[发明专利]一种主动径向转向架及自适应协同控制方法

说明书

本发明公开了一种主动径向转向架及控制方法，包括数据采集系统、数据处理控制系统和转向执行系统，数据处理控制系统分别与数据采集系统和转向执行系统连接，数据采集系统用于采集当前列车的轨道数据，并将采集的数据传递给数据处理控制系统，数据处理控制系统依据采集的数据并进行数据处理后，控制转向执行系统主动转向；实现主动径向转向架适应列车车速和列车前方轨道进行转向，有效减少轮轨磨耗，降低轮对的维修更换，提高转向的精度和响应速度，具有良好的稳定性，提高转向角度的识别度和准确度。

技术领域

本发明涉及转向架技术领域，具体涉及一种主动径向转向架及自适应协同控制方法。

背景技术

目前，铁路上运行的铁道车辆均采用“被动转向”模式，该模式下蠕滑力是导致轮轨产生磨耗的主要因素。径向转向架(Radial Track)可以有效地解决上述车辆横向稳定和曲线通过性之间矛盾。径向转向架能在保证车辆横向稳定性的同时，降低轮轨间作用力，减少轮轨磨损。曲线运动时，主动径向转向架在传递牵引力或制动力的同时，允许轮对顺着轨道曲线半径转动，在充分发挥粘着牵引力的同时，减小车轮与轨道的冲角，从而减少轮轨间的横向力及磨损。铁路运输的高速化与重载化带来了轮轨磨耗加剧和振动效应加强等不良影响，对列车转向架技术提出了更高的要求。

发明专利CN201410218460.1所描述的是列车馈能式的主动径向转向架，其径向转向系统主要由前摆臂总成、后摆臂总成以及径向转向传动装置组成。其中的径向传动装置，即作动器总成由作动电机和差速齿轮对组成。该径向转向架的转向原理为，当传感器采集到的信号证明铁道车辆即将进入曲线路段时，伺服电机驱动后锥齿轮旋转，则与之啮合的上、下两个锥齿轮将等速旋转、方向相反，左锥齿轮为支撑齿轮。上、下锥齿轮分别连接前、后摆臂总成，齿轮的转动最终将带动轮对的偏转，伺服电机转动角度的不同可以实现轮对任意冲角位置，以满足任何曲线路段的径向转向。

实用新型专利CN201520147709.4同样描述了一种列车主动径向转向架，该径向转向架的转向系统由前转向器总成、后转向器总成和转向传动装置组成。转向器总成包括转向器、转向齿轮、转向横拉杆以及转向节臂等部件，转向传动装置则包括了作动伺服电机、一对传动齿轮和中间轴，齿轮布置在传动装置的中间轴上，齿条布置在转向器总成的转向横拉杆上。该径向转向架的工作原理是，当列车进入曲线路段行驶时，伺服电机工作，驱动传递齿轮的小齿轮转动，由小齿轮带动大齿轮并中间轴转动，在执行器的作用下，两根转向横拉杆将沿同一方向直线移动，带动转向节臂运动，最终使轮对发生偏转，实现铁道车辆的径向转向。

现有主动径向转向架的转向驱动全都采用齿轮结构，但由于齿轮的啮合间隙等因素，在转向半径很大的情况下精度很低，耐久性差、减轻轮轨磨耗的效果不强。并且，主动径向的数据采集大多依靠卫星定位，其精度不高且很难准确匹配转向角度及驱动力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种主动径向转向架及自适应协同控制方法，实现主动径向转向，有效减少轮轨磨损，降低轮对的维修及更换，提高转向的精度和响应速度，结构紧凑，具有良好的稳定性，提高转向角度的识别度和准确度，实时适应列车车速和列车前方轨道进行转向。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种主动径向转向架，安装于列车底部，其特征在于，包括数据采集系统、数据处理控制系统和转向执行系统，数据处理控制系统分别与数据采集系统和转向执行系统连接，数据采集系统用于采集当前列车的轨道数据，并将采集的数据传递给数据处理控制系统，数据处理控制系统依据采集的数据并进行数据处理后，控制转向执行系统主动转向；

其中，数据采集系统包括测量模块和数据调取模块，数据处理控制系统包括计算控制模块和校核对比模块，校核对比模块分别与计算控制模块和数据调取模块连接，计算控制模块分别与测量模块和转向执行系统连接；