基本信息
- 項目名稱：
- 非接觸式道軌（剛體）位移測試系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品基于監(jiān)測鐵路轉(zhuǎn)彎處道軌位移形變而設(shè)計。系統(tǒng)由模擬道軌裝置和測量裝置兩大部分組成，以MSP430為控制核心，以激光作為測試媒體，可精確非接觸測量道軌在三維方向上的位移量。液晶顯示，方便直觀，一鍵式全自動測量。超低功耗，抗干擾能力強，也可用于其他測量位移的場合。本系統(tǒng)測量精度高在Z軸方向上的測量誤差不大0.2mm,在其他兩個方向上的測量誤差也在0.5mm以內(nèi)。
- 詳細介紹：
- 本系統(tǒng)以16位超低功耗單片機MSP430[1]為控制核心，以十字架激光束作為測試媒體，以O(shè)PT101作為激光的感應(yīng)及采集主芯片來采集激光的信號，并以開關(guān)量的形式傳遞給主控芯片MSP430。系統(tǒng)采用了兩塊無線信號傳輸模塊nRF905作為剛體端與主控端無線通訊的媒介，實現(xiàn)了信號的傳輸方便與快捷。系統(tǒng)以12864液晶作為顯示模塊。整個系統(tǒng)由模擬道軌（剛體）裝置、測量裝置兩大部分組成，可精確非接觸測量道軌在三維方向上的位移量。由于條件所限，作品中用一長為45厘米高為9厘米、厚度為6厘米的物體（剛體[2]）模擬道軌。 系統(tǒng)主要以十字架激光束在剛體上的智能移動為前提來完成整個測量。激光隨電機左右轉(zhuǎn)動和上下移動的精確控制是整個系統(tǒng)準確測量的關(guān)鍵。按鍵是信息的輸入手段，系統(tǒng)采用六個獨立按鍵來完成整個系統(tǒng)的初始、測量以及結(jié)束。 本設(shè)計限定被測剛體（道軌）距儀器的距離為1.5-2.0米，在此范圍內(nèi)精確度最高，在Z軸方向上的測量誤差不大0.2mm,在其他兩個方向上的測量誤差也在0.5mm以內(nèi)。整個測量過程用時不足10秒鐘。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 鐵路轉(zhuǎn)彎處列車對道軌的作用力是巨大的，為有效防止火車因道軌形變而發(fā)生事故，精確測量道軌位移是非常必要的。本作品正是基于智能化監(jiān)測鐵路轉(zhuǎn)彎處道軌形變而設(shè)計。系統(tǒng)由模擬道軌裝置和測量裝置兩大部分組成，系統(tǒng)精確的完成了測量道軌位移的任務(wù)。創(chuàng)新點主要有： （1） 可非接觸式測量道軌三維方向的位移。 （2）抗外界干擾能力強，完全可放置在無人監(jiān)管的野外環(huán)境中。 （3）可實現(xiàn)一鍵全自動測量剛體在三維空間的位移，同時將數(shù)據(jù)實時顯示在128X64液晶屏上。 （4）屬于超低功耗類型設(shè)計，最低功耗為0.6W，適合放置在長期不需要更換電能的場所。 （5）與光學(xué)測微小形變的產(chǎn)品相比，其性能、測量精度保持一致，但其成本遠低于光學(xué)測微小形變的產(chǎn)品。 （6）具有掉電數(shù)據(jù)不丟失功能，這樣將數(shù)據(jù)保存可以更好的和前面的數(shù)據(jù)對比。 （7）機構(gòu)輕巧，方便攜帶，放在外界環(huán)境便于偽裝 技術(shù)指標：在Z軸方向上的測量誤差不大0.2mm,在其他兩個方向上的測量誤差也在0.5mm以內(nèi)。整個測量過程用時不足10秒鐘，系統(tǒng)功耗工作時小于2.8W，靜態(tài)時小于0.6W。
科學(xué)性、先進性
- 本作品具有一鍵式、全自動、非接觸測量功能，并且能做到數(shù)據(jù)儲存、實時監(jiān)控。而目前同類測道軌形變的方法是人工測量，耗時繁瑣、誤差大勞動強度高。本作品智能測量、精度高操作簡單、實用方便，是不可多得的高科技產(chǎn)品。 通過查閱相關(guān)資料和網(wǎng)上搜索，沒有發(fā)現(xiàn)相同功能的產(chǎn)品，目前沒有使用該技術(shù)設(shè)計的位移測量儀表。 該項目已申請專利，申請?zhí)枮?01120104526.6。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 樣品、模型、演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 由于該作品目前還處于實驗室階段，還沒形成產(chǎn)品，故沒有操作說明文件。 本作品不僅適用于非接觸式測量鐵道轉(zhuǎn)彎處道軌的形變量，也適用于其他需要監(jiān)測微小形變的場所。 由于目前還沒有同類產(chǎn)品應(yīng)用于道軌位移測量，故本作品形成商品后會有很好的推廣價值，商業(yè)前景非?？捎^。 本作品成本在500元以內(nèi)，同目前光學(xué)相比，具有巨大市場前景。經(jīng)調(diào)查，目前的光學(xué)測量可以測物體的微小形變，其成本往往在幾萬元以上，但其測量精度與我們一致。
同類課題研究水平概述
- 通過查閱相關(guān)資料和網(wǎng)上搜索，沒有發(fā)現(xiàn)相同功能的產(chǎn)品，沒有用該技術(shù)設(shè)計的位移測量儀表，該項目已申請專利。申請?zhí)枮?01120104526.6。
