手持式城轨轮对尺寸检测系统研究
发布时间：2020-12-12 23:13
立足于小型化、轻量化、灵活化的原则,研制了一款手持式城轨轮对尺寸检测装置。该装置可绘制轮缘踏面曲线,检测轮缘高度、轮缘厚度、QR值和轮对直径,并能对轮对尺寸参数进行预测,实现对城轨轮对尺寸的静态测量。采用非接触式测量技术,激光位移传感器自动扫描轮对踏面,绘制轮缘踏面曲线图,提取轮对各尺寸参数。设计了一种变磁吸附机构,通过旋转握把改变内部磁通路来改变机构磁吸力大小,通过仿真实验证明了其可行性,能够方便装置装卸,减轻工作负担。采用无线传输技术,通过蓝牙模块硬件装置实现移动设备与装置的数据通讯,使检测装置能适应更狭小的检测空间,提高了装置使用的灵活性。建立了小波分析理论联合灰色系统理论轮对尺寸参数预测模型,将历史轮对尺寸参数采用a(5)Trous算法进行小波分解,将分解量使用GM(1,1)模型进行预测,最终将预测的分解量重构,得到预测轮对尺寸参数。通过预测结果与地铁轮对尺寸检修记录的对比,证明该模型预测效果良好,优于GM(1,1)和BP神经网络预测模型。
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
第四种检查器结构示意图
1绪论硕士学位论文2器[13]，如图1.1所示，它使用各个游标尺测量轮对尺寸参数，精度可达到0.01mm。检测方法如图所示，将检查器置于车轮上，并将垂直便和定位角铁紧靠于车轮内侧面，尺平面处于车轮直径方向，向左推动轮缘厚度测尺使测头接触轮缘，读取轮缘厚度测尺上面主刻线与轮缘厚度尺框刻线相重合的数值，即为轮缘厚度值；将踏面磨耗测尺尺框背面滚动圆刻线与主尺背面滚动圆刻线对正，拧紧紧固螺钉，吓退踏面磨耗测尺，使其测头接触车轮踏面，读出重合数值，并与标准轮缘高度数值相加，即为轮缘高度实际数值。该方式作为最初始的检测方式，对工人经验要求较高，但该类价格比较便宜且结构简单，体积较小，目前依旧是轮对尺寸参数测量的主要工具[14]。随着技术的发展，逐渐采用了电子设备取代人工操作，如丹麦绿林公司研发的MINIPROF便携式轮廓曲线检测仪[15]，其采用光电编码器测量连杆转动角度，通过一系列几何计算获取轮对尺寸参数，但其关键部件使用寿命较短，且因其原理计算繁琐导致精度较低[16]。图1.1第四种检查器结构示意图1.2.2超声波检测俄罗斯在20世纪90年代提出超声遥测法动态测量轮对尺寸，其工作原理由图1.2所示，通过测出距轮对表面的距离，分析计算获取各尺寸参数。该方法精度较低，且系统结构复杂，安装调试困难[17]。图1.2超声波检测原理
发WPMS轮对检测系统装置[22]，美国KLDlabs公司开发的Wheelscan实时车轮检测系统[23][24]，美国BeenaVision公司的WheelView系统[25]。国内也有一定的相关研究，如LY系列车辆的轮对动态检测装置[4]，它为了提高图像对比率、提高处理速度，采用了激光线光源并采用双机并行。如图1.3，它由外形尺寸测量子系统、踏面缺陷超声波探伤子系统和踏面擦伤检测子系统构成。此系统安全性好、工作效率高、智能化和自动化程度高，可以实现轮缘高度、轮缘厚度、车轮直径、踏面磨耗、轮对内距、车轮不圆度和车轮擦伤的检测[26]。图1.3LY-80轮对故障在线检测系统1.2.4激光法检测把激光发射、接收和数据处理融为一体的单个传感器就是现有的激光位移传感器，激光传感器测量误差孝抗干扰性强、一致性好，因此获得国内外各大研发机构和公司的青睐，也被用于轮对尺寸参数检测系统。在铁路车辆运行时测量的动态在线检测系统和在检修期间的静态测量都可以运用激光法进行。动态测量上，激光法测量原理如图1.4所示，当车轮通过测量系统时，激光位移传感器测得轮对距离数据，通过数据处理系统计算得到车轮直径、轮缘厚度、轮缘高度、踏面轮廓等数据。瑞士的ELAG公司也对此进行了研究，研发了OPTIMESS检测系统，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于灰色系统理论的陕西省地质灾害趋势预测[J]. 张晓敏,李辉,刘海南,周静静. 中国地质灾害与防治学报. 2018(05)
