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非接触式轮对几何参数测量精度研究

李德维  
【摘要】:轮对几何参数的非接触自动测量,可以提高铁路运营部门轮对检修的质量,有助于实现铁路信息化管理的目标,而且可为研究轮轨接触几何关系提供重要的数据。因此,研究轮对自动测量技术具有重要意义。 本文研究一种新的非接触测量方法的精度,测量方法的核心是:采用车辆段普遍使用的转轮器实现被测轮对的粗定位;采用车轴基准探尺确定被测轮对的轴线;采用并联式伸缩机构和旋转测头座,带动电涡流位移传感器扫描车轮外形轮廓线,得到相关参数。 论文首先分析了测量系统的机构原理和并联伸缩杆的运动几何关系,针对轮对几何参数测量,完成测控系统设计:采用光栅尺、光电编码器测量可动部件的运动量,分辨率高、误差小;采用细分驱动的步进电机装置,定位精度高、可控性好。 研究了机构中各单因素几何误差对测量结果的影响,找出了在测量范围内对测量结果影响较大的几何参数误差源,为进行精度设计提高测量装置的精度提供了依据。 论文分析了测量机构在已知位置的测量不确定度,结果表明:测量机构的测量精度受编码器零位角影响较大,应进行准确标定;采用IT7级加工精度就能基本满足测量精度的要求。 为了进一步提高精度,本文提出了一种基于接触式测头的机构几何参数自标定方法,并通过了单因素仿真验证。设计了电涡流位移传感器标定方法,并进行了车轮外形测量试验,结果证明了采用电涡流位移传感器进行非接触测量的可行性。


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