《基于SolidWorks的S700K型转辙机三维建模与仿真研究》-工学论文，科技论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

基于SolidWorks的S700K型转辙机三维建模与仿真研究

范文

谢正媛唐娅吴文英

摘? 要：文章主要研究3D技术在轨道交通行业的应用，基于SolidWorks平台，以S700K型转辙机控制系统为原型，以明晰其室内外设备间关系为目的，构建S700K型转辙机控制系统三维数字模型，仿真控制过程，展示转辙机工作原理，演示转辙机拆装过程，并设计转辙机拆装的互动式操作。开发了S700K型转辙机控制系统3虚拟仿真教学软件，为后期基于数字孪生技术的转辙机状态诊断系统的研发打下基础。为轨道交通信号专业学生的实验教学提供便利。

关键词：S700K型转辙机;虚拟仿真;SolidWorks;3D技术

中图分类号：U284? ? ? ? ? 文献标志码：A? ? ? ? ?文章编号：2095-2945（2020）33-0038-03

Abstract： This paper mainly studies the application of 3D technology in the rail transit industry. Based on the SolidWorks platform， the S700K point machine control system is used as a prototype to clarify the relationship between the indoor and outdoor equipment， and a 3D digital model of the S700K point machine control system is constructedto simulate the control process， show the working principle of the point machine， demonstrate the disassembly and assembly process of the point machine， and design the interactive operation of the point machine disassembly and assembly. Thus， we developed S700K point machine control system 3 virtual simulation teaching software， which laid the foundation for the later development of the point machine state diagnosis system based on digital twin technology， so as to provide convenience for the experimental teaching of rail transit signal major students.

Keywords： S700K point machine; virtual simulation; SolidWorks; 3D technology

1 緒论

随着计算机仿真技术、BIM技术等高新信息技术的飞速发展，轨道交通信号基础设备的三维虚拟仿真成为智能运维的重要发展方向之一。三维数字模型通过数字孪生技术精准映射物理空间的真实状态、行为和规则，减少工程管理过程中，因二维信息传递不精确导致的遗漏缺失、人为操作失误等可能性。此外，维修作业人员对设备故障点定位时，三维孪生模型能降低二维设计图纸与信号设备实体错误对应，引起的定位误差。虚拟仿真平台也能应用于轨道交通信号设备课程的教学实验中，避免因实训场地限制、实训设备不足造成的学生动手能力不强，知识理解不彻底的现象。目前市面上转辙机的仿真研究和学习培训系统的开发主要针对ZD6、ZDJ9等型号设备，关于S700K型转辙机的建模仿真系统研究比较少。本论文利用SolidWorks软件对S700K型转辙机控制系统的虚拟仿真平台进行开发研究。

2 S700K型转辙机控制设备

2.1 转辙机控制系统室内设备

计算机联锁系统可以实现对轨旁信号基础设备的远程实时控制[1]，按照功能划分为四层：室外设备层（包括信号机、转辙机、轨道电路）、I/O接口层、联锁控制层、人机交互层。每层之间两两实时通信，形成一个四层次的实时系统控制。其硬件设备主要放置在车站信号设备室内，包括控制台、联锁计算机、监视器、I/O柜、接口架、电源屏、安全继电组合架、分线柜等室内设备。

2.2 转辙机控制系统室外设备

（1）道岔。道岔是列车从一条轨道转向另一股道的连接设备。转辙机是驱动道岔完成位置转换的重要设施。道岔分为转辙部分、连接部分以及辙叉部分，主要包括尖轨、基本轨、合拢轨、辙岔心、翼轨和护轮轨[1]。

（2）外锁闭装置。外锁闭装置通常装在尖轨和基本轨上形成道岔锁闭的器材。外锁闭装置有燕尾锁和钩锁式两种，钩式外锁闭对道岔进行垂直锁闭，锁闭力由锁闭铁、锁闭框直接传导给基本轨，实践证明钩锁外锁闭优于燕尾锁外锁闭被广泛采用[1]。

2.3 S700K型转辙机特点分析

S700K型电动转辙机采用了交流三相电动机。主要由机壳、机盖、动作杆、电动机与齿轮组、摩擦联结器与滚珠丝杠、保持联结器、锁闭块、检测杆、遮断开关锁、插接件、等组成。其传动过程为电动机将动力通过减速齿轮组，传递给摩擦联结器，摩擦联结器带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠的转动带动丝杠上的螺母水平移动，螺母通过保持联结器经动作杆、锁闭杆带动道岔转换，道岔的尖轨或可动心轨经外表示杆带动检测杆移动[1]。

3 虚拟仿真系统的开发

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