CN112097727B - 一种高速列车裙板变形测试的传感器安装夹具及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速列车裙板变形测试的传感器安装夹具及安装方法，包括：连接杆；两个第一夹具，两个第一夹具分别安装在连接杆的两端，两个第一夹具分别与裙板两侧的设备架支架工字梁相连接；第二夹具，安装在连接杆上，传感器安装在第二夹具上，第二夹具能沿连接杆的周向转动。该传感器安装夹具能够将传感器在高速列车设备舱内稳固地安装，使传感器对准裙板的待测试位置的法向方向；并且该传感器可适用于不同高速列车车型的不同设备舱内设备架支架工字梁间隔以及不同裙板的尺寸大小，安装自由度大、结构简单、安装使用方便。

Description

一种高速列车裙板变形测试的传感器安装夹具及安装方法

技术领域

本发明涉及列车结构件检测技术领域，具体而言，涉及一种高速列车裙板变形测试的传感器安装夹具及安装方法。

背景技术

随着我国高速铁路的飞速发展，铁路网四通八达，列车运行的环境越来越复杂多变，高速列车各部件必须有足够的结构强度才能适应各种恶劣运行环境，从而保障列车的顺利运行和乘客的生命安全。设备舱位于高速列车的底部，是列车非常重要的组成部分，由支架、裙板、底板、端板等结构组成，并通过裙板及支架与高速列车车体的连接。裙板作为列车设备舱的关键部位之一，还起到保护设备、导流通风等作用，并满足了高速列车的供水吸污、维护检查等各项作业需要。

在列车的高速运行过程中，设备舱的裙板、底板均会承受较强的气动载荷，如若发生损伤，势必将影响设备舱结构的强度性能，并直接影响乘客的生命安全。因此，研究气动载荷对高速列车的设备舱强度的影响是高速列车设计和研发过程中的重要环节。

在高速列车设备舱结构强度的研究中，需要通过测试仪器测量设备舱裙板、底板等重要部位的变形量，从而分析不同线路条件、大风环境和运行车速等运行条件下动力学参数的变化规律，联合其他数据分析并获取设备舱结构的气动梯度载荷，并为设备舱结构的仿真分析提供计算依据和边界条件等。设备舱的变形可以采用位移传感器对准被测裙板、底板中心的法向进行测试。

在一般使用中，位移传感器可以通过自身或基座的固定螺丝孔，根据实际的安装空间和设施需要，直接或与其他装置配合间接安装并使用。但是，对于列车设备舱的研究中，显然不能对高速列车造成破坏或改变列车的结构，同时研究过程中列车需要进行高速运行，测试环境非常恶劣，难以对传感器进行稳固、有效地固定。此外，设备舱的空间狭***仄，在底板位置安装竖直的位移传感器尚且十分困难，在裙板位置处安装还要根据需要对传感器进行不同位置不同角度的调整以对准裙板的法向，因此传感器的安装更是难上加难。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高速列车裙板变形测试的传感器安装夹具及安装方法，以至少解决在高速列车的裙板位置处安装用于检测裙板变形的位移传感器难度大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种高速列车裙板变形测试的传感器安装夹具，包括：

连接杆；

两个第一夹具，两个第一夹具分别安装在连接杆的两端，两个第一夹具分别与裙板两侧的设备架支架工字梁相连接；

第二夹具，安装在连接杆上，传感器安装在第二夹具上，第二夹具能沿连接杆的周向转动。

进一步地，连接杆为圆杆，第一夹具包括一第一圆柱形套筒，第一圆柱形套筒套设在连接杆上，第一圆柱形套筒通过第一紧固螺栓与连接杆紧固连接。

进一步地，第一夹具还包括一夹持组件，夹持组件与第一圆柱形套筒相连接，第一夹具通过夹持组件可拆卸地夹持安装在设备架支架工字梁上。

进一步地，夹持组件包括一安装板，第一圆柱形套筒安装在安装板上，安装板的两端设有挡板；安装板两端的挡板之间通过一长螺栓和一螺母相连接，以将夹持组件可拆卸地夹持安装在设备架支架工字梁上。

