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，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，設計儀器的測量機構(gòu)、檢測部分和軟件相關算法。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鍵點，依據(jù)設計的算法選取權(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基準點距離(mm)的平方和數(shù)量級為10

3、-5，自適應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