[发明专利]钢轨轨高及轨底凹入度的参数化公差判定方法

权利要求书

1.钢轨轨底凹入度的参数化公差判定方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：计算轨底拟合直线

在钢轨扫描断面轮廓轨底选取n个点，分别记为S₁(x₁，y₁)、S₂(x₂，y₂)……S_n(x_n，y_n)，其中n≥2，根据选取点计算得到钢轨扫描断面轮廓轨底拟合直线方程：y_d＝ax+b，式中：

a=nΣi=1nxiyi-(Σi=1nxi)(Σi=1nyi)nΣi=1nxi2-(Σi=1nxi)2]]>

b=Σi=1nyin-aΣi=1nxin]]>

步骤二：确定轨底基准线

(1)将钢轨扫描断面轮廓轨底分为三部分，分别为轨底左侧点集(Ⅱ)、轨底中部点集(Ⅲ)、轨底右侧点集(Ⅳ)，轨底中点属于轨底中部点集(Ⅲ)；

(2)将轨底左侧点集(Ⅱ)中的各个扫描点M_j(x_mj，y_mj)的横坐标分别代入所述步骤一得到的轨底拟合直线方程，其中j为任一正整数，并用点M_j(x_mj，y_mj)的纵坐标y_mj减去代入轨底拟合直线方程相应计算值ax_mj+b得该点到轨底拟合直线的y轴的矢量距离Δd_mj，矢量距离Δd_mj向上为正、向下为负：

Δd_mj＝y_mj-(ax_mj+b)

取各个Δd_mj中符号为负，即方向向下，的距离最大值为d_m，相应取得该最大值d_m的点记为M(x_m，y_m)；

(3)将轨底中部点集(Ⅲ)中的各个扫描点N_j(x_nj，y_nj)(j为任一正整数)的横坐标分别代入所述步骤一得到的轨底拟合直线方程，其中j为任一正整数，并用点N_j(x_nj，y_nj)的纵坐标y_nj减去代入轨底拟合直线方程相应计算值a x_nj+b，得该点到轨底拟合直线的y轴的矢量距离Δd_nj，矢量距离Δd_nj向上为正、向下为负：

Δd_nj＝y_nj-(a x_nj+b)

取各个Δd_nj中符号为负，即方向向下，的距离最大值为d_n，相应取得该最大值d_n的点记为N(x_n，y_n)；

(4)将轨底右侧点集(Ⅳ)中的各个扫描点K_j(x_kj，y_kj)的横坐标分别代入所述步骤一得到的轨底拟合直线方程，其中j为任一正整数，并用点K_j(x_kj，y_kj)的纵坐标y_kj减去代入轨底拟合直线方程相应计算值ax_kj+b，得该点到轨底拟合直线的y轴的矢量距离Δd_kj，矢量距离Δd_kj向上为正、向下为负：

Δd_kj＝y_kj-(ax_kj+b)

取各个Δd_kj中符号为负，即方向向下，的距离最大值为d_k，相应取得该最大值d_k的点记为K(x_k，y_k)；

(5)建立轨底基准线方程

若d_m、d_n、d_k三个数值中d_n最大，判定钢轨轨底凹，建立过M(x_m，y_m)、K(x_k，y_k)的直线方程，并作为轨底基准线方程；

若d_m、d_n、d_k三个数值中d_n最小，判定钢轨轨底凸，建立过N(x_n，y_n)并且与轨底拟合直线y_d＝ax+b平行的直线方程，并作为轨底基准线方程；

否则，判定钢轨轨底不平，选择轨底拟合直线方程：y_d＝ax+b为轨底基准线方程；

步骤三：钢轨轨底凹入度计算

(1)对于钢轨轨底凹和钢轨轨底不平情形：

将轨底的各个扫描点S_j(x_sj，y_sj)的横坐标x_sj分别代入轨底基准线方程，j为任一正整数，并用点S_j(x_sj，y_sj)的纵坐标y_sj减去代入轨底拟合直线方程相应计算值ax_sj+b，得该点到轨底拟合直线的y轴的矢量距离Δt_sj：

Δt_sj＝y_sj-(ax_sj+b)

取各个Δt_sj中最大值作为轨底凹入度t_s；

(2)对于钢轨轨底凸情形：

将轨底的各个扫描点S_j(x_sj，y_sj)的横坐标x_sj分别代入轨底基准线方程，j为任一正整数，并用代入轨底拟合直线方程相应计算值ax_sj+b，

减去点S_j(x_sj，y_sj)的纵坐标y_sj得该点到轨底拟合直线的y轴的矢量距离Δt_sj：

Δt_sj＝(a x_sj+b)-y_sj

取各个Δt_sj中最大值作为轨底凹入度t_s；

步骤四：钢轨轨底凹入度参数化判定

若t_s＞Tup或t_s<Tdown，则轨底凹入度不合格；

若TdownY≤t_s≤TupY，则轨底凹入度合格；

否则在警告范围内合格；

其中：Tdown为轨底凹入度下公差，Tup为轨底凹入度上公差，TdownY轨底凹入度警告下公差，TupY为轨底凹入度警告上公差。