[发明专利]直角式钢轨打磨单元逆解求解方法及介质

说明书

本发明公开了一种直角式钢轨打磨单元逆解求解方法及介质，包括如下内容：建立辅助求解函数模型；根据辅助求解函数模型求解各轴进给距离的理论解；在理论解的范围内，根据给定的各轴限位区间获得砂轮工作空间，改变各轴限位区间，分析各轴限位区间与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区间。本发明在不给定各轴限位区间下，采用逆解求解的方法得出砂轮能够接触钢轨的各轴进给距离的所有理论解，在理论解的范围内通过改变各轴限位区间的方式，分析各轴限位区间与砂轮工作空间的影响规律，筛选出满足打磨要求的各轴限位区间，从而为定量打磨以及工作空间优化提供理论支撑。

技术领域

本发明涉及钢轨打磨技术领域，尤其涉及直角式钢轨打磨单元逆解求解方法及介质。

背景技术

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。

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。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的一个目的是提供一种直角式钢轨打磨单元逆解求解方法，包括如下内容：

建立辅助求解函数模型；

根据辅助求解函数模型求解各轴进给距离的理论解；

在理论解的范围内，根据给定的各轴限位区间获得砂轮工作空间，改变各轴限位区间，分析各轴限位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区间。

采用以上技术方案，所述建立辅助求解函数模型，具体包括如下内容：

以钢轨为基准建立坐标系，根据钢轨的实际尺寸参数定义钢轨轮廓在坐标系中的描述；

建立辅助求解函数模型，所述辅助求解函数模型包括点到直线距离函数、两直线交点函数以及直线与圆的交点函数。

采用以上技术方案，所述根据辅助求解函数模型求解各轴进给距离的理论解，具体包括如下内容：

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；

根据打磨点的坐标、打磨切线及打磨法线的直线表达式求解各轴进给距离的理论解。

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：

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。

采用以上技术方案，所述各轴进给距离的理论解为在不给定各轴限位区间下的砂轮能够接触钢轨的理论上的解。

采用以上技术方案，所述各轴进给距离包括横移轴进给距离和进给轴进给距离。

采用以上技术方案，所述根据打磨点的坐标、打磨切线及打磨法线的直线表达式求解各轴进给距离的理论解，具体包括如下内容：