[发明专利]一种主动控制式作动器及转向架

权利要求书

1.一种主动控制式作动器，其特征在于：包括作动器(1)和控制器(2)，作动器(1)和控制器(2)之间通过连接线(6)连接，所述作动器(1)包括两端的球铰(11)、减振器(12)、空气弹簧(13)、电机(15)、位移及加速度传感器(16)和噪声传感器(14)，电机(15)两端分别与减振器(12)和空气弹簧(13)连接；位移及加速度传感器(16)分别与减振器(12)和空气弹簧(13)连接，噪声传感器(14)安装在空气弹簧(13)外部；所述连接线(6)包括空气管路(61)和电缆(62)，空气弹簧(13)与控制器(2)之间通过空气管路(61)连接，噪声传感器(14)、电机(15)、位移和加速度传感器(16)分别通过电缆(62)与控制器(2)连接；所述控制器(2)包括电源、风源与控制模块，控制器(2)采集作动器(1)上传感器获取的信息，并根据分析结果按照控制策略控制减振器(12)阻尼变化、空气弹簧(13)、电机(15)两端位移变化，实现作动器(1)变刚度、变阻尼、变长度特性；车辆在直线轨道上运行时，控制电源通过电缆(62)加大活塞组成(122)的电流，减振器(12)中的磁流变液流动阻力增加，活塞组成(122)运动时磁流变液通过节流孔(123)的阻力增大，从而增加减振器(12)的阻尼力；控制风源通过空气管路(61)对空气弹簧(13)充风，增加空气压力，从而提高作动器刚度， 最终实现轮对的大定位刚度和大阻尼，适应直线高速运行性能需要；车辆在曲线轨道上运行时，控制电源通过电缆(62)减小活塞组成(122)的电流，减振器(12)中的磁流变液流动阻力变小，活塞组成(122)运动时磁流变液通过节流孔(123)的阻力降低，从而降低减振器(12)的阻尼力；控制风源通过空气管路(61) 对空气弹簧(13)排风，降低空气压力，从而降低作动器刚度。

2.根据权利要求1所述的主动控制式作动器，其特征在于：所述减振器(12)包括减振器内筒(121)和活塞组成(122)，活塞组成(122)上设有节流孔(123)；所述空气弹簧(13)由空气弹簧外筒(131)、气囊(132)和减振器(12)的外壁围成，内部充有压力空气；所述活塞组成(122)端部与空气弹簧外筒(131)端部内壁固定连接；所述电机(15)一端与空气弹簧外筒(131)端部内壁固定，另一端与减振器内筒(121)端部外壁固定，所述位移和加速度传感器(16)一端与空气弹簧外筒(131)端部内壁固定，另一端与减振器内筒(121)端部外壁固定；所述噪声传感器(14)安装在空气弹簧外筒(131)的外壁上；所述两件球铰(11)分别与减振器内筒(121)的外端和空气弹簧外筒(131)的外端固定。

3.根据权利要求2所述的主动控制式作动器，其特征在于：所述减振器(12)为磁流变液可调阻尼减振器，减振器内筒(121)内充有磁流变液，通过控制电流大小改变阻尼力。

4.根据权利要求1所述的主动控制式作动器，其特征在于：所述电机(15)为直线音圈电机。

5.一种设有主动控制式作动器的转向架，包括构架(3)、轮对(4)和轴箱(5)，其特征在于：还包括作动器(1)和控制器(2)，所述作动器(1)安装在轴箱(5)和构架(3)之间，控制器(2)安装在构架(3)上，作动器(1)和控制器(2)之间通过连接线(6)连接，控制器(2)采集作动器(1)上传感器获取的信息，并根据分析结果按照控制策略控制作动器(1)作动；车辆在直线轨道上运行时，控制电源通过电缆(62)加大活塞组成(122)的电流，减振器(12)中的磁流变液流动阻力增加，活塞组成(122)运动时磁流变液通过节流孔(123)的阻力增大，从而增加减振器(12)的阻尼力；控制风源通过空气管路(61)对空气弹簧(13)充风，增加空气压力，从而提高作动器刚度， 最终实现轮对的大定位刚度和大阻尼，适应直线高速运行性能需要；车辆在曲线轨道上运行时，控制电源通过电缆(62)减小活塞组成(122)的电流，减振器(12)中的磁流变液流动阻力变小，活塞组成(122)运动时磁流变液通过节流孔(123)的阻力降低，从而降低减振器(12)的阻尼力；控制风源通过空气管路(61)对空气弹簧(13)排风，降低空气压力，从而降低作动器刚度。