便攜式鋼軌測量儀的改進及檢驗.pdf

1、鐵路車輪和鋼軌傳遞牽引力和制動力的滾動接觸導(dǎo)致的磨耗是影響列車安全、經(jīng)濟運行的重要因素。如何準確地得到鋼軌軌頭外形曲線及其磨耗參數(shù)是困難而重要的工作。本文針對擴大軌頭測量儀器范圍、改進其精度以及量值溯源方法展開了研究:
　　首先，研究鋼軌形態(tài)與測量技術(shù)，得出鋼軌軌頭磨耗測量的難點在于基準確定。為提高測量基準的可靠性，提出工作邊軌顎參與，通過加權(quán)確定測量基準，通過軟件建立自適應(yīng)坐標系的方法。提出了改進優(yōu)化機構(gòu)，利用MATLAB仿真測

2、量范圍與桿件姿態(tài)，并進行參數(shù)優(yōu)化。仿真結(jié)果表明，改進機構(gòu)測量范圍更大，精度更高。
　　其次，設(shè)計儀器的測量機構(gòu)、檢測部分和軟件相關(guān)算法。采樣仿真得到的角度數(shù)據(jù)通過正解算法、曲線拼接、高斯濾波和兩點法半徑補償，得到測量曲線。計算測量曲線上用以確定基準的關(guān)鍵點，依據(jù)設(shè)計的算法選取權(quán)重系數(shù)，計算曲線對齊需要的旋轉(zhuǎn)角度和平移量，最終實現(xiàn)測量曲線和標準曲線的對齊。以幾種曲線代入該算法，得到的兩曲線上對應(yīng)基準點距離(mm)的平方和數(shù)量級為10

3、-5，自適應(yīng)坐標系建立方法得以實現(xiàn)。
　　然后，分析儀器的誤差源，MATLAB仿真原理誤差、單因素誤差和編碼器量化誤差。其中:原理誤差僅為計算機計算誤差，可不考慮其影響;各因素單獨作用引起的誤差在±0.05mm之內(nèi)，編碼器角度誤差傳遞系數(shù)最大;對編碼器量化誤差單獨分析，其在軌頭踏面處的誤差已超出設(shè)計要求;不改變編碼器分辨率的情況下，仿真測量過程綜合誤差，法向計算的誤差在(-0.02～0.015) mm之間，表明:在不提高編碼器分辨