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专利号: 2019108347840
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种轨道垂向不平顺测量方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、搭建轨检小车轨道垂向不平顺测量模型;

S2、确定待检测轨道的参数,并根据其计算轨道垂向不平顺测量模型中的轨检小车在行进过程中的运动参数;

S3、根据轨检小车的运动参数,反演待检测轨道的垂向不平顺路谱,实现对待检测轨道的垂向不平顺测量。

2.根据权利要求1所述的轨道垂向不平顺测量方法,其特征在于,所述步骤S1具体为:S11、设置轨检小车的后轮半径和前轮半径均为R,且后轮中心位置P0,前轮中心位置为P1;

所述P0和P1之间的距离为L;

S12、连接P0和P1,形成轨检小车的框架结构;

S13、在靠近后轮的框架架构O0处安装后轮激光传感器,并确定后轮激光发射点位置S0;

同时,在靠近前轮的框架结构O1上安装前轮激光传感器,并确定前轮激光发射点位置S1;

所述后轮激光传感器和前轮激光传感器的安装位置关于框架结构的中轴线对称,且S0和P0、S1和P1之间的距离均为Ls,S0和P0、S1和P1之间的水平夹角均为θ;

S14、铺设具有垂向不平顺的轨面,使后轮激光发射点在轨面上的测量位置为R0,前轮激光发射器在轨面上的测量位置为R1,完成轨检小车不平顺测量模型的搭建。

3.根据权利要求2所述的轨道垂向不平顺测量方法,其特征在于,所述步骤S2中轨检小车的运动参数包括小车倾角 前轮激光测量距离 和后轮激光测量距离其中,i=1,2,3,...,m,m为轨检小车行进过程中向前运动的总次数,i为当前运动次数的编号。

4.根据权利要求3所述的轨道垂向不平顺测量方法,其特征在于,所述步骤S2具体为:S21、设置待检测轨道的路谱函数fx、待检测轨道路线长度LR和轨检小车移动距离梯度ds;

S22、根据路谱函数fx,计算轨检小车的轮心行走路径fw(x);

所述轮心行走路径fw(x)上任意一点与路谱函数fx的切线距离均为R;

S23、根据轮心行走路径fw(x),将轨检小车的后轮置于待检测轨道的起始点x0,并确定当前轨检小车的后轮中心P0和前轮中心P1的坐标;

S24、根据当前轨检小车的后轮中心P0和前轮中心P1的坐标,计算当前轨检小车的小车倾角 后轮激光测量距离 和前轮激光测量距离S25、根据设置的待检测轨道线路长度,判断当前轨检小车是否到达待检测轨道的终点;

若是,则进入步骤S26;

若否,则进入步骤S27;

S26、记录轨检小车的所有运动参数,进入步骤S3;

S27、将轨检小车向前移动ds,并返回步骤S24。

5.根据权利要求4所述的轨道垂向不平顺测量方法,其特征在于,所述步骤S23中,所述轨检小车的后轮中心P0的坐标为 其中,垂向位置 为所述前轮中心P1的坐标为 且所述前轮中心P1的坐标满足:

6.根据权利要求5所述的轨道垂向不平顺测量方法,其特征在于,所述步骤S24中的小车倾角 为:后轮激光测量距离 为:

式中, 为当前轨检小车后轮激光发射点坐标;

为当前轨检小车后轮激光射线 与路谱函数fx的交点R1坐标;

其中,

前轮激光测量距离 为:

式中, 为当前轨检小车前轮激光发射点坐标;

为当前轨检小车后轮激光射线 与路谱函数fx的交点R1坐标;

其中,

7.根据权利要求6所述的轨道垂向不平顺测量方法,其特征在于,所述步骤S26中,记录轨检小车的所有运动参数包括:轨检小车行进过程的小车倾角 后轮激光测量距离 和前轮激光测量距离

8.根据权利要求7所述的轨道垂向不平顺测量方法,其特征在于,所述步骤S3具体为:S31、对记录的轨检小车所有运动参数进行低通滤波处理;

S32、读取低通滤波处理后的第一组运动参数;

所述轨检小车每次行进时记录的小车倾角、后轮激光测量距离和前轮激光测量距离作为一组运动参数;所述第一组运动参数包括小车倾角 后轮激光测量距离 和前轮激光测量距离S33、确定当前轨检小车后轮与待检测轨道的接触点坐标,并根据其计算当前后轮中心坐标;

S34、根据当前轨检小车的小车倾角,计算当前轨检小车的前轮中心坐标;

S35、根据当前前轮中心坐标,分别计算后轮激光延长后与待检测轨道接触点的矢量坐标和前轮激光延长后与待检测轨道接触点的矢量坐标;

S36、对当前与待检测轨道有接触的坐标点,按其横坐标从小到大进行排序;

所述当前与待检测轨道有接触的坐标点包括后轮与待检测轨道的接触点、后轮与待检测轨道的接触点、后轮激光延长后与待检测轨道接触点和前轮激光延长后与待检测轨道接触点;

S37、判断当前运动参数是否为所有运动参数中的最后一组;

若是,则进入步骤S39;

若否,则进入步骤S38;

S38、读取下一组运动参数,并返回步骤S33;

S39、根据每组运动参数中与待检测轨道有接触的坐标点排序,绘制序列图,作为待检测轨道的垂向不平顺路谱。

9.根据权利要求8所述的轨道垂向不平顺测量方法,其特征在于,所述步骤S33中当前后轮与待检测轨道的接触点坐标为(x0,y0),当前后轮中心坐标为 且所述后轮中心位置坐标 满足:所述步骤S34中,当前前轮中心坐标为 且所述当前前轮中心坐标 满足:

10.根据权利要求8所述的轨道垂向不平顺测量方法,其特征在于,所述步骤S35中后轮激光延长后与待检测轨道接触点的矢量坐标为 前轮激光延长后与待检测轨道接触点的矢量坐标为其中,矢量坐标 满足:

式中, 为后轮激光发射位置坐标;

矢量坐标 为:

式中, 为前轮激光发射位置坐标;

其中,后轮激光发射位置坐标 满足:

前轮激光发射位置坐标 满足: