三自由度軌道檢測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著高速鐵路飛速發(fā)展，鐵路軌道的日常檢測(cè)要求日益嚴(yán)格。目前，國(guó)內(nèi)軌道日常巡檢主要依賴于工作人員利用機(jī)械式量具進(jìn)行手工測(cè)量。這種傳統(tǒng)人工測(cè)量手段不僅耗費(fèi)巨大的人力物力、檢測(cè)速度慢、測(cè)量精度低，而且無法對(duì)軌道參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，已經(jīng)很難滿足鐵路高速、高密度的行車檢測(cè)需求。高效、快速的日常自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)是提高鐵路運(yùn)營(yíng)效率和運(yùn)行安全性的重要保障。研制一種高效、快速、準(zhǔn)確的鐵路軌道日常檢測(cè)設(shè)備是鐵路軌道檢測(cè)的當(dāng)務(wù)之急。
　　我國(guó)鐵路研究機(jī)構(gòu)相

2、繼研制了多個(gè)鐵路軌道檢測(cè)系統(tǒng)，但都屬于大型軌道檢測(cè)設(shè)備。大型軌道檢測(cè)車的制造和使用成本很高，主要應(yīng)用于軌道線路鋪設(shè)檢測(cè)驗(yàn)收和軌道季度大型檢測(cè)，不便于鐵路施工者使用和日常線路檢測(cè)，難以適應(yīng)頻繁的日常檢測(cè)需求。
　　本文重點(diǎn)研究輕便型三自由度軌道檢測(cè)平臺(tái)。串聯(lián)結(jié)構(gòu)具有工作空間大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)復(fù)雜程度低、運(yùn)動(dòng)控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)的具有兩個(gè)移動(dòng)自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的三自由度串聯(lián)檢測(cè)平臺(tái)，能夠較好地滿足非接觸式測(cè)量裝置的空間位置檢測(cè)

3、要求，同時(shí)能夠適應(yīng)當(dāng)前繁復(fù)的日常檢測(cè)需求。
　　本文根據(jù)三自由度串聯(lián)型機(jī)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種輕便型軌道日常檢測(cè)平臺(tái)。根據(jù)非接觸光學(xué)檢測(cè)裝置的檢測(cè)特性，運(yùn)用D-H空間坐標(biāo)變換法，完成平臺(tái)結(jié)構(gòu)空間位置分析，結(jié)合空間機(jī)構(gòu)學(xué)，完成平臺(tái)空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性分析。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)三自由度平臺(tái)伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，利用力矩平衡原理完成平臺(tái)力學(xué)平衡性分析。采用Creo2.0建立平臺(tái)三維模型，導(dǎo)入ADAMS軟件建立虛擬樣機(jī)模型，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力學(xué)模擬仿真和空間位置仿真，