三自由度軌道檢測平臺設(shè)計與控制系統(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要求日益嚴格。目前，國內(nèi)軌道日常巡檢主要依賴于工作人員利用機械式量具進行手工測量。這種傳統(tǒng)人工測量手段不僅耗費巨大的人力物力、檢測速度慢、測量精度低，而且無法對軌道參數(shù)進行實時監(jiān)控，已經(jīng)很難滿足鐵路高速、高密度的行車檢測需求。高效、快速的日常自動化檢測系統(tǒng)是提高鐵路運營效率和運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設(shè)備是鐵路軌道檢測的當(dāng)務(wù)之急。
　　我國鐵路研究機構(gòu)相

2、繼研制了多個鐵路軌道檢測系統(tǒng)，但都屬于大型軌道檢測設(shè)備。大型軌道檢測車的制造和使用成本很高，主要應(yīng)用于軌道線路鋪設(shè)檢測驗收和軌道季度大型檢測，不便于鐵路施工者使用和日常線路檢測，難以適應(yīng)頻繁的日常檢測需求。
　　本文重點研究輕便型三自由度軌道檢測平臺。串聯(lián)結(jié)構(gòu)具有工作空間大、結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計復(fù)雜程度低、運動控制簡單等優(yōu)點。本文設(shè)計的具有兩個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度的三自由度串聯(lián)檢測平臺，能夠較好地滿足非接觸式測量裝置的空間位置檢測

3、要求，同時能夠適應(yīng)當(dāng)前繁復(fù)的日常檢測需求。
　　本文根據(jù)三自由度串聯(lián)型機構(gòu)特點設(shè)計了一種輕便型軌道日常檢測平臺。根據(jù)非接觸光學(xué)檢測裝置的檢測特性，運用D-H空間坐標(biāo)變換法，完成平臺結(jié)構(gòu)空間位置分析，結(jié)合空間機構(gòu)學(xué)，完成平臺空間結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性分析。同時，實現(xiàn)三自由度平臺伺服控制系統(tǒng)設(shè)計，利用力矩平衡原理完成平臺力學(xué)平衡性分析。采用Creo2.0建立平臺三維模型，導(dǎo)入ADAMS軟件建立虛擬樣機模型，實現(xiàn)了動力學(xué)模擬仿真和空間位置仿真，