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原文传递车辆轮对综合参数光电检测系统的研究

论文题名：	车辆轮对综合参数光电检测系统的研究
关键词：	车辆轮对;综合参数;光电检测;自动检测;测控系统
摘要：	轮对作为铁路车辆重要的走行部件,直接关系到行车安全.中国铁路车辆部门对各型轮对的磨耗限度均有明确的规定,在段修时对轮对综合参数进行检测是保障行车安全的一项重要措施.目前,我国铁路车辆轮缘几何参数、轮对尺寸参数和踏面缺陷参数测量大多还停留在手工阶段,特别是列车提速以后,现有检测方法己不能满足车辆段修的要求,需要研制一种较高精度和可靠性的轮对综合参数自动化检测系统.国外对轮对综合参数的检测进行了大量的研究和开发,世界各主要发达国家均研制成功了不同类型的静态和动态检测设备.近年来,国内有多家单位进行了轮对综合参数的自动检测研究和开发,比较典型的测量方法有接触式测量方法、非接触测量方法、数码相机测量轮对踏面形状法.采用接触式扫描测量方法,在使用过程中,探头会逐渐磨损,影响测量结果的稳定性,维护和定标的工作量较大.非接触测量方法是采用激光位移传感器进行扫描测量,由于不同轮对踏面轮缘部分的磨耗不同且形状不一,扫描转动机构难以保证激光位移传感器光轴与轮缘表面较垂直,这会带来较大的测量误差,而且扫描转动机构结构较复杂.数码相机测量轮对踏面形状的方法,需要用试块接触内侧面进行定位,另外数码相机的拍摄和传输速度一般均较慢,难以用于转动中轮对踏面的测量.根据各参数测量精度要求,该文提出了相应的检测原理和方法.轮缘几何参数的测量是利用线结构光测量原理和光电图像检测方法检测,解决了轮缘厚度、踏面磨耗这一关键技术难点.轮对尺寸参数是利用基于激光三角法测量原理的激光位移传感器来检测,踏面缺陷参数的测量是利用激光位移传感器和图像处理相结合的方法来检测,其测量精度达到车辆段修要求的技术指标.系统结构设计中,采用步进电机驱动的导轨,带动滑台上的传感器支架装置和托轮定位装置实现被测轮对的定位,采用转轮装置实现轮对正反转.系统安全性设计上采用挡轮装置防止前后轮对碰撞在检轮对,系统可靠性设计上硬件采取光电开关和接近开关装置,防止运动超限或传感器发生碰撞,软件上采用自检程序检测各传感器及板卡工作状态,具有自动诊断功能.检测系统启动后系统自动运行,检测结果在屏幕上实时显示并自动传输到数据库中.具有数据库存储、查询、备份、统计等管理功能,可按规定格式输出车统-51C轮轴卡片.软件设计采用兼容性和可移植性好的模块结构设计,人机界面友好.通过实验分析了各种因素对测量误差的影响,得出了误差修正的依据.该系统是综合激光与光电技术、数字图像处理技术、精密测控技术于一体的自动化设备,能非接触自动测量轮对综合参数,检测精度较高、重复性好、维护量小,工作稳定可靠,现场使用达到段修使用要求的技术指标.
作者：	张建华
专业：	光学
导师：	吴开华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华南师范大学
学位年度：	2004
正文语种：	中文