为了填补我国轨道轮踏面外形测量的空白,研制了一种便携式的轨道轮踏面外形测量仪。该装置由测量部分和手持PDA组成。测量机构测量过程中,编码器采集数据,并通过蓝牙发送给PDA进行数据处理及显示。无线传输,用手持PDA代替电脑处理数据。给出了测量原理,仿真了不同踏面对测量机构参数选择的影响,并对测量模型的原理误差进行了分析。

比较分析已有钢轨测量仪器,研究了双L型测头五连杆钢轨外形测量仪,建立测量模型与逆解模型。针对不同测量规格钢轨的需要,对五连杆参数进行优化仿真。用MatLab模拟编码器采样过程,对原理误差、编码器量化误差进行计算。理论分析结果表明：仪器能测量钢轨轨头以及轨头两侧下颚的外形,测量范围宽,为钢轨磨耗的研究提供可靠数据。

介绍了近年来国内外关于铁路轮对几何参数检测的现状.提出了一种并联式伸缩机构作为传感器执行机构、定长测量臂的磁性滚轮扫描测量轮辋尺寸的接触式检测方案.分析了试验检测系统的测量原理及其误差,并用轮辋模板作了试验研究.

车轮直径和车轮圆度误差是评估车轮磨耗的关键参数,它们的测量是目前没有解决好的问题,特别是便携式的仪器在车测量问题。单点测量的仪器要受到测量点位的限制,受车轮随机形状的干扰也很大。文中采用新的思路,用过采样技术研究测量方法。具体采用DSP（Digital Signal Processing）采集编码器的转动角度数据,做过采样处理后,通过蓝牙发送到PDA（Personal Digital Assistant）进行处理、显示和保存。使系统具有无线传输、保存、显示和友好人机界面的特点。

提出一种非正交三坐标测量机构方案,即三根伸缩测量杆大约垂向、横向、纵向布置,主测杆的上端用十字铰吊挂于机架,测头安装在其下端;两根辅测杆两端分别用球铰与机架及主测杆芯下端连接.建立了该测量机的模型,给出了由测量杆长度求测点坐标的解析式、测量空间及其数字算例,简要分析了测量机的误差,结果表明,机构对多种制造误差不敏感.给出了采用关节式测头架的测量机的数学模型.

为了能测量连续动态变化的倾角，需要提出一种动态性能良好的倾角仪；为了减小误差，采用数字信号进行测量；基于重力原理，属于摆式倾角仪，摆角由编码器转换为数字信号测量，用DSP处理数字信号；测量机架中采用磁阻尼原理能够使摆锤迅速稳定到平衡位置，具有良好的瞬态性能，实践结果表明，本倾角仪可测量±45°范围内的任意倾角，精度可达士0．07％，读数稳定时间在0．05s以内，本倾角仪量程大、精度高、线性好、抗干扰强、结构简单、读数快，能满足对连续变化角度测量的需要。