进一步地，挡板呈“C”字形，挡板的中部开设有通孔，长螺栓穿过通孔将安装板两端的挡板连接在一起。

进一步地，第二夹具包括一第二圆柱形套筒，第二圆柱形套筒套设在连接杆上，第二圆柱形套筒通过第二紧固螺栓与连接杆紧固连接。

进一步地，第二夹具还包括一方形导管，方形导管安装在第二圆柱形套筒上，传感器穿设在方形导管内，传感器通过第三紧固螺栓与方形导管紧固连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种高速列车裙板变形测试的传感器安装方法，采用上述的传感器安装夹具对传感器进行安装，安装方法包括：

将第一夹具套设在连接杆的两端，根据裙板两侧的设备架支架工字梁之间的距离调节两个第一夹具之间的间距，然后通过第一紧固螺栓将第一夹具固定在连接杆上；

将第一夹具置于设备架支架工字梁的合适位置处，通过拧紧长螺栓和螺母使挡板夹紧设备架支架工字梁和安装板，将第一夹具固定在设备架支架工字梁上；

将传感器穿设在方形导管内，通过第三紧固螺栓将传感器与方形导管紧固连接；

转动和/或滑动套设在连接杆上的第二夹具，使传感器对准裙板待测试位置的法向方向，然后通过第二紧固螺栓将第二夹具固定在连接杆上。

进一步地，当所安装的裙板两侧的设备架支架工字梁之间的距离不同时，拧松第一紧固螺栓，使第一夹具沿连接杆轴向滑动，根据裙板两侧的设备架支架工字梁之间的距离重新调节两个第一夹具之间的间距，调节完成后拧紧第一紧固螺栓将第一夹具固定在连接杆上。

进一步地，当需要调整传感器的测试位置时，通过调节第一夹具在设备架支架工字梁上的夹持位置，以调节传感器的安装高度；通过使第二夹具相对于连接杆轴向滑动，以调节传感器的纵向位置；通过使第二夹具相对于连接杆周向转动，调节传感器相对于裙板的角度，以使传感器对准裙板待测试位置的法向方向；通过使传感器在方形导管内移动，以调节传感器相对于裙板的垂向位置。

应用本发明的技术方案，通过两个第一夹具将连接杆的两端分别安装在裙板两侧的设备架支架工字梁上，在连接杆上设置用于安装传感器的第二夹具，且该第二夹具能沿连接杆的周向转动；将第一夹具夹持在设备架支架工字梁的合适高度，将第二夹具安装在连接杆的合适位置处，通过转动第二夹具，即可使传感器对准裙板的待测试位置的法向方向。该传感器安装夹具针对高速列车设备舱裙板的结构特点，利用裙板处的设备架支架工字梁作为安装部位；通过该传感器安装夹具能够将传感器在高速列车设备舱内稳固地安装，使传感器对准裙板的待测试位置的法向方向，并且结构简单、安装方便。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的传感器安装夹具的结构示意图。

图2为本发明实施例的传感器安装夹具的分解图。

图3为本发明实施例的传感器安装夹具中第二夹具的结构示意图。

图4为本发明实施例的传感器安装夹具中第二夹具的分解图。

图5为本发明实施例的传感器安装夹具中第一夹具的结构示意图。

图6为本发明实施例的传感器安装夹具中第一夹具的分解图。

图7为本发明实施例的传感器安装夹具安装时的结构示意图。

图8为本发明实施例的传感器安装夹具安装时的局部放大图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、连接杆；2、第一夹具；3、第二夹具；21、第一圆柱形套筒；22、第一紧固螺栓；23、安装板；24、挡板；25、长螺栓；26、螺母；27、通孔；31、第二圆柱形套筒；32、第二紧固螺栓；33、方形导管；34、第三紧固螺栓；100、裙板；200、设备架支架工字梁；300、传感器。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而仅仅是为了便于对相应零部件进行区别。同样，“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于直接的连接，而是可以通过其他中间连接件间接的连接。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

参见图1至图8，一种本发明实施例的高速列车裙板变形测试的传感器安装夹具，该传感器安装夹具主要用于将位移传感器固定安装在高速列车上，通过传感器300对列车的裙板100的变形量进行测试。由图可见，该传感器安装夹具主要包括连接杆1、两个第一夹具2和第二夹具3。其中，两个第一夹具2分别安装在连接杆1的两端，两个第一夹具2分别与裙板100两侧的设备架支架工字梁200相连接；第二夹具3安装在连接杆1上且位于两个第一夹具2之间，传感器300安装在第二夹具3上，并且该第二夹具3能够沿着连接杆1的周向转动。

