随着轨道交通行业的快速发展,轨道交通成为了越来越多城市公共交通系统的重要组成,其快速、准时、载客量大的优势使其以成为了众多城市人群出行的首要选择。然而作为高密度、大流量、运营环境相对封闭的公共交通系统,轨道交通在解决日趋严重的城市交通拥堵问题的同时,带来了人流的聚集,其运营安全问题也日趋突显。轨道上障碍物的自动检测是保证车辆运行安全的重要措施之一。本研究调研了轨道车辆障碍物检测装置及相关技术发展现状,提出一种适用于地铁轨面障碍物检测装置的设计方案,并对方案中的关键技术进行了理论分析和数值仿真实验。本研究基于理论分析和虚拟样机的研究方法,主要进行了如下研究：(1)给出整个装置结构型式方案,建立其物理模型；(2)根据所设计的方案构建了装置的三维数字化模型,为运动学、动力学研究和强度分析提供原始模型；(3)对关键部件板弹簧进行了理论分析和有限元软件的仿真分析,做了整个机构的模态分析,为避免装置共振提供依据。(4)用动力学分析软件ADAMS仿真了障碍物检测装置的两种工况的动力学特性,得到相应的位移曲线,分析了启动加速时的工作稳定性和检测障碍物的工作可靠性。理论分析和数值实验表明：所提出的障碍物检测装置方案满足障碍物检测的要求；所建立的板弹簧理论分析公式,经有限元的数值分析验证了其正确性,并为调整弹簧的参数提供了理论分析和数值依据；运动学分析和仿真表明障碍物检测装置在地铁启动加速时不会误触发,碰撞到障碍物时能及时检测到障碍物,工作稳定可靠。分析结果为物理样机的研制和其它型式障碍物检测系统的设计提供了参考。