基于倾角传感器的塔吊垂直度分段测量系统

发布时间：2017-05-25 00:05

  本文关键词：基于倾角传感器的塔吊垂直度分段测量系统，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：塔吊是建筑场地必备的吊卸设备,具有作业高度大、吊载重量大、作业时间长等特点,安装及使用过程中其安全性很重要,尤其使用过程中其稳定性尤为重要。塔吊垂直度是测评其稳定性的一项重要指标,多数事故的发生与塔吊的垂直度超过规定标准有关,塔吊垂直度测量方法的研究引起了人们的关注。目前传统的塔吊垂直度测量方法是利用经纬仪和标靶配合的人工测量方式,此方法操作复杂、精度较低且操作限制条件较多。设计一个精度高、操作简便的塔吊倾斜检测系统十分必要,同时对其它领域的垂直度测量也有一定的研究意义。针对目前人工测量方法的缺点,通过对位移、角度测量传感器的分析,确定使用倾角传感器作为测量系统核心部件。采用Ansys建立了塔吊仿真模型,可更全面了解塔吊可能出现的各种倾斜变形情况。对部分工况下的塔吊倾斜状况进行了仿真分析,研究人员可以直观的观察塔吊在不同工况下可能出现的倾斜状态。对一些工况下塔吊的受力情况进行了分析,判断其是否产生挠性变形,为数据补偿提供了一定的参考。塔吊模型的模态分析结果显示,塔吊在受外界扰动的情况下塔身会出现弯曲、扭曲、抖动、旋转等姿态。部分动态分析结果显示塔吊在作业中可能产生瞬间的过大倾斜。通过以上分析可知准确掌握塔吊的整体倾斜变形情况需要对塔吊进行多点测量,据此确定分段测量的方案。并且为防止瞬时过大倾斜引起系统误报警,测量系统应设置相应的功能,这为测量系统的设计提供了参考。对测量方案流程进行了设计,并对传感器安装位置、姿态等细节进行了分析,结果显示设计合理。基于ADXL345加速度传感器设计了简易倾角传感器,并对影响其精度的因素做了相关介绍分析,对倾角传感器的测量原理给出了更详细的介绍,并应用自制传感器对无线通讯模块进行了测试。采用倾角传感器设计了塔吊垂直度分段测量系统,编制了简洁的上位机控制界面。实际测量实验结果与经纬仪多次测量并对数据进行严谨处理后的结果进行对比,两者基本一致,说明了系统测量精度的可靠性。为减小操作过程的危险性,采用无线通讯读取数据,实验结果表明,无线通讯信息传送流畅,可实时显示塔吊的倾斜状态,较精确的显示塔吊的整体状态。该方法可以更简便、直观的检测塔吊的整体倾斜状态,对塔吊的安全作业有较好的指导作用和实际应用意义。
【关键词】：塔吊垂直度 倾角传感器 塔吊仿真模型 分段测量系统
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH213.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-25
• 1.1 课题研究背景及意义9-14
• 1.1.1 课题研究背景9-12
• 1.1.2 课题研究意义12-14
• 1.2 塔吊垂直度测量的研究现状14-24
• 1.2.1 垂直度测量相关技术分析14-16
• 1.2.2 基于经纬仪的测量方法16-19
• 1.2.3 基于PSD位置传感器的测量方法19-24
• 1.3 课题主要研究内容24-25
• 第二章 部分工况下塔吊倾斜情况的仿真研究25-37
• 2.1 引言25
• 2.2 塔吊模型的建立及分析工况选择25-27
• 2.3 塔吊模型静态分析27-31
• 2.3.1 塔吊空载及满载工况下的倾斜研究27-29
• 2.3.2 塔吊模型风载荷下的仿真研究29-31
• 2.4 塔吊模型动态分析31-34
• 2.4.1 模态分析研究31-32
• 2.4.2 塔吊起升、卸载工况下位移响应分析32-34
• 2.5 本章小结34-37
• 第三章 分段测量原理及传感器安装方案分析37-51
• 3.1 引言37
• 3.2 倾角传感器测量原理及简易自制倾角传感器37-44
• 3.2.1 基于ADXL345加速度传感器的双轴倾角传感器设计38-40
• 3.2.2 自制倾角传感器整体设计及精度改进40-44
• 3.3 分段测量及无线通讯原理44-48
• 3.4 传感器安装方案设计分析48-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第四章 测量系统设计51-59
• 4.1 引言51
• 4.2 倾角传感器及其安装装置51-54
• 4.3 无线模块选择及上位机软件设计54-59
• 第五章 分段测量及无线通讯实验研究59-67
• 5.1 引言59
• 5.2 测量实验流程59-60
• 5.3 实验及结果分析60-65
• 5.4 本章小结65-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 全文总结67
• 6.2 展望67-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果73-75
• 致谢75

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 贾培刚;张铭;;车体双轴倾角传感器的标定[J];西安工业大学学报;2012年12期

2 ;图尔克推出首款两轴360度独立调节倾角传感器[J];中国仪器仪表;2013年01期

3 金_g;杨冬梅;王彩莲;薛红平;杨磊;;一种倾角传感器观测补偿方法[J];火力与指挥控制;2013年08期

4 曾瑜,付敬奇,朱晓锦;双轴倾角传感器耦合干扰的补偿[J];仪器仪表学报;2004年S2期

5 卢致续;张维波;隋晓光;吴彦双;;差动电容式倾角传感器的研究[J];仪表技术;2009年04期

6 付勇杰;丁艳红;梁义维;行阳阳;;动态倾角传感器及其传递特性的研究[J];仪表技术与传感器;2012年09期

7 姚东伟;王培先;张江波;;便携式倾角传感器的研究设计[J];仪表技术与传感器;2012年11期

8 何斌;纪云;沈润杰;;地下隧道变形检测的无线倾角传感器[J];光学精密工程;2013年06期

9 杨兴瑶,刘行景;高精度电子倾角传感器及其在自动调平仪中的应用[J];江苏机械制造与自动化;1994年06期

10 陈辰;韩秋实;张福学;;基于气体热对流的微机械倾角传感器综述[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2009年04期

中国重要会议论文全文数据库 前9条

1 曾瑜;付敬奇;朱晓锦;;双轴倾角传感器耦合干扰的补偿[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年

2 王新明;;高精度倾角传感器设计[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年

3 郑永红;彭世锍;;气体摆式倾角传感器腔体流场分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下）[C];2005年

4 郑永红;黄小丽;靳映霞;张福学;;气体摆式倾角传感器流场影响因素分析[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年

5 陈进军;温志渝;文方;王武;;液态电极电容式倾角传感器[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年

6 陈进军;温志渝;文方;王武;;液态电极电容式倾角传感器[A];贵州省科学技术优秀学术论文集（2004年度）[C];2004年

7 廖学兵;张德宝;余英明;赵凌;;倾角传感器在高精度火炮数字水平仪的应用[A];第十五届电工理论学术年会论文集[C];2003年

8 蔡明伦;蔡烽;石爱国;;基于膜电位倾角传感器的船舶姿态测量[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集（下册）[C];2004年

9 郭培源;曲世海;马战海;李锐;周膺;刘忠轩;陈文华;杨哲;封晓亮;;自主飞行空中机器人设计方案[A];2004中国空中机器人大赛论文汇编[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 ;倾角传感器及水平尺项目将启动[N];中国电子报;2002年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 郑永红;气体摆式倾角传感器的敏感机理及影响性能的关键因素研究[D];北京邮电大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 苗文刚;基于倾角传感器的塔吊垂直度分段测量系统[D];河北工业大学;2015年

2 宫达磊;一种基于电感变化的倾角传感器的研究[D];北京邮电大学;2011年

3 林大为;高精度无线倾角传感器系统设计[D];中北大学;2011年

4 邵晓敏;全量程无线倾角传感器设计[D];上海大学;2012年

5 郜晨希;光电式倾角传感器的设计与测试研究[D];北方工业大学;2015年

6 蒋建;输电线路覆冰监测光纤光栅拉力和倾角传感器[D];华北电力大学（北京）;2011年

7 崔建伟;基于嵌入式系统的数字滤波器、倾角传感器设计[D];北京邮电大学;2008年

8 黄忠来;倾角传感器信号的小波分析与处理[D];贵州大学;2008年

9 吕华琳;一种基于MEMS的光电倾角传感器的设计及仿真[D];华南理工大学;2010年

10 庞勤;基于FPGA的倾角传感器信号处理[D];西北工业大学;2006年

  本文关键词：基于倾角传感器的塔吊垂直度分段测量系统，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：392282