Введение 14
1. Обзор аналогов 15
1.1 Контактные способы контроля профиля рельса 15
1.2 Бесконтактные способы контроля профиля рельса 18
1.3 Выводы по разделу 21
2. Разработка и обоснование электрической функциональной схемы 23
3. Разработка, обоснование и расчет электрической принципиальной схемы ... 24
3.1 Выбор микроконтроллера и его характеристики 21
3.2 Выбор лазерного датчика, его подключение и характеристики 25
3.3 Выбор энкодера, его подключение и характеристики 28
3.4 Выбор Wi-Fi модуля, его подключение и характеристики 29
3.5 Выбор модуля внешней памяти, его подключение и характеристики 31
3.6 Выбор индикаторов, и их подключение 32
3.7 Выбор источника питания 33
3.8 Выводы по разделу 35
4. Конструкторско-технологическая часть 36
5. Разработка алгоритма математической обработки данных 40
5.1 Преобразование в декартовы координаты 40
5.2 Алгоритм расчета параметров износа рельса 43
5.3 Проверка адекватности результатов измерения 45
5.4 Проверка точности рассчета параметров износа 47
6. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 49
6.1 Анализ конкурентных технических решений с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 49
6.2 SWOT-анализ
6.3 Метод коммерциализации результатов научно-технического исследования 54
6.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 54
6.5 Инициация проекта 56
6.6 План проекта 58
6.7 Бюджет научного исследования 60
6.7.1 Специальное оборудование для научных работ 60
6.7.2 Основная заработная плата 61
6.7.3 Дополнительная заработная плата научно-производственного
персонала и отчисление на социальные нужды 63
6.7.4 Прочие расходы 64
6.7.5 Накладные расходы 65
6.7.6 Группировка затрат по статьям 65
6.8 Оценка сравнительной эффективности исследования 66
7. Социальная ответственность 69
7.1 Введение 69
7.2 Производственная безопасность 69
7.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть при
проведении исследований и эксплуатации 69
7.2.2 Мероприятия по электробезопасности 70
7.2.3 Мероприятия по выполнению норм естественного и искусственного
освещения 72
7.2.4 Мероприятия по борьбе с производственным шумом 72
7.2.5 Мероприятия по обеспечению электромагнитной безопасности ... 73
7.2.6 Мероприятия по обеспечению безопасности оборудования для
работников 73
7.2.7 Мероприятия по защите от лазерного излучения 76
7.3 Экологическая безопасность 76
7.3.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду 76
7.3.2 Анализ «жизненного цикла» объекта исследования 77
7.3.3 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды 77
7.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 78
7.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект исследований, а также которые могут возникнуть при исследовании объекта78
7.4.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС 78
7.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 78
Заключение 81
Список публикаций студента 82
Список используемых источников 83
Приложение А - Раздел ВКР, выполненный на иностранном языке 86
Приложение Б ФЮРА.663539.021ПЗ - Функциональная схема 95
Приложение В ФЮРА.663539.022Э1 - Принципиальная схема 96
Приложение Г ФЮРА.663539.023ПЗ - Перечень элементов 97
Диск CD-R в конверте на обороте обложки
Пояснительная записка ВКР. Файл Бугаев_ВКР.боех Презентация к ВКР. Файл Бугаев_презентация_ВКР.рр1х
В современных условиях значительная часть перевозок пассажиров и грузов осуществляется железнодорожным транспортом. Общая протяженность железных дорог России, находящихся в эксплуатации, составляет около 85,3 тыс. км [1].
Рельсовое полотно постоянно подвергается статическим и динамическим нагрузкам. При движении поезда возникает трение качения, в результате которого происходит износ материала рельса, что приводит к изменению его профиля. Следствием этого могут стать аварии, как правило, наносящие значительный материальный ущерб. Чтобы избежать этого производится постоянный мониторинг состояния рельсов.
В настоящее время проблема контроля состояния рельсов является особенно актуальной в связи с увеличивающейся плотностью движения поездов, а также возрастающей скоростью. Постоянно ужесточаются требования к различным параметрам рельсов и появляются новые приборы для их контроля.
Долгое время степень износа рельсов измерялась с помощью различных шаблонов, скоб и путевых штангенциркулей, но в последнее время им на смену приходят электронные приборы, такие как оптический профилометр, имеющие большую точность измерений и позволяющие производить автоматическую обработку, передачу и хранение данных.
Основной задачей данной работы является разработка конструкции и платы сбора данных лазерного триангуляционного профилометра. Прибор предназначен для контроля отклонений параметров профиля рельсов от нормальных значений.
