CN112109056B - 一种支撑轨道车辆车体的调平装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支撑轨道车辆车体的调平装置及方法，打破了磁性浮子液位计需与被测容器连通并采集被测容器液位高度的常规应用，利用四个磁性浮子液位计来检测车辆车体四角的不平整度，在测量过程中，磁性浮子液位计无激光测距传感器的散射问题，不平整度的测量精度高，且控制单元根据液位高度的实时反馈实时调节调平机构，提高了调平效率；在整个测量和调平过程中，无需人工参与，能够实现车辆车体快速、准确、高效地自动调平；同时磁性浮子液位计相对于激光测距传感器，成本低，降低了调平成本。

Description

一种支撑轨道车辆车体的调平装置及方法

技术领域

本发明属于车体调平技术领域，尤其涉及一种支撑轨道车辆车体的调平装置及方法。

背景技术

随着城市轨道交通发展迅速，许多城市已建设或规划建设大容量地面公共轨道交通***，例如有轨电车。

有轨电车的车体是其最重要的组成部分，车体调平是关键控制工序，车体调平精度直接影响到组装时的安装精度，因此有轨电车的车辆车体在整个组装前的调平尤为重要。有轨电车的车辆车体是被支撑在假台车上，方便操作人员进行车下作业，一般1节车辆车体配备的假台车数量为2。由于厂房内轨道平整度和假台车的高度存在差异，因此，每节车辆车体都要进行单独调平，保证车辆车体四角的高度差≤1mm，方可进行后续的组装作业。

目前，主要的调平方式为仪器检测+手动调平，具体方法如下：1）车辆车体置于假台车上；2）将激光测距传感器设置在车辆车体上；3）通过激光测距传感器测量车辆车体四角高度数据并记录；4）分析四角高度数据，取基准高度值，再采用千斤顶或丝杠调节车辆车体的四角高度；5）再测量车辆车体四角高度，若复核数据高度差≤1mm，则结束调平。采用激光测距传感器进行高度或距离测量，当激光发射高度或距离达到一定值时，激光发散易导致高度或距离测量存在误差，而车体四角的高度差需≤1mm才能达到调平要求，因此由于测量精度误差导致不易达到调平要求，调平操作需反复，调平效率低，并且激光测距传感器成本高。同时在整个调平过程中，至少需要2个人同时生产作业，使调平操作费时费力，进一步降低调平效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种支撑轨道车辆车体的调平装置及方法，以解决轨道车辆车体测量精度误差导致不易达到调平要求，调平效率低，需人工参与，费时费力，不便于操作等问题。

本发明独立权利要求的技术方案解决了上述发明目的中的一个或多个。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种支撑轨道车辆车体的调平装置，包括第一假台车、第二假台车、第一调平机构、第二调平机构、第三调平机构以及第四调平机构；所述第一假台车和第二假台车置于轨道上，所述第一假台车包括第一支柱和第二支柱，所述第二假台车包括第三支柱和第四支柱，所述第一调平机构设于第一支柱内，第二调平机构设于第二支柱内，第三调平机构设于第三支柱内，第四调平机构设于第四支柱内；所述车辆车体底部的四角分别置于第一支柱、第二支柱、第三支柱以及第四支柱上，第一调平机构、第二调平机构、第三调平机构以及第四调平机构均与所述车辆车体连接；其特征是：所述调平装置还包括第一磁性浮子液位计、第二磁性浮子液位计、第三磁性浮子液位计、第四磁性浮子液位计以及控制单元；所述第一磁性浮子液位计设于第一支柱上，且第一磁性浮子液位计的顶端与第一支柱的顶端平齐；所述第二磁性浮子液位计设于第二支柱上，且第二磁性浮子液位计的顶端与第二支柱的顶端平齐；所述第三磁性浮子液位计设于第三支柱上，且第三磁性浮子液位计的顶端与第三支柱的顶端平齐；所述第四磁性浮子液位计设于第四支柱上，且第四磁性浮子液位计的顶端与第四支柱的顶端平齐；所述第一磁性浮子液位计、第二磁性浮子液位计、第三磁性浮子液位计以及第四磁性浮子液位计通过软管相互连通，所述软管内充满液体；

所述第一磁性浮子液位计、第二磁性浮子液位计、第三磁性浮子液位计以及第四磁性浮子液位计分别与所述控制单元的输入端连接，所述第一调平机构、第二调平机构、第三调平机构以及第四调平机构分别与所述控制单元的输出端连接。

