本文關(guān)鍵詞：塔機(jī)的參數(shù)檢測及防碰撞算法研究

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【摘要】：隨著國家經(jīng)濟(jì)的不斷增長，建筑行業(yè)也隨之不斷的發(fā)展。而塔式起重機(jī)因其塔身高、吊臂長、起重量大等特點，在建筑施工中的應(yīng)用也越來越廣泛。然而，隨之而來的不僅僅是塔機(jī)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，塔機(jī)安全事故也在不斷的增加。而且事故所造成的損壞非同小可，極有可能發(fā)生機(jī)毀人亡的現(xiàn)象。國家相關(guān)部門出臺并不斷的在改進(jìn)《塔機(jī)起重機(jī)安全操作規(guī)程》以減少塔機(jī)事故的發(fā)生。目前國內(nèi)大部分塔機(jī)的保護(hù)裝置都只停留在“四限位兩保險”階段，只能最低限度的保護(hù)塔機(jī)，存在明顯的不足。 在研究當(dāng)前國內(nèi)外現(xiàn)有的塔機(jī)安全檢測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本文結(jié)合檢測傳感技術(shù)、微電子技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等，提出了基于DSP系統(tǒng)的塔式起重機(jī)安全檢測防碰撞系統(tǒng)。重點對塔機(jī)安全系統(tǒng)的硬件、軟件及與PC機(jī)的數(shù)據(jù)通信進(jìn)行了設(shè)計。 本課題根據(jù)機(jī)構(gòu)的工作原理確定塔機(jī)參數(shù)的檢測方法并選取合適的起重量傳感器、起升高度傳感器和小車幅度傳感器。設(shè)計DSP系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)顯示電路、系統(tǒng)報警電路等，以達(dá)到傳感器檢測到參數(shù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換輸送給DSP處理器，并在系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后傳輸給液晶顯示器進(jìn)行顯示的目的。為實現(xiàn)此目標(biāo)，采用CCS3.3軟件調(diào)試工具根據(jù)硬件電路編寫相應(yīng)的DSP程序。 研究塔機(jī)的防碰撞核心算法。設(shè)計DSP系統(tǒng)與PC機(jī)之間的串口通信，采用自定義通訊協(xié)議的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使得DSP系統(tǒng)檢測到的參數(shù)能準(zhǔn)確地傳送給PC機(jī)。將參數(shù)轉(zhuǎn)化為塔機(jī)上各重要點基于塔機(jī)自身坐標(biāo)系上的坐標(biāo)，運用齊次變換將其變換為基坐標(biāo)系上的坐標(biāo)，從而確定吊繩、塔臂等線段的位置坐標(biāo)。用層次包圍體算法獲得塔機(jī)間可能發(fā)生碰撞的結(jié)構(gòu)，，采用求異面直線間距離的方法將碰撞問題轉(zhuǎn)變?yōu)榍笕【嚯x問題，如所求距離小于安全距離，則將可能會發(fā)生碰撞現(xiàn)象，并將報警信號輸送到DSP系統(tǒng)之中。 最后進(jìn)行實驗驗證。根據(jù)設(shè)計的硬件電路和軟件程序，連接各電路芯片，將軟件程序通過仿真器導(dǎo)入DSP系統(tǒng)中，調(diào)試檢查電路是否正常工作、程序是否正常運行。并最終實現(xiàn)塔機(jī)參數(shù)的實時顯示。通過RS-232接口連接DSP與PC機(jī)，實現(xiàn)塔機(jī)參數(shù)向PC機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸，并在PC機(jī)中研究塔機(jī)發(fā)生碰撞的可能性，預(yù)防碰撞事故的發(fā)生。
【關(guān)鍵詞】：塔式起重機(jī) DSP 防碰撞算法 傳感器 串口通信
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH213.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題的研究背景與意義9-11
• 1.2 塔機(jī)安全系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 國內(nèi)外塔機(jī)安全系統(tǒng)研究現(xiàn)狀的分析13-14
• 1.3 課題的主要內(nèi)容14-15
• 第2章 塔機(jī)檢測系統(tǒng)的方案設(shè)計15-21
• 2.1 引言15
• 2.2 塔機(jī)的工作機(jī)構(gòu)及分析15-16
• 2.3 塔機(jī)參數(shù)檢測的傳感器分析16-18
• 2.4 塔機(jī)檢測系統(tǒng)的方案設(shè)計18-20
• 2.5 本章小結(jié)20-21
• 第3章 塔機(jī)參數(shù)檢測系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計21-34
• 3.1 基于 DSP 的系統(tǒng)硬件設(shè)計21-25
• 3.1.1 檢測系統(tǒng)驅(qū)動電路設(shè)計21-22
• 3.1.2 外擴(kuò)存儲器模塊設(shè)計22-23
• 3.1.3 液晶顯示模塊設(shè)計23-25
• 3.1.4 檢測系統(tǒng)串口設(shè)計25
• 3.2 參數(shù)檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計25-33
• 3.2.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計26-27
• 3.2.2 塔機(jī)參數(shù)采集軟件設(shè)計27-28
• 3.2.3 液晶顯示軟件設(shè)計28-31
• 3.2.4 串口通訊軟件設(shè)計31-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 第4章 塔機(jī)的防碰撞算法研究34-46
• 4.1 引言34
• 4.2 塔機(jī)的防碰撞算法34-42
• 4.2.1 塔機(jī)及障礙物模型的建立34-35
• 4.2.2 塔機(jī)的坐標(biāo)系建立及距離求解35-39
• 4.2.3 塔機(jī)防碰撞算法的簡化39-42
• 4.3 塔機(jī)參數(shù)的通信傳輸設(shè)計42-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第5章 塔機(jī)的參數(shù)檢測實驗46-57
• 5.1 引言46
• 5.2 塔機(jī)檢測系統(tǒng)脫機(jī)調(diào)試46-51
• 5.2.1 塔機(jī)的參數(shù)檢測系統(tǒng)調(diào)試46-48
• 5.2.2 基于通信協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸調(diào)試48-51
• 5.3 塔機(jī)的實驗調(diào)試51-54
• 5.3.1 塔機(jī)的參數(shù)采集實驗51-54
• 5.3.2 塔機(jī)參數(shù)串行通信實驗54
• 5.4 塔機(jī)防碰撞算法的驗證54-56
• 5.5 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 宋宇宙;蘇娟;何清;;塔機(jī)在線無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J];傳感器與微系統(tǒng);2012年02期

2 呂廣明;李洪亮;;基于齊次變換的群塔作業(yè)防碰撞技術(shù)研究[J];中國工程機(jī)械學(xué)報;2009年01期

3 楊平,彭道剛,張世璽,李志斌;用VC++6.0實現(xiàn)工控機(jī)與數(shù)字萬用表的串行通信[J];計算機(jī)應(yīng)用;2003年S2期

4 呂廣明;車程遠(yuǎn);;塔式起重機(jī)與障礙物防碰撞技術(shù)研究[J];建筑機(jī)械化;2012年04期

本文編號：753094