一种激光位移传感器动态测量列车车轮直径的新方法

列车速度的不断提高增大了车轮的磨损,加快了车轮直径的变化,给列车运行带来了安全隐患。提出了一种采用激光动态测量车轮直径的方法,介绍了使用单个激光位移传感器和两个激光位移传感器动态测量车轮直径的工作原理,并对影响测量精度的主要误差因素进行了分析和仿真计算。结果表明,采用两个激光位移传感器的测量方案可有效克服车轮运动过程中定位误差对测量的影响。经过现场测试,研制的激光测量装置的测量精度为±0.38 mm(σ)满足现场要求,实现了列车在正常运行过程中对其直径进行动态在线测量。     

直线导轨二维转角同时测量装置的研制

提出了一种同时测量直线导轨二维转角的简单方法。基于半导体激光器（LD）、单模光纤组件的激光基准,建立了直线导轨运动副二维转角相关测量模型。分析了俯仰角、偏摆角的误差分离和实时测量原理。通过稳定性、重复性和比对实验验证了所提系统的可靠性。实验结果表明,系统测角分辨率优于0．5″。     

激光参数及激光超声探测方法对超声信号影响

文中通过激光超声激发过程理论模型,获得激光超声信号的波形特点,并分析相关参数对激发超声信号的影响。应用两种不同的激光超声探测方法对激光超声信号进行探测,即分别采用超声探头和基于双波混合干涉的光学探测方式搭建两种实验装置。实验针对入射激光参数对激发超声信号的影响及两种探测方法获得激光超声信号的特点进行分析。通过实验验证了理论分析结果,得出入射激光参数会影响激发超声的幅度,而基于双波混合干涉的光学探测方式可以获得更为完整的超声波形信息。     

激光六维参数同时测量的数学模型

六维参数同时测量一直是机床导轨检测中的一个难题。基于激光准直和干涉技术，提出一种以单光束为基准，同时测量机床导轨六维参数的系统数学模型。论证了所提出系统模型的可行性。通过对各维测量参数详细的理论分析，结果表明系统可以实现误差分离，且三维角度分辨率小于0．2＂，线位移分辨率优于0．3μm。整个系统结构简单，具有移动部分不带电缆的优点，从而消除了移动测头带电缆给测量带来的不便和附加误差。其结论为系统设计提供了理论参考依据。     

便携式车轮直径激光测量仪的研制

为实现列车车轮直径快速、精准、非接触测量,设计了一种便携式车轮直径激光测量仪,给出了测量仪的测量原理、总体设计以及软硬件设计。该测量仪通过一维激光位移传感器和磁栅位移传感器扫描获得被测车轮滚动圆的一段圆弧的离散坐标值,由蓝牙将测量数据传送到工业手机的专用软件中,通过数据处理和误差补偿,最后采用最小二乘法拟合圆计算得到被测车轮的直径。通过实验验证,该装置的测量误差小于0.1 mm,重复性误差小于0.08 mm。     

同时测量直线导轨三维转角的系统模型

提出了一种同时测量直线导轨三维转角的新方法。利用光线组合和激光准直技术,基于两个五角棱镜、两个平面反射镜、两个光电探测器,建立了直线导轨运动副三维转角测量的系统模型。通过对三维测量参数详细的理论分析,论证了所提系统模型的可行性。结果表明,在设定参数下系统的三维角度分辨率达到0．07”。整个系统结构简单,测量精度高。其结论对于系统设计提供了理论参考依据。     

基于平行四边形机构的车轮几何参数自动测量方法的研究

提出了一种新的车轮几何参数的自动测量原理。利用平行四边形机构的平动特性,在测量框架上部安装多套平行四边形机构和相对应的激光位移传感器,实现车轮在车间内行走时,对其踏面任意点直径、轮缘厚度、踏面磨耗及擦伤、轮辋宽等几何参数的自动测量。采用通过式测量方式,改变了已有旋转测量方式需要测量平台和轮对支撑与旋转机构的局面。介绍了主要参数的测量原理和测量系统误差的自动修正方法,给出了测量系统现场试验结果。     

轮对几何参数在线检测系统研究

轮对作为铁路车辆重要的走行部件,对于铁路的安全运输起着关键性的作用。因此准确的检测车轮的磨耗状况是非常重要的。本文将结构光视觉传感技术应用到车辆轮对几何参数的在线测量上,完成测量系统的开发,实现在线动态测量。     

轨距传感器中激光光斑大小的影响

文中基于四象限光电探测器和三角测量方法,经过相似三角形的近似处理,提出了一种用于铁轨轨道几何参数检测的新型激光位移传感器.该传感器与其他方法不同之处是：激光器采用红外脉冲半导体激光器,这样避免了外界杂散光的影响;探测器采用四象限光电探测器,响应频率高,避免了外界温度的干扰.重点分析和研究了激光器光斑,物体表面激光光斑和四象限探测器探测的激光光斑大小的计算.从而调节激光器到一个最佳的位置.     

一种新的滚转角测量方法

利用1/4波片作为滚转角敏感器件,提出了一种新的测量滚转角的方法。通过检测两光束的光强差的变化得到了滚转角的大小和转动方向。根据所设计的光学结构,建立了传感器测量的数学模型。介绍了该方法的工作原理及实验装置。理论分析和实验结果表明了系统的有效性和实用性。实验表明:该方法具有测量范围大、测量精度的优点,测量范围为±60′,分辨率优于0.05′。