便携式双L型测头钢轨外形测量仪的研究.pdfVIP

机械设计与制造 第 5期 156 Machinery Design Manufacture 2012年 5月 文章编号：1001—3997(2012)05—0156—03 便携式双L型测头钢轨外形测量仪的研究 汪 蕾 周文祥 (西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，成都 610031) TheinvestigationofportableraiIprofilometerwithdoubleLprobe WANG Lei，ZHOU Wen-xiang (TractionPowerStateKeyLab，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China) 【摘 要】比较分析已有钢轨测量仪器，研究了双L型测头五连杆钢轨外形测量仪，建立测量模型 与逆解模型。针对不同测量规格钢轨的需要，对五连杆参数进行优化仿真。用Matlab模拟编码器采样过 程，对原理误差、编码器量化误差进行计算。理论分析结果表明：仪器能测量钢轨轨头以及轨头两侧下 颚的外形，测量范围宽，为钢轨磨耗的研究提供可靠数据。 关键词：钢轨外形测量；双L型测头五连杆机构；参数优化；误差仿真 【Abstract】AprotablerailprofilometerwithdoubleLprobeisinvestigatedbycomparisonoftheexsit— ingrailmeasuringinstrume nts．Theme chanismmathematicmodelandtheinversekinematicsmode lraepro— posed．Forthernagofdifferenttypesofrails，thepraametersoffive-bramechansimraesimulatedforoptimiza- tion．Thesamplingprocedureissimulatedbyusingofmatlab，andtheerrorofmeasurementmodeLtheerrorof theencoderquantizationo2ecalculatecLTheoretiecalnaalysisshowthattheprofilometercanmeasurethethe wholerail’sheadanditsbothjaws．toprovideauthenticdatafortheinvestigationoftherailwearing Keywords：Railprofilometer；Five-barsmechanism withdoubleLprobe；Parameteroptimiza- tion；Errorsimulation 中图分类号：TH16 文献标识码：A 1引言 2仪器结构及测量模型 钢轨作为承载部件，在列车运行时必然产生磨耗，其外形会 2．1仪器结构 发生变化，强度逐步下降，与车轮之间形成的导向关系也逐步恶 测量仪器的机械结构设计图，如图 1所示。双侧L型五连杆 化，特别是轴重的增高，轮轨出现的磨耗加快。采用高效准确的仪 带动编码器滑过测量对象，可测量钢轨顶端的工作面及两侧下 器测量钢轨外形的变化，是研究轮轨关系、降低磨耗、保证安全运 颚，测量范围宽。数据采集盒采集编码器数据并通过蓝牙无线传 行的基础l1『。目前便携式钢轨外形及磨耗测量仪主要有：丹麦某公 输；PDA接受数据并对数据进行处理、存储和显示。 司的MINIPROF便携式外形曲线测量仪 ；采用计算机+接口+串 联二连杆机构的方案，其测量精度能够达到(±54)m；重复精度 码器 f回 目 囹 母 目J 能够达到(±20)m，