基于激光位移传感器的手持式轮对尺寸测量仪设计

发布时间：2024-03-15 00:09

　　针对轨道交通轮对几何尺寸检测需求不断增加、检测工具自动化水平低、检测精度低的现状,设计一种基于一维激光位移传感器的手持式轮对尺寸测量仪。该设备以STM32F407芯片作为微控制器,通过控制直线步进电机,配合激光位移传感器实现对轮对廓形二维点云数据的采集,采用基于中值误差与连续度调整权值的平滑算法对点云数据预处理,采用基于轮对轮廓特征的廓形匹配实现轮对尺寸参数的计算。该仪器对车轮轮廓进行全面记录和质量评估,试验证明,该设备在保持较高测量精度的情况下,同时具有高效测量、长时间工作等特点。

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【部分图文】：

图1车轮断面示意图

列车车轮径向断面示意图如图1所示。车轮径向断面由轮缘和踏面形成完整的廓形，其中突起的圆弧部分称为轮缘，而与钢轨直接接触的斜面为踏面。踏面上距离轮辋内侧70mm处的一点定义为踏面基点，通过基点绕车轮一周组成的圆被称为轮对的滚动圆，该滚动圆直径即为车轮直径[9]。基点和轮缘最高点的....

图2系统结构框图

轮检仪的系统结构框图如图2所示。系统主要由微控制器、轮廓采集模块、数据交互模块、数据存储模块等组成。系统通过SDIO对SD卡的读写，实现数据存储功能；通过TIM计时器产生PWM控制直线步进电机；通过RS485对激光位移传感器进行数据读取；通过GPIO获取接近传感器的状态，用以控制....

图3轮廓测量模块工作原理示意图

接收到开始检测指令后步进电机开始带动激光位移传感器以匀速运动；当接近传感器检测到第一定位块后微控制器触发激光位移传感器开始进行测量；当接近传感器检测到第二定位块后控制步进电机减速，并最终在激光传感器到达机械限位处时步进电机停止转动。此时，可以以第一定位块为坐标原点o，以激光传感器....

图4轮对断面实测轮廓原始数据

图3轮廓测量模块工作原理示意图2软件算法研究

本文编号：3928252