技术领域
[0001] 本发明涉及传感器标定技术领域，具体涉及一种标定设备、标定方法和闸瓦压力计算方法。
相关背景技术
[0002] 铁路车辆的制动系统是通过闸瓦摩擦车轮踏面来实现制动的，动态制动传动效率能够反映车辆运行中的真实制动状态，是制动系统进行准确评估的关键参数之一，其中，动态闸瓦压力是计算动态制动传递效率的基础，制动技术人员已经设计出了一种动态闸瓦应变测试装置，测试时，此应变测试装置安装于闸瓦，可以测量出不同闸瓦压力作用下的应变(变形量)，但该应变测试装置输出的数据不是直观的闸瓦压力数据，同时测试装置使用的传感器为专用传感器，未经过标定，为保证测量结果的准确性，同时方便测试人员使用，需要对应变测试装置进行标定。
[0003] 因此，如何提供一种标定设备、标定方法和闸瓦压力计算方法，可进行静态、动态的闸瓦应变测试装置的标定，且测量结果准确，保证标定效果，便于开展静态、动态闸瓦压力关系研究，对制动系统设计进行准确评估为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
具体实施方式
[0036] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0037] 本文中所述“多个”通常为两个以上；且当采用“多个”表示某几个部件的数量时，并不表示这些部件在数量上的相互关系。
[0038] 请参考图1‑图2，图1为本发明所提供标定设备第一种具体实施例的结构示意图；图2为图1标定设备另一种角度的结构示意图。
[0039] 本发明提供一种标定设备，用于标定闸瓦应变测试装置，闸瓦应变测试装置设置于闸瓦01，闸瓦01的制动面能够和车轮踏面a相贴合；
[0040] 标定设备包括至少一组标定组件1，标定组件1包括施力装置11和力传感器12，力传感器12连接在施力装置11的输出轴和闸瓦01之间，施力装置11用于对闸瓦01施加径向压紧力。
[0041] 本发明标定设备采用力传感器12对闸瓦应变测试装置进行标定，通过施力装置11对闸瓦01施加径向压紧力，这里所说的径向压紧力是指压紧力的方向沿车轮031的径向，如此，压紧力会全部由闸瓦01作用于车轮031，力传递过程中没有外力干扰，且没有力的损失，力传感器12连接在施力装置11的输出轴和闸瓦01之间，可以认为力传感器12检测到的作用力值与闸瓦应变测试装置的受力大小是相同的；标定时，由施力装置11输出作用力，将闸瓦01压紧于车轮踏面a，同时用闸瓦应变测试装置采集闸瓦应变值，用力传感器12采集闸瓦压力值，改变施力装置11输出作用力的大小，重复上述过程，可以得到一系列闸瓦压力与闸瓦应变的对应值，从而可构建以闸瓦应变为横坐标，闸瓦压力为纵坐标的散点图，根据散点图可拟合出闸瓦应变测试装置测量闸瓦应变值与闸瓦压力值的变化曲线，达到标定闸瓦应变测试装置的目的。
[0042] 同时，由于力传感器12连接在施力装置11的输出轴和闸瓦01之间，闸瓦01和车轮031可以正常接触，标定时，可以进行动态标定，也可以进行静态标定，具体地：
[0043] 静态标定时，保持车轮031静止，控制施力装置11的输出轴伸出，将闸瓦01压在车轮031上，改变施力装置11的作用力大小，采集并记录闸瓦应变测试装置测量应变值和力传感器12检测到的闸瓦压力值，通过一系列闸瓦压力值与闸瓦应变值的对应关系，即可以获得静态条件下闸瓦压力与闸瓦应变之间的关系曲线。
