基于移动激光点云的非接触式接触网参数检测方法

针对目前接触网参数检测存在精度低、效率低等问题,提出一种基于移动激光点云的非接触式接触网参数检测方法:基于预处理后的接触网点云实现接触线和接触网支柱要素的分类;基于连通性分析,实现接触网支柱单体化分割,并通过建立kd-tree数据结构提取定位点;最后根据定位点与轨面关系计算接触网导高、拉出值。结果显示,基于本文方法得到的接触网参数检测精度符合《接触网悬挂状态检测监测装置(4C)暂行技术条件》要求,验证了方法的有效性和准确性。

基于Kalman滤波思想的接触线高度检测数据粗差修正算法

接触线高度平顺性是评价接触网设备动态运行质量的重要指标。针对接触线高度检测数据中的粗差,基于Kalman滤波思想提出相应的粗差辨识与修正算法。将接触线高度视作一个连续平稳系统,利用矩形窗函数定义系统状态值,实现检测数据的分段线性化;依据系统状态值的回归预测方法和状态差异的量化方案,构建粗差辨识与修正算法,并引入适用于锚段关节处双支接触线采集特征的回溯机制;基于大量实测数据,采用显著性检验等统计方法确定算法参数,并从回溯、修正、运用和实时性等方面,对算法有效性和可行性进行分析验证,结果表明:该算法能够完成各类接触线高度检测粗差的高速实时辨识与修正。

接触网数字化吊弦计算对系统参数的影响因素分析

京沪高铁自2021年开始采用“软件计算-工厂化预配-专业化安装”方式对整锚段既有整体吊弦进行全面更换,吊弦更换后接触网导高波形呈现一定的大拱形、小拱形、人字形和正弦形等形状,对弓网受流产生较大影响。本文基于有限元理论开展吊弦长度计算,对吊弦更换后接触网导高偏差产生的原因进行研究,形成了“导高偏差-主要原因”对照关系,并进行现场实测验证。

时速160公里刚性接触网定位点导高偏差研究

列车受电弓高速运行时,弓网动态性能的优劣直接影响弓网系统的运行安全性。刚性接触网定位点导高存在偏差会对弓网动态性能产生显著影响。本文利用弓网仿真模型对时速160 km刚性接触网不同跨距时的定位点导高偏差进行研究,基于弓网动态性能评价指标分析比较不同仿真工况的计算结果,得出时速160 km刚性接触网定位点导高偏差允许值,为今后类似工程实施提供参考。

两种典型地铁受电弓关键部位疲劳失效评价与研究

地铁受电弓在服役条件下承受着复杂的交变应力作用,容易产生疲劳失效,因此有必要对受电弓部件进行疲劳寿命评价。文章通过对两种典型受电弓进行动态应力测试,得到ATO工况下应力时程曲线,实测结果发现当接触网导线高度突变时,某些测点的应力会出现相应的突变,然后回归小幅振荡。文章首先采用雨流计数法对应力时程数据进行循环计数统计,然后用Goodman模型考虑载荷谱中平均应力的影响,并结合材料的外推P-S-N曲线及Miner法则对受电弓部件进行寿命预测。结果显示,A型受电弓的上下臂杆连接部位以及B型受电弓的上框架部位疲劳寿命相对较短,应考虑构件结构改进以提高寿命。

拉绳式电子测径尺的研发及其测径效果分析

【目的】开发一种拉绳式电子测径尺,以解决围测类测径仪器因柔性尺面宽度而影响测量精度的问题,同时实现林木胸径外业数据的高效采集和内业高效记录。【方法】基于经典围测原理,以钢绳、卷盘、无刷直流电机和光电编码器为主要结构,研发了拉绳式电子测径尺。以钢尺测得的样木圆盘直径(8个方向测量)均值作为真值,利用拉绳式电子测径尺、柔性尺面电子测径尺、围尺和卡尺(2个方向测量),分别测量了20个近似圆形胸高圆盘(规则圆盘)的直径和20个不规则胸高圆盘的直径,比较各仪器测径的方差、准确度和t检验结果;用4种仪器分别测量7号样木规则圆盘直径和27号样木不规则圆盘直径,连续测6次,比较各仪器测径的精密度;用4种仪器分别测定10个规则圆盘和10个不规则圆盘的直径,记录平均耗时,比较各仪器的测径效率。【结果】拉绳式电子测径尺、柔性尺面电子测径仪、围尺和卡尺测量规则圆盘直径的准确度分别为0.045,0.205,0.115和0.140 cm,精密度分别为0.017,0.067,0.067和0.200 cm,方差分别为33.267,33.401,33.532和33.443;测量不规则圆盘直径的准确度分别为0.120,0.295,0.205和0.280 cm,精密度分别为0.058,0.092,0.067和0.350 cm,方差分别为22.525,22.908,22.611和21.607;测径平均耗时分别为6.9,7.5,7.7和13.9 s。【结论】拉绳式电子测径尺的测量精度和测径效率均优于柔性尺面电子测径仪、围尺和卡尺,不仅可满足森林资源连续清查和森林资源规划设计调查的精度要求,还能大大缩减外业测量和内业录入的成本。

基于拉绳传感器的单株立木树高提取方法

【目的】开发一种伸缩式测高仪,以解决基于三角函数原理设计的测高仪器测量落点范围受限的问题,以及实现垂直生长和倾斜生长立木树高精确测量。【方法】基于拉绳传感器测高原理,以光电编码器、无刷直流电机、卷盘和钢绳为主要结构,研发了伸缩式测高仪。以皮尺为测量伐倒木树高为真值,利用伸缩式测高仪、布鲁莱斯测高器和森林罗盘仪,分别测量了20株垂直生长样木和11株倾斜生长样木树高精度结果,比较各仪器测高的准确度、方差和t检验结果;用4种仪器分别连续6次测量8号样木(垂直生长样木)和26号样木树高(倾斜生长样木),比较各仪器测高的精密度。【结果】结果显示:伸缩式测高仪测量垂直生长林木树高和倾斜生长林木树高的精准度分别为0.034和0.028 m,方差分别为5.60和9.94,精密度分别为0.028和0.015 m。布鲁莱斯测高器测量垂直生长林木树高和倾斜生长林木树高的精准度分别为0.154和0.267 m,方差分别为5.76和10.00,精密度分别为0.150和0.125 m。森林罗盘仪测量垂直生长林木树高和倾斜生长林木树高的精准度分别为0.059和0.183 m,方差分别为5.66和10.02,精密度分别为0.056和0.066 m。【结论】伸缩式测高仪各项测量精度结果要优于布鲁莱斯测高器和森林罗盘仪,不仅解决外业调查与内业录入脱节的问题,还能够有效满足国家森林资源连续清查和森林资源规划设计调查等项目对立木测高的要求。

进给电流对FeCuCo基结合剂金刚石绳锯性能影响

采用FeCuCo基结合剂为原料和优化的制作工艺,以金刚石参数设计理论为依据,根据被切割石材的基本特征,制作出金刚石绳锯并进行石材矿山切割实验,研究绳锯进给电流I对FeCuCo基结合剂金刚石绳锯锯切性能的影响规律。结果表明:在不同进给电流时,随着锯切的进行和串珠直径的逐渐消耗,绳锯锯切效率逐渐提高,而工具理论寿命逐渐降低;随着进给电流的增加,绳锯串珠表面单颗金刚石平均切削厚度h c值呈逐渐增加的趋势,表面完整态金刚石出刃高度平均值也呈逐渐增加的趋势,且进给电流越大,串珠表面金刚石出刃高度越大;随着进给电流的提高,岩屑D50粒度也呈现逐渐增大的趋势,且明显远大于单颗金刚石平均切削厚度h c值,这是由于金刚石颗粒的切削机理属于有裂纹扩展的“体积破碎”方式产生的。

激光熔丝增材制造监测与控制系统研究现状

激光熔丝增材制造作为一种定向能量沉积技术,具有很好的发展前景。文中对国内外激光熔丝增材制造监测与控制系统进行归纳概述。现阶段,国内外激光熔丝增材制造常见的监测系统包括结构光扫描系统、红外测温成像系统等,实时监测沉积层高度、熔池状态;常见的控制系统为以闭环控制策略为主的在线反馈送丝速率控制系统、在线反馈激光功率控制系统等,在线监测系统与控制系统协同作用,能够显著优化增材制造工艺、提高成形质量。介绍了包括三维超声波扫描技术、电磁振动监测技术在内的新兴激光熔丝增材制造监测技术。结合激光熔丝增材制造技术的工艺难题对下一代监测与控制系统进行展望。国内外对沉积层高度和宽度、熔池尺寸和温度等监测对象已有较为充分的研究和试验验证,但在沉积过程中,由于激光的高能量密度会造成高温度梯度,因此对沉积过程在线高精度、高质量监测与控制技术的研究变得至关重要。

