基于点云数据处理技术测量车厢剩余冻煤体积研究

针对北方散杂货港口严寒天气造成敞车车厢卸载时冻煤黏连在车厢难以测量的问题，提出基于点云数据处理技术的计算敞车车厢剩余冻煤体积测量方法。首先，利用翻车机房出口上方的激光雷达获得敞车车厢的点云数据；然后，利用基于M估计随机采样一致性拟合平面的方法剔除侧墙的点云数据，采用欧氏聚类的方法对敞车车厢剩余点云数据进行聚类，得到敞车车厢剩余冻煤表面的点云数据；最后利用Delaunay三角化的方法重建剩余冻煤表面，计算Delaunay三角网格每个三角形投影到敞车车厢车底所形成的三棱柱的体积并且求和，实现对敞车车厢剩余冻煤计算体积的目的。     

基于毫米波雷达的全天候料高和安息角测量技术

针对散杂货堆料机自动堆料项目中需要全天候获取料堆的高度和安息角的需求,提出基于毫米波雷达数据处理技术的堆料机堆料过程中实时测量料高和安息角的方法。首先,在堆料过程中,利用堆料机落料口前方的毫米波雷达设备获取二维数据;然后,利用随机采样一致性的算法估计直线方程参数,得到料堆母线的直线方程,利用斜率计算得出料堆安息角,利用直线方程得到料高;最后,利用卡尔曼滤波方法减轻传感器测量误差、堆料机抖动和料堆上落料的影响,得到料堆的安息角和料高,实现在堆料过程中实时测量料堆安息角和料高的目的,为自动化堆取料提供准确的信息。     

基于台架仿真模型的高速列车齿轮箱轴承动载荷获取方法

为获取高速列车齿轮箱轴承在服役振动环境下的动载荷，由动力学软件SIMPACK建立了某型高速列车齿轮箱台架仿真模型；基于谱修正的多点相干随机振动控制算法，通过虚拟激振器施加纵向、横向、垂向的轴箱实测加速度功率谱，再现了齿轮箱受到的多点相干线路激励；通过台架仿真模型获取了齿轮箱输入轴电机侧圆柱滚子轴承在服役振动环境下的轴承径向载荷、轴承中心轨迹和滚子与外圈滚道接触载荷。研究结果表明:通过谱修正控制算法，在优化速度指数为0.3，进行10次迭代后，轴箱的仿真与实测加速度功率谱相对误差趋于稳定，最大相对误差小于10%；不同的电机输入扭矩下，有无线路激励齿轮箱轴承动载荷表明，电机输入扭矩决定了齿轮箱轴承动载荷均值，而线路激励是齿轮箱轴承动载荷波动的主要原因；频谱分析显示，线路激励增大了轴承径向载荷在中低频带与齿轮啮合频率处的能量；同时线路激励增大了滚子与外圈滚道接触载荷，但是接触载荷的接触区和均值无明显变化；当无线路激励时，轴承中心轨迹沿齿轮的压力角振动，与垂直轴夹角为26°；线路激励使轴承中心轨迹波动范围更大、更随机，在方向上没有明显特征。可见，电机输入扭矩和线路激励是高速列车齿轮箱轴承动载荷的主要来源，台架仿真模型可为高速列车齿轮箱轴承动响应评估和载荷谱建立提供有价值的参考。