直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法及介质技术

本发明专利技术公开了一种直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法及介质，包括如下内容；求解坐标系下的打磨点的坐标、打磨切线及打磨法线的直线表达式；根据打磨法线求解角度调整轴轨迹线；求解进给轴限位线F

【技术实现步骤摘要】
直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法及介质


[0001]本专利技术涉及钢轨打磨
，尤其涉及直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法及介质。

技术介绍

[0002]随着铁路运输事业的不断发展，钢轨病害日趋严重，例如波磨、飞边及接头的不平顺等。因此为了减小病害，保障列车的安全运行，使用钢轨打磨设备对钢轨进行打磨维修与养护是必要的。在实际打磨过程中，钢轨除了需要打磨正线之外，还需要打磨道岔、芯轨等特殊轨段，以此消除钢轨表面的缺陷来提高轨道的使用寿命以及乘客的使用舒适度。
[0003]现有技术打磨设备包括直角式钢轨打磨设备，直角式钢轨打磨设备进行打磨作业的方案几乎都是专家基于经验确定的。专家会根据打磨目标区间，结合打磨实践经验，选择合适的打磨模式对钢轨进行打磨，最终获得与目标区间大致的打磨区间。但是这种凭借打磨经验选择打磨模式的方法并不能够保证钢轨打磨作业后最终获得的打磨区间与打磨目标区间完全吻合，这在一定程度上限制了钢轨打磨质量的提高。