基于电气几何模型的接触网避雷线架设高度计算方法

基于电气几何模型,推导单线和复线铁路接触网避雷线架设高度的计算公式,由此得到避雷线架设高度与雷电击距、接触网实际参数之间的对应关系。研究表明:避雷线架设高度随着雷电流幅值的增加而减小,复线铁路的避雷线架设高度明显小于单线铁路的避雷线架设高度。采用给出的避雷线架设高度的计算公式,以广—深铁路为例,根据其不同线路形式和接触网参数计算得出避雷线架设高度的建议值:单线和复线铁路接触网的避雷线架设高度分别取9.0和7.2m;4线铁路并行时,4根支柱并列情况下的接触网避雷线架设高度取7.6m,4线硬横梁形式的接触网避雷线架设高度取7.5m,对于4线中3线为硬横梁形式、另1线为支柱形式的接触网,3线和1线的接触网避雷线架设高度分别取7.3和9.0m。

三线摆测转动惯量时高度对测量结果的影响

通过改变高度（20--110 cm）来分别测量下悬盘、圆盘、圆柱及两叠加圆盘的转动惯量,根据测量误差来分析高度变化对转动惯量测量值的影响。实验发现,高度在20--60 cm范围内的测量误差稍小于在65--110 cm范围内的测量误差,从操作方便、制造经济的角度,高度在20∽60 cm范围内更为合适。并且,与一个圆盘时的测量误差相比,两叠加圆盘的测量误差明显增大,这说明厚度的增加使得测量的误差增大。另外,由于系统误差的影响,下悬盘的测量值与理论值相比均偏大,而圆盘和圆柱的测量结果在进行处理时已消去了系统误差,故与理论值相比时大、时小。

兰州至关中电线积冰与导线线径及高度关系

对2006—2007年、2007—2008年冬季甘肃、陕西、宁夏多个测点不同线径、不同架线高度电线积冰观测资料分析可知,不同线径电线积冰的净直径、净厚度、等效厚度、积冰重量间存在显著线性关系。直径为26 mm导线电线积冰重量约为18 mm导线的1.2倍,是4 mm铁丝的1.3倍。直径为26 mm导线与直径为18 mm导线电线积冰间的各项关系都较26 mm导线与4 mm铁丝的线性关系更为显著;大直径导线电线积冰的净直径、净厚度、等效厚度均小于4 mm铁丝;26 mm导线与18 mm导线电线积冰的净直径、等效厚度基本相等。电线积冰等效厚度是架设高度比的幂函数;忽略水滴下沉速度,在假定捕获系数为常数、假定时间各物理量均衡不变情况下,电线积冰重量与电线导线线径成正比,且随架设高度的增加而增加。

三丝焊接参数对电弧形态特征的影响

由于电磁力的作用,多丝焊接多电弧与常规的单丝焊接电弧有显著不同的形态特征,电弧稳定性也受到直接影响.通过三丝焊接实验,借助高速摄影系统,量化研究了不同焊接电流组合和焊丝距离组合对电弧形态特征的影响.电弧形态参数包括电弧的高度、面积和偏移量,将三者的波动性作为评价电弧稳定性的3个参数.结果表明,电弧高度无明显波动,其值与焊接电流有关,与焊丝距离无关.采用大电流焊接时,熔池金属较多,导致"潜弧现象"的发生,电弧高度和面积均减小;大电流条件下的电弧抗干扰能力强,电弧偏移量小,电弧燃烧稳定.焊丝距离的改变对中间电弧面积的影响最直接,而对引导电弧和跟随电弧面积的影响较小.总体来说,随着焊丝距离的增大,电弧干扰作用和电弧偏移量减小,电弧稳定性提高.

