基于超声信号塔式起重机安全预警信息获取技术研究

发布时间：2020-12-06 01:59

　　塔式起重机(以下简称塔机)作为起重运输设备,有着起吊高度高、工作幅度大等优点,广泛应用于建筑施工环境中,创造了很好的经济效益和社会效益。但是,塔机在使用过程中倒塌、断臂、碰撞等机毁人亡重大事故的出现频率随着使用频率呈上升趋势。国内施工单位现有塔机安全装置通常只有限制器和限位器两种,由于没有安全监控管理系统和工作状态参数显示装置,司机在操作时潜伏着很大危险。尽快开发适合我国国情的塔机安全监控系统和防碰撞系统都是迫在眉睫的主攻方向。本文从塔机使用过程中的防碰撞角度出发,研究塔机安全预警信息的获取技术。主要包括三部分内容：塔机事故树的分析研究,超声传感器在吊臂上的测点布置,障碍物的跟踪预测。具体内容如下：1.塔机事故树的分析研究。通过确定塔机易发生的事故及易造成事故发生的结构部位并对其薄弱环节进行重点监测,做到提前预警。本文采用两种方法建立塔机事故树：1)利用传统方法建立塔机事故树,目的是总结塔机易发生的事故形式；2)采用与传统塔机事故分析法不同的建树方法,针对塔机整机事故采用由下向上的方法建立事故树模型,并对其进行定性分析和重要度分析,找到塔机结构中的薄弱环节,为确定事故的因果关系提供理论... 

【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

004一2008年塔机较大事故伤亡人数不完全统计

环境的特殊性等设计塔机防碰撞系统。考虑到塔机的主动防碰撞要求，本文采用超声传感器作为该防碰撞系统的监测元件。塔机防碰撞系统的构成如图3.3所示。图3.3塔机防碰撞系统的构成塔机防碰撞系统的原理:首先，传感器采用伪随机码(m序列)方式对发射出来的信号进行编码调制，当障碍物进入塔机工作区域后信号被反射回来并由该传感器接收，该信号经过单个传感器处理后便可得到障碍物到该传感器的距离信息;其次，将所有传感器返回的障碍物的距离信息传输给计算机，并对这些传感器的距离信息进行信息融合，识别同一个障碍物的距离和类别信息;然后，通过研究这一障碍物信息的多个超声传感器的回波波形特征，实现对施工现场常见物体的辨识与定位;最后，利用Kalman滤波技术对障碍物进行实时滤波处理

为了验证Kalman滤波算法的可行性，作者设计了一套简易的实验过程。由于实验设备及场地限制，本文在一个平台上模拟塔机水平臂工作环境，包括障碍物:水杯;障碍物运动轨迹:直线、圆弧、任意曲线，如图4.4所示。图4.4实验布置现场图用单片机做成的2个传感器模块分别为:传感器模块1、传感器模块2(测量参数如表4.1)进行如图4.4所示的布置。其中，传感器的型号如表4.1所示。表4.1传感器测量参数传传感器 器型号参数 数测 测测量精度度钡」量范围围谐振频率率发射波束角角传传感器 111ICmmm0.5一 1Ommm4OkHzzz90“ “传传感器 2221Cmmm0.1一 4mmm40kHzzz90。 。第三章中己经对传感器的布置进行了详细的描述，本文按照第三章的布置方式将传感器1、2布置在一条直线上，该直线代表工作塔机的水平吊臂。由于实验中使用的传感器测量范围没有达到第三章中20m的要求，但考虑到这一点不影响验证Kalman滤波算法的可行性，同时又要考虑到测量数据的准确性以及实验场地的限制，确定2个传感器的间距为75cm。同时为了对数据处理简单，将传感器1、2分别放在直角坐标系的x、y轴上


本文编号：2900502