装置，其特征在于：伺服电机驱动系统中的同步轮带系统应与伺服电机契合，以伺服电机的额定功率为同步轮带的设计功率，计算出与伺服电机作用相适应的同步轮和同步带的齿数和带宽；伺服电机与同步轮带间的连接也应选择具有同步性的联轴器，以保证整个伺服电机驱动系统运动的一致性。

5.根据权利要求4所述的伺服电机驱动型行车系统模型列车提速装置，其特征在于：伺服电机驱动系统在同步轮带的上部位置通过推力板带动模型列车，推力板具有足够的刚度和合理的面积，保证伺服电机和同步轮带系统高速运作时，推力板无变形或变形小而不会使得模型列车晃动影响加速效果，避免模型列车碰撞到周围的其他结构构件，推力板在合理面积下质量小以降低能耗。

6.根据权利要求5所述的伺服电机驱动型行车系统模型列车提速装置，其特征在于：推力板位于加速导轨上，其推动模型列车加速；推力板由两侧的固定板、中空的推力板和双侧对称分布的四组滑轮组成；两侧的固定板固定于同步带上，中空的推力板与模型列车直接接触，滑轮作用于加速导轨，每侧的四个滑轮两两分布于加速导轨的上下方，从而限定推力板在规定的范围内与伺服电机驱动系统同步运动；采用推力板加速的好处在于模型列车不至于因为受力不均衡而发生车头翘起而下落现象，能够保证加速过程中模型列车平稳加速，从而在短距加速过程后能平稳运行上测试试验段。

7.根据权利要求1所述的伺服电机驱动型行车系统模型列车提速装置，其特征在于：上下对称的圆形加速导轨固定于可调节支撑钢架上，分布于同步轮带系统的内侧，圆形轨道能更安全准确地限定推力板的运动轨迹；半T型挂钩导轨分布于列车轨道外侧并固定于轨道板上，是模型列车防倾覆的保护措施。