本发明中，利用四个磁性浮子液位计来检测车辆车体四角的不平整度，四个磁性浮子液位计的顶端均与对应支柱的顶端平齐，使四个磁性浮子液位计处于同一高度，再利用充满液体的软管使四个磁性浮子液位计相互连通，轨道的不平整度导致通过假台车置于轨道上的车辆车体的不平整，从而使相互连通的四个磁性浮子液位计主导管内的浮子处于不同的高度，即四个磁性浮子液位计所采集的液位高度不同，通过液位高度反映车辆车体的不平整度；根据四个磁性浮子液位计所采集的液位高度，以四个液位高度中的最大值为基准值，控制单元控制三个调平机构动作，其中基准值所对应的调平机构不动作；控制单元根据采样周期实时获取四个磁性浮子液位计的液位高度，并实时控制调平机构动作，反复执行，直到四个磁性浮子液位计所采集的液位高度中任意两个液位高度之差的绝对值小于1mm，即达到调平要求，结束车辆车体的调平工作。

进一步地，所述第一调平机构、第二调平机构、第三调平机构以及第四调平机构均包括调平油缸、电磁换向阀以及比例阀；所述比例阀的进油口通过油泵与油箱连接，比例阀的出油口与所述电磁换向阀的进油口连接；所述换向阀的出油口与调平油缸连接，所述调平油缸与车辆车体连接；所述电磁换向阀、比例阀分别与所述控制单元连接。

控制单元根据四个液位高度向比例阀发出调平信号，向电磁换向阀发出开关信号，使调平油缸动作，从而调整车辆车体的四角高度。

进一步地，所述第一调平机构、第二调平机构、第三调平机构以及第四调平机构均包括驱动电机和丝杠副；所述驱动电机的控制端与所述控制单元连接，所述驱动电机的输出端与所述丝杠副连接，所述丝杠副还与车辆车体连接。

控制单元根据四个液位高度来控制驱动电机的转动，丝杠副将驱动电机的转动转换为直线运行，从而调整车辆车体的四角高度。

进一步地，所述第一磁性浮子液位计、第二磁性浮子液位计、第三磁性浮子液位计以及第四磁性浮子液位计分别通过RS232与所述控制单元的输入端连接。

进一步地，所述控制单元是以STC89C51单片机为微处理器的控制模块。

本发明还提供一种利用如上所述支撑轨道车辆车体的调平装置进行车辆车体调平的方法，包括：

步骤1：实时获取第一磁性浮子液位计、第二磁性浮子液位计、第三磁性浮子液位计以及第四磁性浮子液位计的液位高度；

步骤2：判断四个所述液位高度中任意两个液位高度之差的绝对值是否均小于调平阈值，如果是，则调平工作结束；

否则以四个所述液位高度中的最大值为基准值，基准值所对应的调平机构保持不动，通过计算除所述基准值对应的磁性浮子液位计以外的其他三个磁性浮子液位计的液位高度与基准值之差，来控制除所述基准值对应的调平机构以外的其他三个调平机构升降，根据采样周期循环执行步骤1和2，直到调平工作结束。

进一步地，所述调平阈值为1mm。

有益效果

与现有技术相比，本发明所述提供的支撑轨道车辆车体的调平装置及方法，打破了磁性浮子液位计需与被测容器连通并采集被测容器液位高度的常规应用，利用四个磁性浮子液位计来检测车辆车体四角的不平整度，在测量过程中，磁性浮子液位计无激光测距传感器的散射问题，不平整度的测量精度高，且控制单元根据液位高度的实时反馈实时调节调平机构，提高了调平效率；在整个测量和调平过程中，无需人工参与，能够实现车辆车体快速、准确、高效地自动调平；同时磁性浮子液位计相对于激光测距传感器，成本低，降低了调平成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中一种支撑轨道车辆车体的调平装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中利用图1所述调平装置进行车辆车体调平的方法的流程图；

其中，1-车辆车体，2-第一假台车，3-第二假台车，4-轨道，5-第一支柱，6-第二支柱，7-第三支柱，8-第四支柱，9-第一调平机构，10-第二调平机构，11-第三调平机构，12-第四调平机构，13-第一磁性浮子液位计，14-第二磁性浮子液位计，15-第三磁性浮子液位计，16-第四磁性浮子液位计，17-软管。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例所提供的一种支撑轨道车辆车体的调平装置，包括第一假台车2、第二假台车3、第一调平机构9、第二调平机构10、第三调平机构11、第四调平机构12、第一磁性浮子液位计13、第二磁性浮子液位计14、第三磁性浮子液位计15、第四磁性浮子液位计16以及控制单元；第一假台车2和第二假台车3置于轨道4上，第一假台车2包括第一支柱5和第二支柱6，第二假台车3包括第三支柱7和第四支柱8，第一调平机构9设于第一支柱5内，第二调平机构10设于第二支柱6内，第三调平机构11设于第三支柱7内，第四调平机构12设于第四支柱8内；车辆车体1底部的四角分别置于第一支柱5、第二支柱6、第三支柱7以及第四支柱8上，使车辆车体1平放于第一假台车2和第二假台车3上，第一调平机构9、第二调平机构10、第三调平机构11以及第四调平机构12均与车辆车体1连接；第一磁性浮子液位计13设于第一支柱5上，且第一磁性浮子液位计13的顶端与第一支柱5的顶端平齐；第二磁性浮子液位计14设于第二支柱6上，且第二磁性浮子液位计14的顶端与第二支柱6的顶端平齐；第三磁性浮子液位计15设于第三支柱7上，且第三磁性浮子液位计15的顶端与第三支柱7的顶端平齐；第四磁性浮子液位计16设于第四支柱8上，且第四磁性浮子液位计16的顶端与第四支柱8的顶端平齐；第一磁性浮子液位计13、第二磁性浮子液位计14、第三磁性浮子液位计15以及第四磁性浮子液位计16通过软管17相互连通，软管17内充满液体；第一磁性浮子液位计13、第二磁性浮子液位计14、第三磁性浮子液位计15以及第四磁性浮子液位计16分别与控制单元的输入端连接，第一调平机构9、第二调平机构10、第三调平机构11以及第四调平机构12分别与控制单元的输出端连接。每个磁性浮子液位计对应一个调平机构，根据磁性浮子液位计所采集的液位高度来控制对应调平机构升降。