上述的传感器安装夹具，设置连接杆1，通过两个第一夹具2将连接杆1的两端分别安装在裙板100两侧的设备架支架工字梁200上，在连接杆1上设置用于安装传感器300的第二夹具3，且该第二夹具3能沿连接杆1的周向转动；将第一夹具2夹持在设备架支架工字梁200的合适高度，将第二夹具3安装在连接杆1的合适位置处，通过转动第二夹具3，可使传感器300对准裙板100的待测试位置的法向方向。该传感器安装夹具针对高速列车设备舱裙板100的结构特点，利用裙板100处的设备架支架工字梁200作为安装部位；通过该传感器安装夹具能够将传感器100在高速列车设备舱内稳固地安装，使传感器100对准裙板100的待测试位置的法向方向；并且该传感器安装夹具结构简单、使用方便。

具体来说，参见图1至图4，在本实施例中，连接杆1为圆杆，第一夹具2包括一个第一圆柱形套筒21，该第一圆柱形套筒21套设在连接杆1上；在第一圆柱形套筒21上开设有两个螺纹孔，第一圆柱形套筒21通过穿设在该螺纹孔内的第一紧固螺栓22与连接杆1紧固连接。如此设置，通过拧松第一紧固螺栓22可使第一夹具2能够相对于连接杆1的轴向滑动，方便根据裙板100两侧的设备架支架工字梁200的距离调节两个第一夹具2之间的间距，使得该安装夹具能够适应不同间距的设备架支架工字梁200，提高该安装夹具的适用范围；当两个第一夹具2之间的间距调节好后，再次拧紧第一紧固螺栓22可将第一夹具2与连接杆1固定。

进一步地，在本实施例中，第一夹具2还包括一个夹持组件，该夹持组件与第一圆柱形套筒21相连接，第一夹具2通过该夹持组件可拆卸地夹持安装在设备架支架工字梁200上。通过该夹持组件，可以方便地调节该传感器安装夹具在设备架支架工字梁200上的安装高度(由于设备架支架工字梁200是弧形梁(如图7和图8所示)，使第一夹具2在其不同位置夹紧就可以调整传感器300的安装高度)，并将传感器安装夹具牢固地夹持安装在设备架支架工字梁200上。

具体地，参见图1至图4，在本实施例中，夹持组件包括一块安装板23，第一圆柱形套筒21焊接安装在该安装板23上，在安装板23的两端分别设置有两块挡板24；位于安装板23两端的挡板24两两之间通过一根长螺栓25和一个螺母26相连接，以将夹持组件可拆卸地夹持安装在设备架支架工字梁200上。如此设置，在将第一夹具2夹持安装在设备架支架工字梁200上时，只需将长螺栓25穿设在相对的两块挡板24上，利用挡板24的上端夹住安装板23，用挡板24的下端夹住设备架支架工字梁200，拧紧螺母26将第一夹具2夹紧固定在设备架支架工字梁200上即可，结构简单、安装方便。

进一步地，参见图3和图4，在本实施例中，挡板24呈“C”字形，在挡板24的中部开设有一个通孔27，长螺栓25穿过该通孔27将安装板23两端相对的两块挡板24连接在一起。将挡板24设置为“C”字形，更加有利于将安装板23和设备架支架工字梁200的上翼缘板夹持在挡板24的范围内，提高夹紧固定效果。

参见图1、图2、图5和图6，在本实施例中，第二夹具3包括一个第二圆柱形套筒31，该第二圆柱形套筒31套设在连接杆1上，在第二圆柱形套筒31上开设有两个螺纹孔，第二圆柱形套筒31通过穿设在该螺纹孔内的第二紧固螺栓32与连接杆1紧固连接。如此设置，通过拧松第二紧固螺栓32，可使第二夹具3能够相对于连接杆1轴向滑动和周向转动，从而方便调节传感器300的纵向位置(沿连接杆1轴向的位置)和相对于裙板100的角度；调整好传感器300的纵向位置和角度后，将第二紧固螺栓32拧紧即可，结构简单、调节方便。

