由于行车轨道的重载工作环境和地面沉降等因素造成轨道的横向和纵向变形,容易引起行车运行不平稳,严重的情况下可以引起工业事故,所以定期的检查是安全生产所必需的。以往通过人工测量的方法不但费时而且不易实施,现在根据生产需求,利用全站仪并设计带云台的小车实现自动检测。全站仪可以自动跟踪反光棱镜并同时进行角度、距离、和目标点坐标的测量和数据处理。采用全站仪对行车轨道进行检测时,自动小车携带棱镜自动运行,并可调整棱镜姿态,保持棱镜的中心始终对准全站仪发射的激光束(全站仪跟踪棱镜的功能由全站仪完成),完成全站仪对轨道的自动检测。本文主要完成自动小车的车体和其控制系统设计。小车车体由小车平台机架、驱动系统、导向副轮、伸缩机构和检测机构等组成。监测棱镜、云台、控制装置和蓄电池均装在小车上面。小车驱动系统采用进口优质Maxon带减速器直流伺服电机,云台转角采用二个自由度,每个自由度分别由步进电机控制,调节棱镜的回转方向角度和俯仰方向角度,以保证棱镜跟踪运动方向的变化。整个小车采用TMS320LF2407DSP为核心的控制系统,控制内容包括:小车的运动控制、棱镜的姿态控制,数据的计算和补偿,指令的传输。DSP控制芯片通过遥控模块接收地面操作台的控制命令。在测量过程中,由于钢轨平行度变化造成的运动偏离理论轨迹。由于其对棱镜姿态造成的误差很小,可以忽略不计,因此这部分误差由全站仪来调整即可。系统设计需要完成的软件有:小车的运动控制、云台的姿态调整、数据、指令的传输等功能。控制软件固化于DSP中,工作在实时控制方式下。系统设计的完成将不仅改善轨道变形的测量精度,而且使检测工作简单易行。