技术实现思路

[0004]为了解决上述的技术问题，本专利技术的一个目的是提供一种直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法，包括如下内容；
[0005]以钢轨为基准建立坐标系，输入打磨角度及砂轮偏移量的数值，求解坐标系下的打磨点的坐标、打磨切线及打磨法线的直线表达式；
[0006]根据打磨法线求解角度调整轴轨迹线；
[0007]由打磨切线的直线表达式以及自定义的进给轴限位线区间求解进给轴限位线F-L1和F-L2；
[0008]在给定各轴限位线区间下，求解各轴限位线与角度调整轴轨迹线的交线段，并在交线段上选取公共线段；
[0009]改变各轴限位线区间，分析各轴限位线区间对砂轮工作空间的影响规律，根据规律筛选出满足打磨要求的各轴限位线区间。
[0010]采用以上技术方案，所述求解坐标系下的打磨点的坐标、打磨切线及打磨法线的直线表达式，具体包括如下内容：
[0011]在坐标系里运用直线与圆的交点函数求解交点的坐标，其中与钢轨相交的交点为打磨点，该交点的坐标即为打磨点的坐标；
[0012]定义打磨法线为过所述圆心及打磨点的直线，在坐标系里求解打磨法线的直线表达式；
[0013]定义打磨切线为垂直于打磨法线且过打磨点的直线，在坐标系里求解打磨切线的直线表达式。
[0014]采用以上技术方案，所述各轴限位线包括横移轴限位线、进给轴限位线和提拉轴
限位线。
[0015]采用以上技术方案，所述由打磨切线的直线表达式以及自定义的进给轴限位线区间求解进给轴限位线F-L1和F-L2，具体包括如下内容：
[0016]根据求解得到的打磨切线的直线表达式Ax+By+C＝0,以及自定义的进给轴限位线区间＝[e,f],那么：
[0017]H-L1＝(
±
e)*sqrt(A^2+B^2)+C；
[0018]F-L2＝(
±
f)*sqrt(A^2+B^2)+C。
[0019]采用以上技术方案，所述进给轴限位线F-L1和F-L2的选取原则如下：
[0020]所述进给轴限位线F-L1求解得到的2条直线均与Y轴存在交点，如果e>0,那么选择交点Y坐标值较大的所在直线为进给轴限位线F-L1，如果e<0,那么选择交点Y坐标值较小的所在直线为进给轴限位线F-L1；
[0021]所述进给轴限位线F-L2求解得到的2条直线均与Y轴存在交点，如果e>0,那么选择交点Y坐标值较大的所在直线为进给轴限位线F-L2，如果e<0,那么选择交点Y坐标值较小的所在直线为进给轴限位线F-L2。
[0022]采用以上技术方案，所述求解各轴限位线与角度调整轴轨迹线的交线段，并在交线段上选取公共线段，具体包括如下内容：
[0023]在求解交线段前，先判断各轴限位线与角度调整轴轨迹线是否有解，在确定有解后，求解各轴限位线与角度调整轴轨迹线的交线段，并在交线段上选取公共线段。
[0024]采用以上技术方案，所述在确定有解后，求解各轴限位线与角度调整轴轨迹线的交线段，并在交线段上选取公共线段，具体包括如下内容：
[0025]根据自定义的横移轴限位线T-L1、T-L2和提拉轴限位线S-L1、S-L2划分出区域{T-S}；
[0026]在区域{T-S}中截取初步的交线段；
[0027]根据求解得到的进给轴限位线F-L1、F-L2截取交线段上的公共线段。
[0028]采用以上技术方案，各轴限位线区间包括横移轴限位线区间、进给轴限位线区间和提拉轴限位线区间，通过给定横移轴限位线区间、进给轴限位线区间和提拉轴限位线区间获得砂轮工作空间结果图，砂轮工作空间结果图显示在所述各轴限位线区间下砂轮工作在各个打磨角度下所能够接触到的打磨接触点的信息。
[0029]采用以上技术方案，根据所述砂轮工作空间结果图，分析各轴限位线区间的改变对砂轮工作空间的影响规律。
[0030]本专利技术的另一个目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法的步骤。
[0031]本专利技术的有益效果：本专利技术在给定各轴限位线下求解得到公共线段，该公共线段上的任一点均能够使得砂轮接触钢轨，通过改变各轴限位线区间的方式，分析各轴限位线区间对砂轮工作空间的影响规律，根据规律筛选出满足打磨要求的各轴限位线区间，从而为定量打磨以及工作空间优化提供理论支撑。
附图说明
[0032]图1是本专利技术实施例一种直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法的流程示意图。
[0033]图2是本专利技术实施例一种直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法中步骤104的的流程示意图。
[0034]图3是本专利技术实施例一种直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法中坐标系的说明示意图。
[0035]图4是本专利技术实施例一种直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法中打磨偏置量的说明示意图。
[0036]图5是本专利技术实施例一种直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法中各轴结构简图的说明示意图。
[0037]图6是本专利技术实施例一种直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法中各轴限位线的说明示意图。
[0038]图7是本专利技术实施例一种直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法中打磨角度及砂轮偏移量的说明示意图。
[0039]图8是本专利技术实施例一种直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法中直线与圆交点的说明示意图。
[0040]图9是本专利技术实施例一种直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法中打磨法线及打磨切线的说明示意图。
[0041]图10是本专利技术实施例一种直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法中角度调整轴轨迹线的说明示意图。
[0042]图11是本专利技术实施例一种直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法中求解公共线段的说明示意图。
[0043]图12是本专利技术实施例一种直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法的工作空间分析结果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法，其特征在于：包括如下内容；以钢轨为基准建立坐标系，输入打磨角度及砂轮偏移量的数值，求解坐标系下的打磨点的坐标、打磨切线及打磨法线的直线表达式；根据打磨法线求解角度调整轴轨迹线；由打磨切线的直线表达式以及自定义的进给轴限位线区间求解进给轴限位线F-L1和F-L2；在给定各轴限位线区间下，求解各轴限位线与角度调整轴轨迹线的交线段，并在交线段上选取公共线段；改变各轴限位线区间，分析各轴限位线区间对砂轮工作空间的影响规律，根据规律筛选出满足打磨要求的各轴限位线区间。2.如权利要求1所述的直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法，其特征在于：所述求解坐标系下的打磨点的坐标、打磨切线及打磨法线的直线表达式，具体包括如下内容：在坐标系里运用直线与圆的交点函数求解交点的坐标，其中与钢轨相交的交点为打磨点，该交点的坐标即为打磨点的坐标；定义打磨法线为过所述圆心及打磨点的直线，在坐标系里求解打磨法线的直线表达式；定义打磨切线为垂直于打磨法线且过打磨点的直线，在坐标系里求解打磨切线的直线表达式。3.如权利要求1所述的直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法，其特征在于：所述各轴限位线包括横移轴限位线、进给轴限位线和提拉轴限位线。4.如权利要求1所述的直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法，其特征在于：所述由打磨切线的直线表达式以及自定义的进给轴限位线区间求解进给轴限位线F-L1和F-L2，具体包括如下内容：根据求解得到的打磨切线的直线表达式Ax+By+C＝0,以及自定义的进给轴限位线区间＝[e,f],那么：H-L1＝(
±
e)*sqrt(A^2+B^2)+C；F-L2＝(
±
f)*sqrt(A^2+B^2)+C。5.如权利要求4所述的直角式钢轨打磨单元冗余解求解方法，其特征在于：所述进给轴限位线F-L1和F-L2的选取原则如下：所述进给轴限位线F-L1求解得到的2条直线均与Y轴存在交点，如果e&am...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建法，陈义国，王梓豪，钱蒋忠，郭爱华，张可强，
申请(专利权)人：苏州睿友智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：