钢轨平直度测量系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

近年来，中国高速铁路技术有了飞速的发展，这对机车线路检测维护的精度要求越来越高。轨道是机车运动的载体与基础，其中，作为轨道中最重要的组成部件钢轨直接承受机车、车辆荷载，其技术状态和水平直接影响着铁路的运输能力和行车安全。钢轨的平直度是衡量轨道质量的重要指标之一，它直接影响列车的运行速度、安全性和舒适性。目前，我国的铁路存在比较严重的钢轨平直度超限问题，造成这一现象的原因除了钢轨的制造和焊接工艺水平等因素之外，另外一个重要的因素就是缺乏高精度的检测手段来指导修理和维护。

目前，铁路部门使用手工检测的方法落后，即使用1m钢尺，紧贴钢轨的轨面和侧面，结合塞尺进行测量，人工记录，不仅效率低下而且精度低，已了经远远不能适应高速铁路时代的钢轨平直度自动化测量的需求。钢轨顶面短波不平顺一方面对铁路行车的噪音、振动、安全和轮轨冲击荷载均有很大影响，另一方面钢轨轨面短波不平顺引会引起增大车轮对钢轨的荷载、导致轮轨间形成巨大的作用力，可能会引发钢轨、车轮及部件的损伤断裂，导致安全事故。随着我国铁路的大面积提速，以及高速铁路、客运专线的发展，钢轨平直度测量的精度控制和整条线路不平顺数据的综合分析越来越重要，依靠现有的人工检测办法显然已经不能满足对钢轨平直度检测精度和检测效率的需求。因此，开发便携式的、高精度的钢轨平直度检测仪器就势在必行。

国内现有技术主要采用两种方法：人工和自动。人工对平直度实物质量的检测主要借助塞尺配合平直尺，通过划塞缝隙确定平直度数值。现场常用的平直尺规格主要有 1 m，1.5 m，2 m。但是有许多的缺点：1、检测效率低。在测量水平（侧面）平直度时，测量者无法单人操作，一般2人以上配合才能完成，测量效率低，准确性难以保证。2、精度难以保证。由于平直尺极易变形，而且精度低，测量结果的精度难以保证。3、数量记录不便。每测量一个数据就必须单独记录下来后才能继续下一个测量，易产生记录 失误，造成数据记录不真实。4、数据查询不便，人工记录的测量数据追溯性较差。

2. 研究内容和预期目标

(1) 设计一个电涡流传感器钢轨平直度监测系统。

(2) 实现如下功能：测量钢轨平直度，平直度超标时报警并停止传送带运行。

(3) 设计相关的硬件图。

3. 研究的方法与步骤

图1硬件结构图

4. 参考文献

[1] 王启明. 百米钢轨平直度控制. 铁道技术监督,2018,46(7):25-27,37.

[2] 张丽波,李乾,傅勤毅. 基于pda的钢轨平直度检测仪的设计与实现. 铁路计算机应用,2010,19(5):31-33.

[3] 宋合志,张宪金. 基于无线通讯的精密钢轨平直度测量仪的设计. 电子测试,2021(7):5-7,45.

5. 计划与进度安排

(1) 2024-2-20～2024-3-03（2周） 查阅和总结相关背景及技术资料，进一步细化研究计划，初步提出设计方案，撰写开题报告。

(2) 2024-3-06～2024-3-17（2周） 完善和优化设计方案，熟悉控制器硬件资源及编程技巧，完成器件选型。

(3) 2024-3-20～2024-4-07（3周） 设计电路原理图，制订程序框图，编制控制程序。