论文部分内容阅读
城市轨道交通车辆车轮尺寸是直接影响列车运营安全的关键因素之一，目前国内车轮尺寸检测仍停留在卡尺检测阶段，难以满足城市轨道交通快速发展的需求。在这种背景下，研制检测速度快，检测精度、自动化程度、信息化程度高的便携式检测装置有着重要的现实意义。本文结合地铁检修部门对车轮尺寸检测需求，总结前人研究工作，研制了基于激光位移传感器的便携式车轮检测装置，并对车轮尺寸预测进行了研究。 本文阐述了便携式车轮尺寸检测装置的整个设计、实现及车轮尺寸预测过程。 首先，明确了测量系统设计目标和设计原则，在此基础上进行了系统总体设计，确定了采用激光位移传感器作为检测单元、带步进电机的直线导轨作为运动单元、ARM嵌入式芯片作为主控单元，详细设计了车轮踏面测量方法与车轮直径测量方法。 其次，对系统硬件电路进行了分析，以STM32作为主控单元，设计了系统硬件电路各模块的电路原理图，根据设计的原理图绘制了PCB，根据检测对象和采用的方法对检测装置整体机械结构进行了设计;使用C语言开发了基于STM32的系统软件程序，使用C++开发了上位机信息管理软件。 然后，采用并联型灰色神经网络和串联型灰色神经网络建立了车轮尺寸预测模型，基于车轮尺寸历史数据，使用预测模型对车轮尺寸进行了预测，预测结果准确度高于基于平均磨耗的车轮尺寸预测。 最后，根据软硬件设计方案研制了检测装置的实物，对系统进行了调试和机械装置参数标定，在地铁检修现场对装置进行了检测试验，检测结果表明系统实现了设计目标，能够满足检修部门的检修需求，并根据检测结果对系统进行了误差分析。