CRTSⅢ型无砟轨道板快速检测系统分析与设计

发布时间：2023-05-05 23:30

　　随着高速铁路的快速发展,对运行速度和稳定性提出了更高的要求,CRTSⅢ型无砟轨道板,作为高铁高速稳定运行的基石,应用更加广泛。CRTSⅢ型无砟轨道板,长5600毫米,宽2500毫米,由混凝土等材料铸造而成。轨道板上分布有偶数规则排列的混凝土承轨台,承轨台尺寸较大,表面精度要求高,相关尺寸检测难度较大。现有测量方法或采用人工配合全站仪,或抽检采用离线式三坐标,效率低,耗时耗力,部分尺寸检测精度不高,无法满足铁道部要求的轨道板全检的要求,阻碍了高铁的建设步伐,并带来安全隐患。本文提出了 CRTSⅢ型无砟轨道板立式快速检测方法。该方法与上一道工序“水养”工序无缝衔接,避免了轨道板来回翻转,节省了 2道工序,与现有的CRTSⅢ型无砟轨道板的生产线实现集成,保证了生产节拍的稳定运行,同时达到CRTSⅢ型无砟轨道板全检全测的质量要求。通过设计与轨道板承轨台对应的9组激光传感器与磁栅尺,分别采集轨道板形貌数据与高度位移数据,实时获得承轨台轮廓数据,并进行实时处理。利用激光传感器与磁栅尺同步采集的方法保证高精度采集轨道板形貌数据,采用最小二乘法处理点激光数据,对检测结果进行一致性分析,并对不同振动、温...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
        1.1.1 轨道板制造技术发展动态
        1.1.2 轨道板检测技术发展动态
    1.2 轨道板检测技术研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 现状总结
    1.3 主要研究内容及论文安排
2 CRTSⅢ型无砟轨道板检测方案及硬件系统设计
    2.1 检测需求分析
    2.2 检测方案设计
        2.2.1 设计思路
        2.2.2 检测设备技术路线
        2.2.3 传感器选型
    2.3 检测机床设计
        2.3.1 机床主体设计
        2.3.2 轨道板液压定位装置设计
        2.3.3 机床驱动控制模块设计
    2.4 机床精度保障设计
        2.4.1 检测基准设计
        2.4.2 激光传感器位姿校准
    2.5 本章小结
3 点激光数据处理与精度分析
    3.1 基于差值处理的点激光数据分割预处理
    3.2 基于最小二乘法的单轨枕内关键几何尺寸参数计算方法
    3.3 点激光数据算法精度分析
        3.3.1 检测精度一致性分析
        3.3.2 与三坐标机检测结果的对比分析
        3.3.3 振动对检测精度的影响分析
        3.3.4 温度对检测精度的影响分析
    3.4 本章小结
4 线激光点云数据处理算法研究
    4.1 线激光点云数据预处理
        4.1.1 线激光点云数据拼接与分割
        4.1.2 预埋套管孔中心距与歪斜计算方法
    4.2 预埋套管端面拟合及套管内边界提取方法研究
        4.2.1 基于RANSAC算法与最小二乘算法的预埋套管端面拟合
        4.2.2 基于Alpha-shape算法的预埋套管内侧边界点提取
    4.3 算法精度分析
        4.3.1 预埋套管孔中心距算法精度分析
        4.3.2 预埋套管歪斜算法精度分析
    4.4 本章小结
5.CRTSⅢ型无砟轨道板检测系统上位机设计与实现
    5.1 开发技术介绍
        5.1.1 MFC框架编程原理
        5.1.2 MFC常用控件
        5.1.3 多线程概念
        5.1.4 线程分类
    5.2 通信协议
    5.3 上位机软件模块设计
        5.3.1 液压控制系统
        5.3.2 伺服控制系统
        5.3.3 步进系统
    5.4 GUI典型人机交互界面的实现与测试
        5.4.1 检测模块GUI典型人机交互界面的实现与测试
        5.4.2 检测状态监控模块
        5.4.3 数据处理与查询模块
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结和结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表论文参与项目与获奖



本文编号：3808577