便携式全自动轨道综合检测平台设计

发布时间：2021-01-06 00:12

　　随着我国铁路事业的快速发展,列车的运行时速、运载能力、运营里程数逐年增长对轨道的养护提出了更高的要求。目前大型轨检车能够实现对轨道线路的动态检测,但其检测项目不全、造价昂贵,且调用不便,因此难以推广普及。利用巡道工人工检测的方法存在检测效率低下、检测项目单一等缺点,且过于依赖人工经验,无法满足目前轨道线路检测天窗时间段的实际现状。而便携式全自动轨道综合检测平台不仅检测项目齐全,而且能够大幅度提高轨道线路检测的效率,降低人力劳损程度。因此便携式全自动轨道综合检测平台的研究具有重要的实用价值和意义。本文以便携式全自动轨道综合检测平台为研究对象,主要包括平台硬件系统和应用软件系统两部分设计与开发,其中轨检平台硬件系统采用分布式结构设计,即“核心控制板+数据采集板+电源板”的架构,该方案能降低电路之间的相互影响、提高平台运行速度,平台搭载伺服电机和锂电池实现全自动检测。论文利用轨道及安装在轨检平台上的光纤陀螺仪、倾角仪、激光测距传感器和伺服编码器的几何分布,建立了系统的测量数学模型,基于“以小推大法”推导了轨向和高低不平顺检测算法,提出来基于左侧轨道姿态计算右侧轨道姿态的算法。另外,上位机软件... 

【文章来源】：西安石油大学陕西省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

轨道线路轨向不平顺示意图

第二章轨道综合检测平台总体设计7第二章轨道综合检测平台总体设计2.1轨检综合检测平台主要检测项目2.1.1轨向（正失）不平顺轨道方向不平顺又称轨向不平顺或方向不平顺，它描述的是轨头内侧在水平面上沿钢轨伸展方向的变化，如图2-1所示，左右轨道往往不同，所以分为左轨向不平顺和右轨向不平顺。在实际工程中，一般采用固定弦长对应的正失值代表此弦中心点的轨向不平顺。铁路部规定，在铁路设计时，直线道路段，10m弦对应的正失值不得超过5mm，曲线道路段，20m弦对应的正失值不得超过5mm。超限的轨向不平顺会造成轨枕和钢轨的平移，引起行车安全问题。图2-1轨道线路轨向不平顺示意图2.1.2高低不平顺高低不平顺是指钢轨踏面在垂直面上的变化。如图2-2所示，高低不平顺同轨向不平顺一样，分为左高低不平顺与右高低不平顺，也使用正失值表示，弦长一般选为10m。过高的高低不平顺会对列车产生较大的垂向作用力，使得列车产生剧烈的沉浮振动，甚至会悬浮，在曲线路段行驶时，列车可能脱轨。图2-2轨道线路高低不平顺示意图2.1.3水平（超高）不平顺水平描述的是直线路段左右轨道顶面高度之差。轨道设计规范规定，在直线段线路

第二章轨道综合检测平台总体设计9图2-3惯性基准法原理图2.2.2弦测法弦测法一般是指中点弦测法（三点等弦测量），如图2-4所示，将检测装置前后两个轮胎的连线作为测量弦，正中间轮胎可以左右摆动，用于测量中点轮胎到测量弦的正失值，中点弦测法测量结果不受速度干扰，传递函数介于0与2之间，无法真实反映轨道的不平顺值。如图，小车前中后三个轮胎安装惯性元器件，假设弦长为S，轨道实际不平顺为f(x)，测量的不平顺为y(x)，可得如下关系式：y(x)=f(x)-12[f(x-s2)+f(x+s2)](2-2)图2-4弦测法原理示意图本次课题设计的轨道不平顺测量原理异于传统检测原理，是在中点弦测法的基础上进行延伸改造，结合陀螺仪和倾角仪的融合技术，进一步提升了检测结果的准确性。2.3轨道综合检测平台设计性能要求结合中华人民共和国铁道行业标准《铁路轨道检查仪》(TB/T3147-2012)，给出轨道综合检测平台的测量性能要求，具体如表2-1所示[31,32]。


本文编号：2959544