地铁障碍物检测装置的设计及关键技术研究

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1、劣臻交专业硕士学位论文地铁障碍物检测装置的设计及关键技术研究TheDesignofMetroObstacleDetectorandKeyTechnologyResearch作者：侯晓轩导师：刘伟北京交通大学2013年6月中图分类号：THl22UDC：621学校代码：10004密级：公开北京交通大学专业硕士学位论文地铁障碍物检测装置的设计及关键技术研究TheDesignofMetroObstacleDetectorandKeyTechnologyResearch作者姓名：侯晓轩导师姓名：刘伟学号：11125666职称：副教授工程

2、领域：机械工程学位级别：硕士北京交通大学2013年6月致谢本论文的工作是在我的导师刘伟副教授的悉心指导下完成的，首先对我的导师刘伟副教授致以深深的敬意，研究生两年来刘伟副教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响，导师渊博的知识以及严谨求实的做学问的态度使本人受益匪浅，这些都是我今后在工作和生活中的宝贵财富。在课题的研究和论文撰写期间，实验室给我提供了良好的学习和科研环境。感谢各位授课老师，使我掌握了一些基本技能。感谢实验室陆一平、张英老师以及其他所有无私为我提供帮助和支持的老师们。你们严谨勤勉的工作态度、谦虚和

3、蔼的工作作风一直潜移默化的影响着我，再次对你们给予我的悉心指导和大力帮助表示衷心感谢。同时感谢我实验室的同f-JN志峰同学，课题研究阶段我们一直并肩作战，感谢两位舍友王琪龙、林浩同学在生活方面的帮助，感谢我的父母在研究生期间给我的支持和帮助，使我专心完成研究生的学业。由于时间仓促以及本人水平有限，本论文还存在许多疏漏和不足，研究深度也有所欠缺，请各位专家、老师和同学给予批评指正，以求在今后的工作中进一步完善和提高。中文摘要摘要：随着轨道交通行业的快速发展，轨道交通成为了越来越多城市公共交通系统的重要组成，其快速、准时、载客量大

4、的优势使其以成为了众多城市人群出行的首要选择。然而作为高密度、大流量、运营环境相对封闭的公共交通系统，轨道交通在解决日趋严重的城市交通拥堵问题的同时，带来了人流的聚集，其运营安全问题也日趋突显。轨道上障碍物的自动检测是保证车辆运行安全的重要措施之一。本研究调研了轨道车辆障碍物检测装置及相关技术发展现状，提出一种适用于地铁轨面障碍物检测装置的设计方案，并对方案中的关键技术进行了理论分析和数值仿真实验。本研究基于理论分析和虚拟样机的研究方法，主要进行了如下研究：(1)给出整个装置结构型式方案，建立其物理模型；(2)根据所设计的方案

5、构建了装置的三维数字化模型，为运动学、动力学研究和强度分析提供原始模型；(3)对关键部件板弹簧进行了理论分析和有限元软件的仿真分析，做了整个机构的模态分析，为避免装置共振提供依据。(4)用动力学分析软件ADAMS仿真了障碍物检测装置的两种工况的动力学特性，得到相应的位移曲线，分析了启动加速时的工作稳定性和检测障碍物的工作可靠性。理论分析和数值实验表明：所提出的障碍物检测装置方案满足障碍物检测的要求；所建立的板弹簧理论分析公式，经有限元的数值分析验证了其正确性，并为调整弹簧的参数提供了理论分析和数值依据；运动学分析和仿真表明障碍

6、物检测装置在地铁启动加速时不会误触发，碰撞到障碍物时能及时检测到障碍物，工作稳定可靠。分析结果为物理样机的研制和其它型式障碍物检测系统的设计提供了参考。关键词：障碍物检测；板弹簧；有限元分析；动力学分析分类号：THl22；U231Ib塞交通太堂童些亟±堂僮论塞△旦墨I垦△￡IABSTRACTABSTRACT：Duetotherapiddevelopmentofrailtransitindustry,railtransithasbecomeavitalpartofurbanpublictransportationsystemin

7、mountingcities．Ithasbecomethefirstchoiceoftransportationowingtoitslargecapacity,punctualityandhighspeed．However,ashigh—density,highflowpublictransportsystem．railtransportationbringsthecrowdgatheringwhilesolvingthegrowingproblemofurbantrafficatthesametime，SOitsoperat

8、ionalsafetyissuesarebecomingincreasinglyimportant．Obstaclesonthetrackareoneoftheimportantthreatsforsafety．Inthispaper,bystudyingthedevelop