【摘要】：塔機是一種具有重心高、工作范圍大、起吊量大、運行速度快等特點的大型工程機械,也是一種事故率非常高的特種設備。因此,為了提高塔機工作的安全系數(shù),實現(xiàn)整個塔機工作參數(shù)的安全監(jiān)測是十分有必要的。本論文在對國內外塔機安全監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析的基礎上,針對目前國內對塔式起重機安全監(jiān)測的不足的問題,特別是對塔機起吊鋼絲繩的安全監(jiān)測不足,詳細分析了影響塔式起重機安全工作的相關參數(shù)。根據(jù)塔式起重機的工作特點,提出了利用CCD非接觸檢測技術及其相關傳感器對塔機監(jiān)測及處理監(jiān)測信號,實現(xiàn)對塔機安全監(jiān)控及早期預警。本論文通過對塔機的安全監(jiān)測系統(tǒng)進行研究和設計,完成了塔機的安全監(jiān)測系統(tǒng)硬件設計和監(jiān)測系統(tǒng)軟件功能的實現(xiàn),特別是對鋼絲繩的斷絲和變形參數(shù)的檢測判定。從而可以提高塔機安全監(jiān)測系統(tǒng)的安全系數(shù)。本論文的塔機安全監(jiān)測系統(tǒng)主要包括鋼絲繩的斷絲和變形檢測、塔機傳感器監(jiān)測控制模塊、塔機安全監(jiān)測系統(tǒng)軟件三部分。首先,對鋼絲繩斷絲和變形檢測技術進行了理論的可行性分析,并且在此基礎上,設計了塔機安全監(jiān)測系統(tǒng)的總體框架和具體方案。其次,根據(jù)塔機監(jiān)測控制系統(tǒng)方案設計了塔機安全監(jiān)測系統(tǒng)硬件平臺。該硬件平臺包括基于CCD圖像處理的鋼絲繩斷絲及變形監(jiān)測模塊、基于ARM Cortex-M4處理器的控制器模塊、基于TJA1050通信的CAN總線數(shù)據(jù)模塊、基于Lora通信的低功耗智能吊鉤,以及內存模塊IS62WV51216、存儲模塊SD卡、通信模塊、電源模塊、時鐘模塊等。通過元器件的選型、電路模塊化設計、PCB板的設計來分析塔機傳感器監(jiān)測控制模塊的EMC(電磁兼容性)。然后,根據(jù)塔機安全監(jiān)測系統(tǒng)軟件方案設計了對應的安全監(jiān)測系統(tǒng)軟件。該軟件由塔機傳感器監(jiān)測控制模塊固件、鋼絲繩CCD檢測算法、監(jiān)測界面組成。通過塔機傳感器監(jiān)測控制模塊固件可以實現(xiàn)對塔機各個傳感器數(shù)據(jù)的接收、計算、異常處理、傳輸?shù)?通過鋼絲繩CCD檢測算法實現(xiàn)對鋼絲繩的斷絲和變形監(jiān)測;監(jiān)測界面是整個塔機安全監(jiān)測系統(tǒng)中圖像和數(shù)據(jù)的一個匯總,包括傳感器監(jiān)測控制模塊數(shù)據(jù)、串口通信數(shù)據(jù)、監(jiān)控畫面、CCD鋼絲繩檢測數(shù)據(jù)等,通過監(jiān)測界面可以讓操作人員實時了解整個塔機的工作狀態(tài)。最后,完成塔機安全監(jiān)測系統(tǒng)的調試與試驗。通過塔機傳感器監(jiān)測控制模塊硬件和塔機安全監(jiān)測系統(tǒng)軟件實現(xiàn)連接調試,并對塔機傳感器監(jiān)測控制模塊的傳感器數(shù)據(jù)、監(jiān)控畫面、檢測的鋼絲繩數(shù)據(jù)進行了試驗,并且驗證了整個塔機監(jiān)測系統(tǒng)良好的監(jiān)測性能,并取得了預期的效果。
【圖文】：

圖 1.1 移動式塔機 圖 1.2 固定式塔機Fig1.1 Mobile tower crane Fig1.2 Fixed tower crane（2）根據(jù)吊臂實現(xiàn)變幅的方式不同分為俯仰變幅和小車變幅這兩種塔機俯仰變幅塔機實現(xiàn)變幅的原理：通過升高吊臂的方式來改變水平方向的幅度，即總臂長的余弦值就是水平方向的幅度值；小車變幅是通過在起重臂上行走的變幅小車來實現(xiàn)變幅，小車離塔身越遠則幅度值越大，反之，幅度值越小。俯仰變幅式塔機[4]如圖 1.3，小車變幅塔機[5]如圖 1.4。

圖 1.1 移動式塔機 圖 1.2 固定式塔機Fig1.1 Mobile tower crane Fig1.2 Fixed tower crane（2）根據(jù)吊臂實現(xiàn)變幅的方式不同分為俯仰變幅和小車變幅這兩種塔機俯仰變幅塔機實現(xiàn)變幅的原理：通過升高吊臂的方式來改變水平方向的幅度，即總臂長的余弦值就是水平方向的幅度值；小車變幅是通過在起重臂上行走的變幅小車來實現(xiàn)變幅，小車離塔身越遠則幅度值越大，反之，，幅度值越小。俯仰變幅式塔機[4]如圖 1.3，小車變幅塔機[5]如圖 1.4。
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH213.3

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 關斌;王忠;王思;;汽車電氣電子系統(tǒng)EMC設計存在的問題及其改進技術[J];汽車零部件;2010年10期

2 吳學松;;中國塔式起重機市場50年回顧與展望[J];建筑;2008年04期

相關博士學位論文 前1條

1 張宇;寬視場大面陣CCD相機圖像采集與處理系統(tǒng)研究[D];中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所）;2010年

相關碩士學位論文 前4條

1 陳炬鋒;施工群塔監(jiān)測智能控制系統(tǒng)研究[D];東南大學;2017年

2 蔣斌;AP1000核電站塔式起重機安全風險分析與對策[D];南華大學;2015年

3 王兆琦;電梯鋼絲繩圖像信息檢測系統(tǒng)[D];東華大學;2011年

4 孫先偉;基于ZigBee的無線塔機安全監(jiān)測系統(tǒng)設計[D];西安建筑科技大學;2010年

本文編號：2596671