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基于激光传感器的列车轮缘在线检测系统

李莹  
【摘要】:随着我国铁路的蓬勃发展,车速的全面提高,铁路运输的安全性越来越重要。车轮尺寸是否符合在役列车运行标准直接关系到列车的运行安全。铁路列检部门的工作量,随着我国铁路业的迅速扩大而急剧加重。而铁路列检部门对车轮检测的工作还处于人工加机械辅助的方式,并不能满足如此大的工作量需求,因此设计车轮在线自动检测系统具有重要的现实意义。本文主要的工作内容有:首先对车轮轮缘检测技术的国内外现状进行阐述分析。然后根据本系统的设计目标分析了本系统的测量原理。分析了系统实现所需的主要参数及其测量方法。根据相对运动的原理,对车轮运动规律进行分析,建立了车轮与激光传感器的等效运动模型,并根据这一模型提出了一种新的测量轮缘高度序列的方法。介绍了系统实现的总体方案设计。包括测量部分、下位机控制部分和上位机显示存储部分。并对该方案选取了合适的测量工具与主控芯片。根据系统功能设计了硬件电路板,主要有DSP主控模块的最小系统电路设计、通信模块、外部存储模块、AD采样模块、车轮传感器信号调理模块的设计等。对系统下位机软件的程序进行了设计与实现。对下位机各个功能模块进行软件设计,主函数设计,通信模块的通信格式与协议设置,利用数据拟合算法求取轮缘厚度。最后设计完成了系统的上位机显示功能。根据系统要求设计出了能够显示轮缘曲线和相关数据的功能界面,并对该功能界面的设计进行了简单介绍。最后给出了系统测试结果以及结果误差分析。


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