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基于激光测距物体形貌检测系统研究
资料介绍
轮对是机车走行部的重要部件，是影响列车安全运行的主要因素之一。从铁路诞生以来，铁路运输一直为世界各国经济的发展做杰出的贡献，特别是第二次工业革命，为世界的工业化道路奠定了基础。机车轮对，是车辆走行与铁轨连接的重要部件，在铁路安全稳定运输中占有极其重要的地位，轮对的可靠性直接影响铁路运输的效率与安全。传统的轮对检测方法主要是靠人工进行，测量时间长、测量精度低并且误测率高。在我国国内，目前对火车轮对外形尺寸还普遍采用卡尺等传统工具测量，这种低效率的接触性的测量方式十分落后，对机车的安全行驶造成一定隐患。论文针对轮对踏面检测技术，对国内外为此进行的相关检测方法进行了论述。在分析和比较国内外各种轮对检测技术的基础上，提出了一种通过激光测距传感器测量轮对踏面与传感器基准线距离的方法来拟合轮对踏面曲线的方法。
第一部分主要论述了本文研究的背景与意义，并通过对目前国内外轮对检测方法及研究现状的论述，探讨激光位移测量方法在轮对踏面非接触检测上的应用与意义。
第二部分从机车轮对踏面的基本知识、激光三角法测距原理以及曲线拟合的基本原理等几方面论述了轮对踏面检测系统的基本原理。
第三部分是本检测系统的总体硬件设计，包括AVR单片机最小系统的设计、光电数据采集系统的设计、运动控制系统的设计以及USB数据存储系统的设计。
第四部分主要是上位机LabVIEW数据分析系统的设计，包括前面板和程序框图的设计。
第五部分主要是系统误差的分析，系统是由硬件系统和上位机软件系统组成，硬件结构中，步进电机与位移台之间是通过滚珠螺杆进行传动，而轮对在负重挤压后损伤的表面形状都是千变万化的，这些都会造成系统误差，如何避免系统误差也是本章研究的内容。
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