参见图5和图6，在本实施例中，第二夹具3还包括一个方形导管33，该方形导管33焊接安装在第二圆柱形套筒31上，方形导管33的轴线与第二圆柱形套筒31的轴线互相垂直，传感器300穿设在该方形导管33内，在方形导管33的前部开设有两个螺纹孔，传感器300通过穿设在该螺纹孔内的第三紧固螺栓34与该方形导管33紧固连接。如此设置，通过拧松第三紧固螺栓34，可使传感器300能够在方形导管33内沿方形导管33的轴向伸缩移动，从而调节传感器300相对于裙板100的垂向距离，再次拧紧第三紧固螺栓34可将传感器300与方形导管33固定。

采用本发明的传感器安装夹具对传感器300进行安装的方法如下：

打开高速列车下方设备舱需要测试位置处的裙板100，将两个第一夹具2分别套设在连接杆1的两端，将第二夹具3套设在连接杆1的中部，根据裙板100两侧的设备架支架工字梁200之间的距离调节两个第一夹具2之间的间距，通过第一紧固螺栓22将第一夹具2固定在连接杆1上；

将第一夹具2置于设备架支架工字梁200的合适位置处(例如，与裙板100待测试位置高度相近处)，通过拧紧长螺栓25和螺母26使挡板24夹紧设备架支架工字梁200和安装板23，将两个第一夹具2分别固定在裙板100两侧的设备架支架工字梁200上；

将传感器300穿设在方形导管33内，通过第三紧固螺栓34将传感器300与方形导管33紧固连接；

转动和/或滑动套设在连接杆1上的第二夹具3，使传感器300对准裙板100待测试位置的法向方向，然后通过第二紧固螺栓32将第二夹具3固定在连接杆1上，即完成传感器300的安装。

当需要将该传感器安装夹具安装在不同间距的设备架支架工字梁200上时，只需拧松第一紧固螺栓22，使第一夹具2沿连接杆1轴向滑动，根据裙板100两侧的设备架支架工字梁200之间的距离重新调节两个第一夹具2之间的间距，调节完成后拧紧第一紧固螺栓22将第一夹具2固定在连接杆1上即可。

当需要调整传感器300的测试位置时，通过调节第一夹具2在设备架支架工字梁200上的夹持位置，即可调节传感器300的安装高度；通过使第二夹具3相对于连接杆1轴向滑动，即可调节传感器300的纵向位置；通过使第二夹具3相对于连接杆1周向转动，即可调节传感器300相对于裙板100的角度，从而使传感器300能够对准裙板100待测试位置的法向方向；通过使传感器300在方形导管33内移动，即可调节传感器300相对于裙板100的垂向位置(即传感器300与裙板100的测试位置之间的距离)。

总体而言，本发明的高速列车裙板变形测试的传感器安装夹具，通过两个第一夹具2和一个第二夹具3以及连接杆1的组合使用，实现了传感器300在高速列车设备舱内的稳固安装。

该安装夹具可以适用不同间距的设备架支架工字梁200，并且可以实现传感器300的多个自由度的变化，可方便地调节传感器300的安装高度、传感器300的纵向位置、传感器300相对于裙板100的角度以及传感器300相对于裙板100的垂向位置。

该传感器安装夹具不仅保证了列车高速运行的恶劣环境中稳固夹紧传感器300，而且传感器300的安装还有着很大的自由度，可以适应不同高速列车车型的不同设备舱内设备架支架工字梁200间隔以及不同裙板100的尺寸大小，结构简单、安装使用方便。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高速列车裙板变形测试的传感器安装夹具，其特征在于，包括：

连接杆(1)；

两个第一夹具(2)，两个所述第一夹具(2)分别安装在所述连接杆(1)的两端，两个所述第一夹具(2)分别与裙板(100)两侧的设备架支架工字梁(200)相连接；所述第一夹具(2)能沿所述连接杆(1)的轴向滑动；所述第一夹具(2)可拆卸地夹持安装在所述设备架支架工字梁(200)上；

第二夹具(3)，安装在所述连接杆(1)上，传感器(300)安装在所述第二夹具(3)上，所述第二夹具(3)能沿所述连接杆(1)的周向转动和轴向滑动；所述传感器(300)能在所述第二夹具(3)上滑动，以调节所述传感器(300)与所述裙板(100)之间的距离。

2.根据权利要求1所述的高速列车裙板变形测试的传感器安装夹具，其特征在于，所述连接杆(1)为圆杆，所述第一夹具(2)包括一第一圆柱形套筒(21)，所述第一圆柱形套筒(21)套设在所述连接杆(1)上，所述第一圆柱形套筒(21)通过第一紧固螺栓(22)与所述连接杆(1)紧固连接。