高速接触网导高偏差对弓网动态性能的影响

分析了接触线高度变化对弓网动态性能的影响,仿真结果表明:300 km/h运行速度下,当接触线出现单根吊弦负弛度时,导高最大偏差不应超过9 mm;当接触线出现单根吊弦正弛度时,导高最大偏差不应超过12 mm;定位点高度变化时,导高最大偏差不应大于±20 mm,即坡度小于0.67‰。

一种使牵引绳能自动滑入滑车轮槽机构的研发

对输电线路架线施工导线展放环节进行研究,主要进行了传统放线滑车的设计改造。该设计可以使由升空无人机携带的牵引绳直接从滑车框架外部穿过滑车吊板改造侧,进入滑车框架内部,并自动准确地将牵引绳滑入放线滑车相应轮槽内,实现导线展放无人化施工。经过实际应用验证了机构的功能完整性,该机构的成功研发对提高施工效率、降低人工成本、降低安全风险有重要意义。

安氏Ⅱ类2分类患者矫治前后前面高及双平面变化的临床研究

目的观察分析安氏Ⅱ类2分类患者矫治前后前面高及双平面的变化情况,为临床治疗提供参考。方法选择30例诊断为安氏Ⅱ类2分类的患者,均拔除4颗第一前磨牙。对矫治前后的头颅定位侧位片进行测量分析,选取AOP-FH、POP-FH、OP-dif、MP-FH、N-Me、N-ANS、ANS-Me等7个项目进行研究,并进行统计学分析。结果矫治前后AOP-FH、POP-FH、N-Me及ANS-Me差异有统计学意义(P<0.05),其余差异无统计学意义(P>0.05)。结论运用直丝弓矫治技术矫治安氏Ⅱ类2分类患者后,患者面下1/3高度增加,前、后平面均减小,且前平面变化更显著。

弓网检测参数波长谱特征分析

本文对弓网检测参数中的拉出值、接触压力、接触线高度进行数值处理,通过时空变换,采用傅里叶变换分析波长谱特征,结果表明弓网检测参数具有一定的波长特征。拉出值波长特征值在100 m左右表现明显,与拉出值空间布置规律相符。接触压力,接触线高度参数波长特征在100、50、25 m特征值明显,表现出接触网跨中结构与跨距的特征。通过对不同检测系统、不同线路数据分析,印证了上述结果。

大面阵CCD自动键合参数优化

CCD键合工艺要求硅铝丝依次在Au焊盘和Al焊盘上完成一、二焊的超声键合。文章分别以Au焊盘和Al焊盘为研究对象,通过调整键合中的超声功率和线弧高度参数,在超声功率为20%～50%、线弧高度为1 000～1 800μm范围内,设定48组不同的实验条件进行键合,以键合后拉力测试结果为表征量,采用工序能力指数(Cpk)的统计方法进行归纳比较,从中选取最优实验参数用于大面阵CCD键合工艺,以达到优化键合参数的目的。

基于图像处理和识别技术的灼热丝火焰检测系统

为了提高灼热丝火焰高度测量的准确性,利用图像处理软件MATLAB对火焰图像进行灰度提取,根据灰度图像中火焰与背景的亮度差异,采用高斯—拉普拉斯算子进行火焰图像边缘的提取,采用工件尺寸的光学测量方法计算火焰高度。经过与传统方法的比较试验表明,该方法所测火焰高度数据准确,用于灼热丝火焰高度的检测是可行的。

矿用钢丝绳损伤检测系统设计

矿用钢丝绳在运行过程中会发生表面断丝翘起现象,可能导致运行中的钢丝绳把探伤仪孔壁划伤或带走的情况,甚至会对钢丝绳造成二次伤害,影响检测结果。针对该问题,基于超声波测距及强磁检测原理,设计了一种矿用钢丝绳损伤检测系统。该系统采用超声测距装置检测钢丝绳表面断丝翘起幅度,若检测值超过限定距离则发出报警,若检测值未超过限定距离,则由强磁检测装置进一步探测钢丝绳损伤情况。测试结果表明,针对设置的20,30,35 mm钢丝绳表面断丝翘起幅度,该系统的检测误差基本上不超过±2 mm,从而验证了该系统可有效、准确地检测钢丝绳表面断丝情况及断丝翘起幅度,避免了表面断丝翘起幅度过大对强磁检测装置等造成损伤。