隨著我國城市化進程的加快,塔式起重機(下稱塔機)在施工建設中的應用越來越廣泛,但其安全問題也隨之而來,受到人們的重視。力矩限制器是塔機上最重要的安全裝置,它的可靠性和穩(wěn)定性是決定塔機能否安全運行的關鍵。但是現(xiàn)階段市面上的塔機力矩限制器,都存在著無法顯示實時力矩、人為失效、誤差較多或環(huán)境干擾等各種問題。本文結合現(xiàn)有的機械式和電子式力矩限制器的優(yōu)缺點,研制了一種新型的基于弓形板的塔機力矩傳感器,主要工作如下:以雙環(huán)式重量傳感器的拉力環(huán)為主體部分,設計了力矩限制器的結構,并通過計算確定了各部分的尺寸。在此基礎上在拉力環(huán)的弓形板位置設計了一種位移傳感器,確定了具體結構和尺寸,可以將弓形板的相對位移量轉換為電信號,對力矩信號的可靠性實現(xiàn)雙保險,同時對基于弓形板的塔機力矩傳感器進行抗干擾設計。完成了基于弓形板的塔機力矩傳感器系統(tǒng)研制,不但可以通過起重量和幅度乘積取得力矩信號,還可以通過位移傳感器得到實時力矩,經(jīng)由顯示屏進行數(shù)字化顯示,在載荷狀態(tài)下實現(xiàn)力矩信息的校驗,提高了塔機力矩信號的準確性和可靠性。設計了相應的遠程平臺,對塔機力矩傳感器上傳的數(shù)據(jù)進行歸納、處理。在現(xiàn)有塔機上完成了基于弓形板的塔機力矩傳感器樣機測試。
【學位單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TH213.3;TP212
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 塔式起重機相關介紹
        1.2.1 塔機力矩限制器的種類
        1.2.2 塔機力矩限制器的原理和作用
    1.3 國外針對塔機力矩限制器的研究現(xiàn)狀
    1.4 國內(nèi)針對塔機力矩限制器的研究現(xiàn)狀
    1.5 國內(nèi)針對塔機力矩限制器的專利現(xiàn)狀
    1.6 國內(nèi)塔機力矩限制器產(chǎn)品研發(fā)現(xiàn)狀
    1.7 現(xiàn)有塔機力矩限制器存在的問題及發(fā)展方向
        1.7.1 存在的問題
        1.7.2 發(fā)展方向
    1.8 本文主要研究內(nèi)容
第二章 基于弓形板的塔機力矩傳感器設計
    2.1 基于弓形板的塔機力矩傳感器組成方案
    2.2 塔機力矩限制器+位移傳感器設計方案
    2.3 遠程管理平臺系統(tǒng)方案
    2.4 基于弓形板的塔機力矩傳感器技術參數(shù)
    2.5 基于弓形板的塔機力矩傳感器功能和特點
    2.6 基于弓形板的塔機力矩傳感器主要硬件選型
        2.6.1 力矩限制器主體部分的選型
        2.6.2 位移傳感器中信號數(shù)字化模塊的選型
        2.6.3 主控單元的選型
    2.7 力矩傳感器顯示屏的按鍵設計
    2.8 基于弓形板的塔機力矩傳感器的抗干擾措施
        2.8.1 力矩傳感器的硬件抗干擾措施
        2.8.2 力矩傳感器的軟件抗干擾措施
    2.9 本章小結
第三章 基于弓形板的塔機力矩傳感器機械結構
    3.1 力矩限制器的設計
        3.1.1 拉力環(huán)的三維建模及ANSYS導入
        3.1.2 對拉力環(huán)模型的單元類型和材料屬性進行定義
        3.1.3 對拉力環(huán)模型進行網(wǎng)格劃分并施加載荷
        3.1.4 ANSYS結果及分析
        3.1.5 力矩限制器整體尺寸設計
    3.2 位移傳感器的設計
        3.2.1 位移傳感器的結構設計
        3.2.2 位移傳感器的尺寸和力矩傳感器的量程、分辨率確定
        3.2.3 弓形板變形量與塔機力矩的關系
        3.2.4 位移傳感器的空間結構設計
    3.3 本章小結
第四章 基于弓形板的塔機力矩傳感器軟件設計
    4.1 力矩傳感器主程序設計
    4.2 力矩傳感器軟件模塊的介紹
        4.2.1 硬件自檢模塊
        4.2.2 按鍵檢測模塊
        4.2.3 數(shù)據(jù)采集
        4.2.4 數(shù)據(jù)計算和處理
        4.2.5 超限判斷和報警/斷電
        4.2.6 界面顯示
    4.3 遠程管理平臺設計
        4.3.1 力矩傳感器與遠程管理平臺雙工通信協(xié)議
        4.3.2 遠程管理平臺系統(tǒng)架構
    4.4 本章小結
第五章 基于弓形板的塔機力矩傳感器樣機測試
    5.1 基于弓形板的塔機力矩傳感器樣機測試方案
    5.2 基于弓形板的塔機力矩傳感器樣機測試流程
        5.2.1 基于弓形板的塔機力矩傳感器硬件的測試流程
        5.2.2 基于弓形板的塔機力矩傳感器通信測試
        5.2.3 基于弓形板的塔機力矩傳感器遠程管理平臺測試
    5.3 基于弓形板的塔機力矩傳感器樣機測試結論
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 工作展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間論文發(fā)表及科研情況

