钢轨探伤是利用无损检测技术去检测钢轨表面、内部、底部和腰部等处的损伤。由断轨而导致的铁路事故时有发生,鉴于铁路运营的安全性,进行钢轨探伤意义重大。目前,主流的前端检测技术有超声波探伤和电磁探伤。国内探伤任务主要以手推式超声波探伤仪为主,大型钢轨探伤车为辅的方式来完成。超声波探伤以检测轨腰和轨内损伤为主,而轨面浅表层和轨底则属于超声波探伤的盲区。虽然手推式超声波探伤仪探伤的准确度高,漏检率低,但是探伤过程中需清洗轨面,并确保探头与轨面紧密接触,需有经验的专业人员来操作。因此,探伤效率低,且对钢轨探测环境要求苛刻。现有的探伤设备无法满足铁路安全运营的需要。因此,本文设计并实现了一种新型的车载钢轨探伤方案,且在茶坞工务段进行了实物验证,具有重要的实际意义。本文的主要工作如下:(1)设计了一种将电磁探头小型化和车载化的新型钢轨探伤方案。伴随着列车的行驶,可实时控制电磁探头时刻保持相对钢轨5mm的距离,有效抑制了电磁钢轨探伤的提离效应,从而实现了在线实时探伤。(2)机械部分:该平台由围绕两运动轴及电磁探头的多个机械部件组成,具有三个可调自由度。创新的地方有:L型探头设计、垂向防撞橇设计和水平向钓鱼法机架设计。L型探头可使线圈同时覆盖钢轨正面和侧面,垂向防撞橇避免了探头经过两轨接缝时与钢轨相撞,水平向钓鱼法机架确保探头随振动力自适应通过岔道。(3)硬件部分:设计并搭建出了控制电路盒。主要包括线性电源电路、电压转换电路、电机驱动电路、通信接口电路、测速传感器和电涡流位移传感器等。(4)软件部分:首先,移植linux系统到iMX283控制器,编写部分硬件驱动。其次,实现了通信接口、数据分析存储、涡流测距、闭环控制系统、控制算法、多线程等代码。最后,编写Qt GUI来显示传感平台运动状态和设置控制算法参数。(5)控制算法方面:分析计算列车行驶时车体振动量、分析出了探头的空间受等效受力模型。在iMX283控制器上实现PID控制算法,且在列车低速运行时实际调试了算法参数。探索在微控制器上实现迭代学习PID控制算法并调试算法参数。最终,将本文设计完成的传感平台成功地安装于低速货车上,且实现了随动运动控制。主要目的在于验证该探伤方案的可行性,为以后将传感平台应于高速列车奠定了基础。