基本信息
- 项目名称：
- 非接触式道轨（刚体）位移测试系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品基于监测铁路转弯处道轨位移形变而设计。系统由模拟道轨装置和测量装置两大部分组成，以MSP430为控制核心，以激光作为测试媒体，可精确非接触测量道轨在三维方向上的位移量。液晶显示，方便直观，一键式全自动测量。超低功耗，抗干扰能力强，也可用于其他测量位移的场合。本系统测量精度高在Z轴方向上的测量误差不大0.2mm,在其他两个方向上的测量误差也在0.5mm以内。
- 详细介绍：
- 本系统以16位超低功耗单片机MSP430[1]为控制核心，以十字架激光束作为测试媒体，以OPT101作为激光的感应及采集主芯片来采集激光的信号，并以开关量的形式传递给主控芯片MSP430。系统采用了两块无线信号传输模块nRF905作为刚体端与主控端无线通讯的媒介，实现了信号的传输方便与快捷。系统以12864液晶作为显示模块。整个系统由模拟道轨（刚体）装置、测量装置两大部分组成，可精确非接触测量道轨在三维方向上的位移量。由于条件所限，作品中用一长为45厘米高为9厘米、厚度为6厘米的物体（刚体[2]）模拟道轨。 系统主要以十字架激光束在刚体上的智能移动为前提来完成整个测量。激光随电机左右转动和上下移动的精确控制是整个系统准确测量的关键。按键是信息的输入手段，系统采用六个独立按键来完成整个系统的初始、测量以及结束。 本设计限定被测刚体（道轨）距仪器的距离为1.5-2.0米，在此范围内精确度最高，在Z轴方向上的测量误差不大0.2mm,在其他两个方向上的测量误差也在0.5mm以内。整个测量过程用时不足10秒钟。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 铁路转弯处列车对道轨的作用力是巨大的，为有效防止火车因道轨形变而发生事故，精确测量道轨位移是非常必要的。本作品正是基于智能化监测铁路转弯处道轨形变而设计。系统由模拟道轨装置和测量装置两大部分组成，系统精确的完成了测量道轨位移的任务。创新点主要有： （1） 可非接触式测量道轨三维方向的位移。 （2）抗外界干扰能力强，完全可放置在无人监管的野外环境中。 （3）可实现一键全自动测量刚体在三维空间的位移，同时将数据实时显示在128X64液晶屏上。 （4）属于超低功耗类型设计，最低功耗为0.6W，适合放置在长期不需要更换电能的场所。 （5）与光学测微小形变的产品相比，其性能、测量精度保持一致，但其成本远低于光学测微小形变的产品。 （6）具有掉电数据不丢失功能，这样将数据保存可以更好的和前面的数据对比。 （7）机构轻巧，方便携带，放在外界环境便于伪装 技术指标：在Z轴方向上的测量误差不大0.2mm,在其他两个方向上的测量误差也在0.5mm以内。整个测量过程用时不足10秒钟，系统功耗工作时小于2.8W，静态时小于0.6W。
科学性、先进性
- 本作品具有一键式、全自动、非接触测量功能，并且能做到数据储存、实时监控。而目前同类测道轨形变的方法是人工测量，耗时繁琐、误差大劳动强度高。本作品智能测量、精度高操作简单、实用方便，是不可多得的高科技产品。 通过查阅相关资料和网上搜索，没有发现相同功能的产品，目前没有使用该技术设计的位移测量仪表。 该项目已申请专利，申请号为201120104526.6。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 样品、模型、演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 由于该作品目前还处于实验室阶段，还没形成产品，故没有操作说明文件。 本作品不仅适用于非接触式测量铁道转弯处道轨的形变量，也适用于其他需要监测微小形变的场所。 由于目前还没有同类产品应用于道轨位移测量，故本作品形成商品后会有很好的推广价值，商业前景非常可观。 本作品成本在500元以内，同目前光学相比，具有巨大市场前景。经调查，目前的光学测量可以测物体的微小形变，其成本往往在几万元以上，但其测量精度与我们一致。
同类课题研究水平概述
- 通过查阅相关资料和网上搜索，没有发现相同功能的产品，没有用该技术设计的位移测量仪表，该项目已申请专利。申请号为201120104526.6。