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 鐘曉玲;張曉霞;;面向機器人的多維力/力矩傳感器綜述[J];傳感器與微系統(tǒng);2015年05期

2 ;一種混合動力自行車牙盤式力矩傳感器及傳感檢測方法[J];傳感器世界;2016年11期

3 許德章;葛運建;吳仲城;;多維力/力矩傳感器動態(tài)實驗臺的一種實現(xiàn)方法[J];電子測量與儀器學報;2005年01期

4 Bartch GmbH;憑感覺抓取——柔性的力-力矩傳感器[J];現(xiàn)代制造;2003年26期

5 陳雄標，姚英學，袁哲俊;六維力／力矩傳感器干擾及其標定方法[J];傳感器技術;1995年02期

6 金振林,高峰;新型機器人6維力/力矩傳感器結構的剛度性能指標分析[J];中國機械工程;2001年10期

7 賀炳碩;朱姿娜;李開元;;模塊化柔順關節(jié)力矩傳感器的設計與分析[J];機械工程與自動化;2018年05期

8 梁橋康;王耀南;;超薄六維力/力矩傳感器優(yōu)化設計及其解耦[J];湖南大學學報(自然科學版);2012年06期

9 楊磊,高曉輝,姜力,劉宏;微型五維指尖力/力矩傳感器的研究[J];機器人;2003年02期

10 戈瑜,吳仲城,葛運建;面向應用需求的力/力矩傳感器技術發(fā)展動向[J];機器人;2003年02期

相關博士學位論文 前4條

1 梁橋康;特殊應用的多維力/力矩傳感器研究與應用[D];中國科學技術大學;2010年

2 王嘉力;微型六維力/力矩傳感器及其自動標定的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

3 孫永軍;空間機械臂六維力/力矩傳感器及其在線標定的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

4 石代嗯;攪拌槽內(nèi)流固耦合的實驗研究與數(shù)值模擬[D];北京化工大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 劉雨哲;基于弓形板的塔機力矩傳感器研制[D];山東建筑大學;2019年

2 張凱;助力自行車力矩傳感器設計和控制算法設計[D];南京理工大學;2018年

3 張德富;高集成度三維光電式力矩傳感器研究[D];東北大學;2017年

4 黎意楓;免力矩傳感器的機器人直接示教技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

5 熊勝;基于人機交互的六維力/力矩傳感器的設計及其動態(tài)特性的研究[D];中北大學;2017年

6 孫岳;無力矩傳感器電動助力車系統(tǒng)設計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

7 高征;三、四維并聯(lián)結構力與力矩傳感器研究[D];河北工業(yè)大學;2003年

8 王劍;力/力矩傳感器在仿人機器人運動控制中的應用研究[D];國防科學技術大學;2003年

9 喬尚嶺;無耦合六維力—力矩傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

10 單俊云;基于重構策略的結構解耦力/力矩傳感器設計與研究[D];燕山大學;2017年

本文編號：2857987