第一调平机构9、第二调平机构10、第三调平机构11以及第四调平机构12可以通过多种结构形式来实现，例如调平油缸式的调平机构、丝杠式的调平机构。调平油缸式的调平机构包括调平油缸、电磁换向阀以及比例阀；比例阀的进油口通过油泵与油箱连接，比例阀的出油口与电磁换向阀的进油口连接；换向阀的出油口与调平油缸连接，调平油缸与车辆车体1连接；电磁换向阀、比例阀分别与控制单元连接。控制单元根据四个液位高度向比例阀发出调平信号，向电磁换向阀发出开关信号，使调平油缸动作，从而调整车辆车体1的四角高度。

丝杠式的调平机构包括驱动电机和丝杠副；驱动电机的控制端与控制单元连接，驱动电机的输出端与丝杠副连接，丝杠副还与车辆车体1连接。控制单元根据四个液位高度来控制驱动电机的转动，丝杠副将驱动电机的转动转换为直线运行，从而调整车辆车体1的四角高度。

本实施例中，第一磁性浮子液位计13、第二磁性浮子液位计14、第三磁性浮子液位计15以及第四磁性浮子液位计16分别通过RS232与控制单元的输入端连接，控制单元是以STC89C51单片机为微处理器的控制模块。

本实施例中，假台车的结构为现有技术，两台假台车的结构尺寸完全一致，每台假台车的两根支柱的结构尺寸完全一致。

本发明调平装置的工作原理为：第一磁性浮子液位计13、第二磁性浮子液位计14、第三磁性浮子液位计15以及第四磁性浮子液位计16通过软管17相互连通，使液体能够在软管17以及第一磁性浮子液位计13、第二磁性浮子液位计14、第三磁性浮子液位计15和第四磁性浮子液位计16内流动；第一磁性浮子液位计13、第二磁性浮子液位计14、第三磁性浮子液位计15、第四磁性浮子液位计16以及软管17始终保持一个连接整体，只需在作业使用时，将第一磁性浮子液位计13、第二磁性浮子液位计14、第三磁性浮子液位计15以及第四磁性浮子液位计16悬挂在假台车对应的支柱上即可，无需拆卸。每个磁性浮子液位计的顶端与对应支柱的顶端平齐，保证了四个磁性浮子液位计处于支柱的同一高度位置，避免了由于四个磁性浮子液位计处于支柱的不同高度位置导致的不平整度误差，提高了不平整度的测量精度。由于轨道4不平整，导致通过假台车置于轨道4上的车辆车体1四角不平整，液位在软管17以及第一磁性浮子液位计13、第二磁性浮子液位计14、第三磁性浮子液位计15和第四磁性浮子液位计16内流动，当车辆车体1四角不平整时，每个磁性浮子液位计主导管内的浮子处于不同的高度，即四个磁性浮子液位计所采集的液位高度不同，通过四个液位高度反映车辆车体1四角的不平整度；根据四个磁性浮子液位计所采集的液位高度，以四个液位高度中的最大值为基准值，控制单元通过计算除基准值所对应的磁性浮子液位计外的其他磁性浮子液位计的液位高度与基准值之差，来控制除基准值所对应的调平机构外的其他三个调平机构动作，其中基准值所对应的调平机构不动作，其他三个调平机构上升，且上升高度为其他三个调平机构所对应的液位高度分别与基准值之差的绝对值（例如第一调平机构9的上升高度为第一磁性浮子液位计13的液位高度与基准值之差的绝对值）；控制单元根据采样周期实时获取四个磁性浮子液位计的液位高度，并实时控制调平机构动作，直到四个磁性浮子液位计所采集的液位高度中任意两个液位高度之差的绝对值小于1mm，即达到调平要求，结束车辆车体1的调平工作。