[2]基于激光位移传感器的便携式轮对测量仪[J]. 杨静,谢海椿,邢宗义. 仪表技术与传感器. 2017(04)
[3]全国城市轨道交通发展回顾及展望[J]. 蓝兰. 交通世界(建养.机械). 2014(07)
[4]城轨车辆轮对尺寸在线测量系统的研制[J]. 朱跃,俞秀莲,邢宗义. 机械制造与自动化. 2014(02)
[5]CRH型高速动车组车轮测量基准初探及量具运用[J]. 刘锦辉,夏旸,王恒环. 铁道技术监督. 2011(07)
[6]铁道车轮外形测量仪的软件设计研究[J]. 麻进玲,周文祥,孙效杰. 内燃机车. 2010(11)
[7]LLJ—4B型铁道车辆车轮第四种检查器的研制[J]. 张绍恩,付德利,王维平. 铁道技术监督. 2007(04)
[8]基于A’trous小波变换的多传感器数据融合方法[J]. 刘素一,张海霞. 软件导刊. 2006(21)
[9]基于HIS变换与àtrous小波分解的遥感影像融合[J]. 后斌,乔伟峰,孙在宏. 南京师大学报(自然科学版). 2006(01)
[10]铁路车轮外形曲线数字测量仪的研究[J]. 周文祥,李德维,姜新生. 铁道学报. 2005(05)
博士论文
[1]列车轮对几何参数在线检测关键技术研究[D]. 张爽.吉林大学 2017
[2]Halbach阵列机器人磁吸附单元理论分析与实验研究[D]. 陈勇.南京理工大学 2013
硕士论文
[1]基于线结构光的轮对踏面几何参数测量技术的研究[D]. 蹇制京.北京交通大学 2017
[2]轮对几何参数在线动态测量方法的研究[D]. 吉建春.北京交通大学 2014
[3]城轨列车轮对安全状态分析预测与镟修策略优化方法研究[D]. 廖贵玲.北京交通大学 2014
[4]轮对磨耗在线图像检测技术研究[D]. 史倩.杭州电子科技大学 2013
[5]基于激光测距的车轮踏面外形测量仪的研究[D]. 官鑫.西南交通大学 2010
[6]一种基于小波分析理论的灰色预测方法[D]. 张鹤冰.哈尔滨工程大学 2009
[7]便携式火车轮磨损检测仪[D]. 王浩旭.合肥工业大学 2009
本文编号：2913442
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
第四种检查器结构示意图
1绪论硕士学位论文2器[13]，如图1.1所示，它使用各个游标尺测量轮对尺寸参数，精度可达到0.01mm。检测方法如图所示，将检查器置于车轮上，并将垂直便和定位角铁紧靠于车轮内侧面，尺平面处于车轮直径方向，向左推动轮缘厚度测尺使测头接触轮缘，读取轮缘厚度测尺上面主刻线与轮缘厚度尺框刻线相重合的数值，即为轮缘厚度值；将踏面磨耗测尺尺框背面滚动圆刻线与主尺背面滚动圆刻线对正，拧紧紧固螺钉，吓退踏面磨耗测尺，使其测头接触车轮踏面，读出重合数值，并与标准轮缘高度数值相加，即为轮缘高度实际数值。该方式作为最初始的检测方式，对工人经验要求较高，但该类价格比较便宜且结构简单，体积较小，目前依旧是轮对尺寸参数测量的主要工具[14]。随着技术的发展，逐渐采用了电子设备取代人工操作，如丹麦绿林公司研发的MINIPROF便携式轮廓曲线检测仪[15]，其采用光电编码器测量连杆转动角度，通过一系列几何计算获取轮对尺寸参数，但其关键部件使用寿命较短，且因其原理计算繁琐导致精度较低[16]。图1.1第四种检查器结构示意图1.2.2超声波检测俄罗斯在20世纪90年代提出超声遥测法动态测量轮对尺寸，其工作原理由图1.2所示，通过测出距轮对表面的距离，分析计算获取各尺寸参数。该方法精度较低，且系统结构复杂，安装调试困难[17]。图1.2超声波检测原理
