[发明专利]组合电桥式的车钩多元多向载荷测量系统及解耦方法

说明书

本发明公开了一种组合电桥式的车钩多元多向载荷测量系统及其解耦方法，该系统包括用于设置在车钩的钩体上的至少四个方向的表面上的至少四组电阻应变计，每组电阻应变计包括相互呈正交布置且首尾相靠组成正四边形的四个电阻应变计；四组电阻应变计内的每二或四个电阻应变计按照设定的全桥结构串联后组成四个桥臂首尾相连。本发明将钩体各表面应变计与其他表面应变计串联组合，设计不同的组桥运算顺序，以实现钩体各表面多向(纵向/横向/垂向)的车钩载荷的测量，以测量车钩在不同工况下的应力。

技术领域

本发明涉及重载列车车钩的力学研究领域，尤其涉及一种组合电桥式的车钩多元多向载荷测量系统及解耦方法。

背景技术

随着现代化工业的发展，特别是电力、钢铁及化学工业的发展，越来越多的重型货物需要通过铁路来运输，重载列车是运送这类特殊重型货物的不二甚至唯一之选。

目前，针对重载列车运输任务的安全监测对象主要包括列车纵向动力学性能参数以及车钩纵向力的测量，而缺少对重载列车车钩的横向力及垂向力的测量与分析。

因此，研究一种基于温度自补偿组合电桥式车钩多元载荷解耦识别方法，结合线路、车速在不同工况下分别进行解耦出纵向力的组桥方式及计算模型、横向力的组桥方式及计算模型、垂向力的组桥方式及计算模型，评估车钩是否超过安全限度，对于确保设备的运输安全具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种组合电桥式的车钩多元多向载荷测量系统及解耦方法，用以解决目前缺少对重载列车车钩的横向力及垂向力的测量与分析的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种组合电桥式的车钩多元多向载荷测量系统，其特征在于，包括用于设置在车钩的钩体上的至少四个方向的表面上的至少四组电阻应变计，每组电阻应变计包括相互呈正交布置且首尾相靠组成正四边形的四个电阻应变计；四组电阻应变计内的每二或四个电阻应变计按照设定的全桥结构串联后组成四个桥臂首尾相连。

优选地，设定的全桥结构包括：

纵向载荷全桥：第一表面、第二表面、第三表面以及第四表面的第一电阻应变计依次串联组成第一桥臂，第一表面、第二表面、第三表面以及第四表面的第二电阻应变计依次串联组成第二桥臂，第一表面、第二表面、第三表面以及第四表面的第三电阻应变计依次串联组成第三桥臂，第一表面、第二表面、第三表面以及第四表面的第四电阻应变计依次串联组成第四桥臂，四个桥臂首尾相连组成纵向载荷全桥。

优选地，设定的全桥结构包括：

横向载荷全桥：第一表面的第一电阻应变计与第三表面的第四电阻应变计串联组成第一桥臂，第一表面的第二电阻应变计与第三表面的第一电阻应变计串联组成第二桥臂，第一表面的第三电阻应变计与第三表面的第二电阻应变计串联组成第三桥臂，第一表面的第四电阻应变计与第三表面的第三电阻应变计串联组成第四桥臂，四个桥臂首尾相连组成横向载荷全桥。

优选地，设定的全桥结构包括：

垂向载荷全桥：第二表面的第一电阻应变计与第四表面的第四电阻应变计串联组成第一桥臂，第二表面的第二电阻应变计与第四表面的第一电阻应变计串联组成第二桥臂，第二表面的第三电阻应变计与第四表面的第二电阻应变计串联组成第三桥臂，第二表面的第四电阻应变计与第四表面的第三电阻应变计串联组成第四桥臂，四个桥臂首尾相连组成垂向载荷全桥。

优选地，当钩体的横向截面为四边形时，第一表面为顶部表面，第三表面为底部表面，第二表面和第四表面分别为右部表面和左部表面或左部表面和右部表面；

第一表面、第二表面、第三表面以及第四表面中：第一电阻应变计和第三电阻应变计与车钩纵向平行布置，第二电阻应变计和第四电阻应变计与车钩纵向呈正交布置。