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CRTSIII型无砟轨道板快速检测系统分析与设计
| 论文题名： | CRTSIII型无砟轨道板快速检测系统分析与设计 |
| 关键词： | 无砟轨道板;立式快速检测;激光传感器;最小二乘法 |
| 摘要： | 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。CRTSIU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，表面精度要求商，相关尺寸检测难度较火。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、温度等情况下验证检测精度，研究结果证明了算法模型的精度和稳定性； 针对承轨台预埋套管孔点激光扫描数据不完整的情况，采用线激光采集三维点云数据，并基于RANSAC和Alpha-shape的优化算法来拟台线激光点云平面数据以及提取套管内圆边界点，并用实验验证了该算法的精度。 通过MFC基于VS2013平台自行开发上位机，完成了对测量过程的自动控制与状态监测，数据处理与生成报表，并将结果上传至信息化平台。本文设计的检测系统已成功应用于郑济高速铁路河南濮阳轨道板厂，现场检测表明，该轨道板检测系统检测效率较高，单板检测耗时不到7分钟，完全能实现铁道部全检的要求：检测精度较高，满足检测指标的要求；高度自动化，解放了人力；实时性高，能实时处理数据并上传报表。 |
| 作者： | 袁凡 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 李淑娟;王朝林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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