如图2所示，本实施例还提供一种利用如上所述支撑轨道车辆车体的调平装置进行车辆车体调平的方法，包括：

步骤1：实时获取第一磁性浮子液位计13、第二磁性浮子液位计14、第三磁性浮子液位计15以及第四磁性浮子液位计16的液位高度；

步骤2：判断四个液位高度中任意两个液位高度之差的绝对值是否均小于调平阈值，如果是，则调平工作结束；

否则以四个液位高度中的最大值为基准值，基准值所对应的调平机构保持不动，通过计算其他磁性浮子液位计的液位高度与基准值之差来控制其他三个调平机构的升降，根据采样周期循环执行步骤1和2，直到调平工作结束。本实施例中，调平阈值为1mm。

以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种支撑轨道车辆车体的调平装置，包括第一假台车、第二假台车、第一调平机构、第二调平机构、第三调平机构以及第四调平机构；所述第一假台车和第二假台车置于轨道上，所述第一假台车包括第一支柱和第二支柱，所述第二假台车包括第三支柱和第四支柱，所述第一调平机构设于第一支柱内，第二调平机构设于第二支柱内，第三调平机构设于第三支柱内，第四调平机构设于第四支柱内；所述车辆车体底部的四角分别置于第一支柱、第二支柱、第三支柱以及第四支柱上，第一调平机构、第二调平机构、第三调平机构以及第四调平机构均与所述车辆车体连接；其特征在于：

所述调平装置还包括第一磁性浮子液位计、第二磁性浮子液位计、第三磁性浮子液位计、第四磁性浮子液位计以及控制单元；所述第一磁性浮子液位计设于第一支柱上，且第一磁性浮子液位计的顶端与第一支柱的顶端平齐；所述第二磁性浮子液位计设于第二支柱上，且第二磁性浮子液位计的顶端与第二支柱的顶端平齐；所述第三磁性浮子液位计设于第三支柱上，且第三磁性浮子液位计的顶端与第三支柱的顶端平齐；所述第四磁性浮子液位计设于第四支柱上，且第四磁性浮子液位计的顶端与第四支柱的顶端平齐；所述第一磁性浮子液位计、第二磁性浮子液位计、第三磁性浮子液位计以及第四磁性浮子液位计通过软管相互连通，所述软管内充满液体；

所述第一磁性浮子液位计、第二磁性浮子液位计、第三磁性浮子液位计以及第四磁性浮子液位计分别与所述控制单元的输入端连接，所述第一调平机构、第二调平机构、第三调平机构以及第四调平机构分别与所述控制单元的输出端连接。

2.如权利要求1所述的调平装置，其特征在于：所述第一调平机构、第二调平机构、第三调平机构以及第四调平机构均包括调平油缸、电磁换向阀以及比例阀；所述比例阀的进油口通过油泵与油箱连接，比例阀的出油口与所述电磁换向阀的进油口连接；所述换向阀的出油口与调平油缸连接，所述调平油缸与车辆车体连接；所述电磁换向阀、比例阀分别与所述控制单元连接。

3.如权利要求1所述的调平装置，其特征在于：所述第一调平机构、第二调平机构、第三调平机构以及第四调平机构均包括驱动电机和丝杠副；所述驱动电机的控制端与所述控制单元连接，所述驱动电机的输出端与所述丝杠副连接，所述丝杠副还与车辆车体连接。

4.如权利要求1~3中任一项所述的调平装置，其特征在于：所述第一磁性浮子液位计、第二磁性浮子液位计、第三磁性浮子液位计以及第四磁性浮子液位计分别通过RS232与所述控制单元的输入端连接。

5.如权利要求1~3中任一项所述的调平装置，其特征在于：所述控制单元是以STC89C51单片机为微处理器的控制模块。

6.一种利用如权利要求1~5中任一项所述支撑轨道车辆车体的调平装置进行车辆车体调平的方法，其特征在于，包括：

步骤1：实时获取第一磁性浮子液位计、第二磁性浮子液位计、第三磁性浮子液位计以及第四磁性浮子液位计的液位高度；

步骤2：判断四个所述液位高度中任意两个液位高度之差的绝对值是否均小于调平阈值，如果是，则调平工作结束；

否则以四个所述液位高度中的最大值为基准值，基准值所对应的调平机构保持不动，通过计算除所述基准值对应的磁性浮子液位计以外的其他三个磁性浮子液位计的液位高度与基准值之差，来控制除所述基准值对应的调平机构以外的其他三个调平机构升降，根据采样周期循环执行步骤1和2，直到调平工作结束。

7.如权利要求6所述的进行车辆车体调平的方法，其特征在于：所述调平阈值为1mm。

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