[0044] 动态标定时，可以驱使车轮031达到试验速度，然后使车轮031处于惯性转动状态，同时，启动施力装置11对车轮031进行制动，施力装置11的输出轴伸出，将闸瓦01压在车轮031上，改变施力装置11的作用力大小，直至车轮031停止转动，在这一过程中，力传感器12测量施力装置11输出的作用力大小，也即闸瓦压力值，闸瓦应变测试装置测量闸瓦应变值，通过一系列闸瓦压力值与闸瓦应变值的对应关系，即可以获得动态条件下闸瓦压力与闸瓦应变之间的关系曲线。
[0045] 由此可见，本发明标定设备，可进行静态、动态的闸瓦应变测试装置的标定，且测量结果准确，保证标定效果；同时，在获得静态条件和动态条件下闸瓦压力与闸瓦应变之间的关系曲线后，当需要进行静态或动态闸瓦压力测试试验时，将闸瓦应变测试装置获得的闸瓦应变值代入对应的关系曲线便可直接获得动态闸瓦压力或静态闸瓦压力，便于开展静态、动态闸瓦压力关系研究，对制动系统设计进行准确评估。
[0046] 由图1可以看出，本发明标定设备采用真实轮对作为试验轮对03进行研究，如此，标定设备还包括轮对支座2，轮对支座2包括两个并列设置的第一支座本体，第一支座本体对应设置有安装部，安装部用于可转动地安装试验轮对03。
[0047] 具体地，第一支座本体包括下座体和固定盖板，下座体和固定盖板具有相对设置的弧形槽，下座体和固定盖板拼合固定于一体后，下座体和固定盖板之间形成容纳槽，工作时，试验轮对03的车轮轴的两端可转动地安装在对应的容纳槽内部，该容纳槽即为前述安装部。
[0048] 其中，下座体和固定盖板具体可以采用螺栓固定连接，连接可靠，便于拆装。
[0049] 由图1可以看出，标定时，用于对试验轮对03进行制动的制动组件包括两个闸瓦01，两个闸瓦01连接于制动梁02，两个闸瓦01和试验轮对03中的两个车轮031一一对应设置。
[0050] 如此，本实施例的标定设备中，标定组件1实际上是直接和制动梁02连接的，进而间接连接闸瓦01，施力装置11施加的作用力依次经力传感器12、制动梁02传递至闸瓦01，再由闸瓦01作用到车轮031上。
[0051] 基于此，本发明标定设备还包括滑槽支座3，滑槽支座3位于轮对支座2靠近标定组件1的一侧，滑槽支座3包括两个并列设置的第二支座本体，第二支座本体的顶壁对应设置有滑槽，滑槽的延伸方向与轮对支座2的轴向垂直。
[0052] 可以理解，轮对支座2的轴向也即试验轮对03的轴向，当试验轮对03安装于轮对支座2时，滑槽实际与试验轮对03的轴向垂直，换言之，滑槽沿车轮031的径向延伸，工作时，制动梁02通过滑槽滑动支撑于滑槽支座3，滑槽支座3可以起到对制动梁02的支撑作用，滑槽可以起到对制动梁02的导向作用，使得制动梁02只能够在标定组件1的驱动作用下沿滑槽的延伸方向滑动，进而使得闸瓦01只能够沿车轮031的径向靠近或远离车轮031，保证施力装置11对闸瓦01施加的作用力始终沿车轮031的径向，保证力传递过程中没有损失。
[0053] 可以理解，在实际标定过程中，取消制动梁02，标定组件1直接和对应的闸瓦01连接也是可行的，此时，施力装置11施加的作用力会经力传感器12直接传递至闸瓦01，再由闸瓦01作用到车轮031上。当然，本实施采用真实制动组件的结构进行闸瓦应变测试装置的标定，更接近车辆运用中的真实状态，为更加优选的技术方案。
[0054] 同时，由图1可以看出，本实施例中，标定组件1的数量为两组，两组标定组件1沿轮对支座2的轴向对称设置，当试验轮对03安装于轮对支座2时，两个标定组件1实际也沿试验轮对03的轴向对称设置。
[0055] 由于轮对03中两个车轮031是对称布置的，且车轮031的直径沿靠近轮缘的方向逐渐增大，因此，两个标定组件1沿试验轮对03的轴向对称设置，作用于两个车轮031的制动力的轴向分力可以相互抵消，保证轮对03处于轴向平衡状态。