发WPMS轮对检测系统装置[22]，美国KLDlabs公司开发的Wheelscan实时车轮检测系统[23][24]，美国BeenaVision公司的WheelView系统[25]。国内也有一定的相关研究，如LY系列车辆的轮对动态检测装置[4]，它为了提高图像对比率、提高处理速度，采用了激光线光源并采用双机并行。如图1.3，它由外形尺寸测量子系统、踏面缺陷超声波探伤子系统和踏面擦伤检测子系统构成。此系统安全性好、工作效率高、智能化和自动化程度高，可以实现轮缘高度、轮缘厚度、车轮直径、踏面磨耗、轮对内距、车轮不圆度和车轮擦伤的检测[26]。图1.3LY-80轮对故障在线检测系统1.2.4激光法检测把激光发射、接收和数据处理融为一体的单个传感器就是现有的激光位移传感器，激光传感器测量误差孝抗干扰性强、一致性好，因此获得国内外各大研发机构和公司的青睐，也被用于轮对尺寸参数检测系统。在铁路车辆运行时测量的动态在线检测系统和在检修期间的静态测量都可以运用激光法进行。动态测量上，激光法测量原理如图1.4所示，当车轮通过测量系统时，激光位移传感器测得轮对距离数据，通过数据处理系统计算得到车轮直径、轮缘厚度、轮缘高度、踏面轮廓等数据。瑞士的ELAG公司也对此进行了研究，研发了OPTIMESS检测系统，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于灰色系统理论的陕西省地质灾害趋势预测[J]. 张晓敏,李辉,刘海南,周静静. 中国地质灾害与防治学报. 2018(05)
[2]基于激光位移传感器的便携式轮对测量仪[J]. 杨静,谢海椿,邢宗义. 仪表技术与传感器. 2017(04)
[3]全国城市轨道交通发展回顾及展望[J]. 蓝兰. 交通世界(建养.机械). 2014(07)
[4]城轨车辆轮对尺寸在线测量系统的研制[J]. 朱跃,俞秀莲,邢宗义. 机械制造与自动化. 2014(02)
[5]CRH型高速动车组车轮测量基准初探及量具运用[J]. 刘锦辉,夏旸,王恒环. 铁道技术监督. 2011(07)
[6]铁道车轮外形测量仪的软件设计研究[J]. 麻进玲,周文祥,孙效杰. 内燃机车. 2010(11)
[7]LLJ—4B型铁道车辆车轮第四种检查器的研制[J]. 张绍恩,付德利,王维平. 铁道技术监督. 2007(04)
[8]基于A’trous小波变换的多传感器数据融合方法[J]. 刘素一,张海霞. 软件导刊. 2006(21)
[9]基于HIS变换与àtrous小波分解的遥感影像融合[J]. 后斌,乔伟峰,孙在宏. 南京师大学报(自然科学版). 2006(01)
[10]铁路车轮外形曲线数字测量仪的研究[J]. 周文祥,李德维,姜新生. 铁道学报. 2005(05)
博士论文
[1]列车轮对几何参数在线检测关键技术研究[D]. 张爽.吉林大学 2017
[2]Halbach阵列机器人磁吸附单元理论分析与实验研究[D]. 陈勇.南京理工大学 2013
硕士论文
[1]基于线结构光的轮对踏面几何参数测量技术的研究[D]. 蹇制京.北京交通大学 2017
[2]轮对几何参数在线动态测量方法的研究[D]. 吉建春.北京交通大学 2014
[3]城轨列车轮对安全状态分析预测与镟修策略优化方法研究[D]. 廖贵玲.北京交通大学 2014
[4]轮对磨耗在线图像检测技术研究[D]. 史倩.杭州电子科技大学 2013
[5]基于激光测距的车轮踏面外形测量仪的研究[D]. 官鑫.西南交通大学 2010
[6]一种基于小波分析理论的灰色预测方法[D]. 张鹤冰.哈尔滨工程大学 2009
[7]便携式火车轮磨损检测仪[D]. 王浩旭.合肥工业大学 2009
本文编号：2913442
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