3.根据权利要求2所述的高速列车裙板变形测试的传感器安装夹具，其特征在于，所述第一夹具(2)还包括一夹持组件，所述夹持组件与所述第一圆柱形套筒(21)相连接，所述第一夹具(2)通过所述夹持组件可拆卸地夹持安装在所述设备架支架工字梁(200)上。

4.根据权利要求3所述的高速列车裙板变形测试的传感器安装夹具，其特征在于，所述夹持组件包括一安装板(23)，所述第一圆柱形套筒(21)安装在所述安装板(23)上，所述安装板(23)的两端设有挡板(24)；所述安装板(23)两端的所述挡板(24)之间通过一长螺栓(25)和一螺母(26)相连接，以将所述夹持组件可拆卸地夹持安装在所述设备架支架工字梁(200)上。

5.根据权利要求4所述的高速列车裙板变形测试的传感器安装夹具，其特征在于，所述挡板(24)呈“C”字形，所述挡板(24)的中部开设有通孔(27)，所述长螺栓(25)穿过所述通孔(27)将所述安装板(23)两端的所述挡板(24)连接在一起。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的高速列车裙板变形测试的传感器安装夹具，其特征在于，所述第二夹具(3)包括一第二圆柱形套筒(31)，所述第二圆柱形套筒(31)套设在所述连接杆(1)上，所述第二圆柱形套筒(31)通过第二紧固螺栓(32)与所述连接杆(1)紧固连接。

7.根据权利要求6所述的高速列车裙板变形测试的传感器安装夹具，其特征在于，第二夹具(3)还包括一方形导管(33)，所述方形导管(33)安装在所述第二圆柱形套筒(31)上，所述传感器(300)穿设在所述方形导管(33)内，所述传感器(300)通过第三紧固螺栓(34)与所述方形导管(33)紧固连接。

8.一种高速列车裙板变形测试的传感器安装方法，其特征在于，采用如权利要求1-7中任意一项所述的传感器安装夹具对传感器(300)进行安装，所述安装方法包括：

将第一夹具(2)套设在连接杆(1)的两端，根据裙板(100)两侧的设备架支架工字梁(200)之间的距离调节两个第一夹具(2)之间的间距，然后通过第一紧固螺栓(22)将第一夹具(2)固定在连接杆(1)上；

将第一夹具(2)置于设备架支架工字梁(200)的合适位置处，通过拧紧长螺栓(25)和螺母(26)使挡板(24)夹紧设备架支架工字梁(200)和安装板(23)，将第一夹具(2)固定在设备架支架工字梁(200)上；

将传感器(300)穿设在方形导管(33)内，通过第三紧固螺栓(34)将传感器(300)与方形导管(33)紧固连接；

转动和/或滑动套设在连接杆(1)上的第二夹具(3)，使传感器(300)对准裙板(100)待测试位置的法向方向，然后通过第二紧固螺栓(32)将第二夹具(3)固定在连接杆(1)上。

9.根据权利要求8所述的高速列车裙板变形测试的传感器安装方法，其特征在于，当所安装的裙板(100)两侧的设备架支架工字梁(200)之间的距离不同时，拧松第一紧固螺栓(22)，使第一夹具(2)沿连接杆(1)轴向滑动，根据裙板(100)两侧的设备架支架工字梁(200)之间的距离重新调节两个第一夹具(2)之间的间距，调节完成后拧紧第一紧固螺栓(22)将第一夹具(2)固定在连接杆(1)上。

10.根据权利要求8所述的高速列车裙板变形测试的传感器安装方法，其特征在于，当需要调整传感器(300)的测试位置时，通过调节第一夹具(2)在设备架支架工字梁(200)上的夹持位置，以调节传感器(300)的安装高度；通过使第二夹具(3)相对于连接杆(1)轴向滑动，以调节传感器(300)的纵向位置；通过使第二夹具(3)相对于连接杆(1)周向转动，调节传感器(300)相对于裙板(100)的角度，以使传感器(300)对准裙板(100)待测试位置的法向方向；通过使传感器(300)在方形导管(33)内移动，以调节传感器(300)相对于裙板(100)的垂向位置。

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