[0056] 实际中，标定设备设置标定组件1的数量为一组也是可行的，此时，为了保证轮对03的轴向平衡，一组标定组件1应当连接在轮对支座2的轴向中心位置。
[0057] 本实施例中，施力装置11具体采用制动缸，制动缸的活塞杆即形成前述输出轴。
[0058] 当然，实际应用中，施力装置11的具体实现方式不做限制，如施力装置11还可以为气缸、液压缸、电缸等能够产生直线位移的驱动机构。
[0059] 进一步地，如图2所示，本发明标定设备还包括驱动单元4，驱动单元4位于轮对支座2的轴向一端，驱动单元4包括顺次连接的驱动部件41、惯性轮组42和变速器43，变速器43靠近轮对支座2，变速器43远离惯性轮组42的一端具有连接部，连接部用于连接试验轮对03。
[0060] 如上设置，连接部和试验轮对03连接，在动态标定时，驱动部件41驱动试验轮对03达到试验速度，然后驱动部件41关闭，在惯性轮组42的带动下车轮031处于惯性转动状态，如此动态地模拟铁路车辆的实际行车状态，便于进行闸瓦应变测试装置的动态标定，以及开展动态闸瓦压力试验，研究静、动态闸瓦压力的关系。
[0061] 请参考图‑图3，图3为本发明所提供标定设备第二种具体实施例的结构示意图。
[0062] 如图1和图2所示，在第一种实施例的标定设备中，力传感器12直接和制动梁02连接；如图3所示，在第二种实施例的标定设备中，标定组件1还包括传力杆13，传力杆13的一端连接力传感器12，另一端连接制动梁02，即力传感器12间接连接制动梁02。
[0063] 本发明还提供一种标定方法，静态标定包括如下步骤：
[0064] 保持车轮031静止，控制施力装置11的输出轴伸出，将闸瓦01压在车轮031上，改变施力装置11的作用力大小，采集并记录闸瓦应变测试装置测量应变值和力传感器12检测到的闸瓦压力值，通过闸瓦压力值与闸瓦应变值的对应关系获得静态条件下闸瓦压力与闸瓦应变的关系曲线，由此达到静态标定闸瓦应变测试装置的目的。
[0065] 本发明标定方法基于前述标定设备，因此具有与前述标定设备相同的技术效果，在此不再赘述。
[0066] 本发明还提供一种标定方法，动态标定包括如下步骤：
[0067] 驱使车轮031达到试验速度，然后使车轮031处于惯性转动状态，控制施力装置11的输出轴伸出，将闸瓦01压在车轮031上，改变施力装置11的作用力大小，直至车轮031停止转动，采集并记录闸瓦应变测试装置测量应变值和力传感器12检测到的闸瓦压力值，通过闸瓦压力值与闸瓦应变值的对应关系获得动态条件下闸瓦压力与闸瓦应变的关系曲线，由此达到动态标定闸瓦应变测试装置的目的。
[0068] 本发明标定方法基于前述标定设备，因此具有与前述标定设备相同的技术效果，在此不再赘述。
[0069] 本发明还提供一种闸瓦压力的计算方法，包括如下步骤：
[0070] 获取闸瓦应变测试装置的测量应变值，将测量应变值代入闸瓦压力与闸瓦应变的关系曲线获得闸瓦压力。
[0071] 其中，闸瓦压力与闸瓦应变的关系曲线可以通过前述标定设备对闸瓦应变测试装置进行静态标定或动态标定来获得，将动态条件下闸瓦应变测试装置的测量应力值代入动态标定时获得的闸瓦压力与闸瓦应变的关系曲线，便可获得动态闸瓦压力；将静态条件下闸瓦应变测试装置的测量应力值代入静态标定时获得的闸瓦压力与闸瓦应变的关系曲线，便可获得静态闸瓦压力，从而开展静态、动态闸瓦压力关系研究，对制动系统设计进行准确评估。
[0072] 以上对本发明所提供的一种标定设备、标定方法和闸瓦压力计算方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
