城市轨道交通重塑着每一个城市的格局,引领着城市未来前进的方向。越来越多的地铁线路采用接触轨供电的方式,对接触轨空间形位参数进行检测可以有效监控接触轨服役状态,为了提高接触轨检测的精度和效率,在现场调研的基础上开发一种接触轨非接触动态检测系统。本文从合理、经济、高效和安全角度对检测臂系统与便携式检测车进行设计与研究,检测臂系统为悬挂在车体上的独立单元。采用光电结合技术完成对接触轨导高值与拉出值的检测,主要包括以下几个方面的研究:(1)对接触轨非接触检测方法进行研究,通过激光结构光源将光源照射在接触轨和走行轨上,得到导高值与拉出值测量参数实现非接触检测。拉出值和导高值是接触轨空间行位参数的数值反应,是衡量接触轨空间位置关系的重要指标。本轨道交通接触轨检测系统采用机器视觉测量技术,通过多组距离传感器对接触轨进行数据采集。(2)接触轨非接触检测系统结构设计。根据接触轨检测原理和硬件安装工艺进行系统机械结构设计,主要包括检测臂结构的设计和便携式检测车的设计。设计可以搭载传感器、高清摄像等模块,并且结构可靠、灵活的检测臂结构;对便携式接触轨检测车进行设计,满足工作人员方便携带的特点,可以搭载检测臂系统进行接触轨检测。用Solidworks绘制结构模型,对主要螺栓连接强度进行校核。(3)接触轨非接触检测系统结构有限元分析。用有限元对接触轨检测系统所设计的结构进行静力学分析、拓补优化、尺寸优化和模态分析,得到结构设计的最优解并进行验证。本文通过ANSYS Workbench仿真,对接触轨检测臂结构进行了静力学分析,检测臂结构具有良好的强度;并在此基础上通过Shape Finder模块进行拓扑优化,根据拓补优化结果对检测臂结构进行二次设计,实现轻量化的目标;通过尺寸优化提高检测臂结构稳定性,通过数据对比选择最优解。(4)完成检测臂结构的实物制作,装载在巡检车上,在申通地铁某线路进行现场实验,利用Gocator传感器完成导高值相关数据采集,对得到数据进行分析,根据推导出的检测原理对导高值进行计算,导高示值误差在±5mm以内,符合设计要求。通过以上研究对接触轨空间形位参数检测系统进行结构设计,完成接触轨非接触检测的数据采集,检测臂系统可以用于接触轨导高值数据的采集,为设备维护提供参考。