【摘要】：塔機(jī)是一種具有重心高、工作范圍大、起吊量大、運(yùn)行速度快等特點(diǎn)的大型工程機(jī)械,也是一種事故率非常高的特種設(shè)備。因此,為了提高塔機(jī)工作的安全系數(shù),實現(xiàn)整個塔機(jī)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(nèi)外塔機(jī)安全監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析的基礎(chǔ)上,針對目前國內(nèi)對塔式起重機(jī)安全監(jiān)測的不足的問題,特別是對塔機(jī)起吊鋼絲繩的安全監(jiān)測不足,詳細(xì)分析了影響塔式起重機(jī)安全工作的相關(guān)參數(shù)。根據(jù)塔式起重機(jī)的工作特點(diǎn),提出了利用CCD非接觸檢測技術(shù)及其相關(guān)傳感器對塔機(jī)監(jiān)測及處理監(jiān)測信號,實現(xiàn)對塔機(jī)安全監(jiān)控及早期預(yù)警。本論文通過對塔機(jī)的安全監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行研究和設(shè)計,完成了塔機(jī)的安全監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)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(jī)安全監(jiān)測系統(tǒng)的安全系數(shù)。本論文的塔機(jī)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(jī)傳感器監(jiān)測控制模塊、塔機(jī)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(shù)進(jìn)行了理論的可行性分析,并且在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了塔機(jī)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(jī)監(jiān)測控制系統(tǒng)方案設(shè)計了塔機(jī)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(nèi)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(shè)計、PCB板的設(shè)計來分析塔機(jī)傳感器監(jiān)測控制模塊的EMC(電磁兼容性)。然后,根據(jù)塔機(jī)安全監(jiān)測系統(tǒng)軟件方案設(shè)計了對應(yīng)的安全監(jiān)測系統(tǒng)軟件。該軟件由塔機(jī)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(jī)傳感器監(jiān)測控制模塊固件可以實現(xiàn)對塔機(jī)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(jī)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(jī)的工作狀態(tài)。最后,完成塔機(jī)安全監(jiān)測系統(tǒng)的調(diào)試與試驗。通過塔機(jī)傳感器監(jiān)測控制模塊硬件和塔機(jī)安全監(jiān)測系統(tǒng)軟件實現(xiàn)連接調(diào)試,并對塔機(jī)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(jìn)行了試驗,并且驗證了整個塔機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)良好的監(jiān)測性能,并取得了預(yù)期的效果。
【圖文】：

圖 1.1 移動式塔機(jī) 圖 1.2 固定式塔機(jī)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(jī)俯仰變幅塔機(jī)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(yuǎn)則幅度值越大，反之，幅度值越小。俯仰變幅式塔機(jī)[4]如圖 1.3，小車變幅塔機(jī)[5]如圖 1.4。

圖 1.1 移動式塔機(jī) 圖 1.2 固定式塔機(jī)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(jī)俯仰變幅塔機(jī)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(yuǎn)則幅度值越大，反之，，幅度值越小。俯仰變幅式塔機(jī)[4]如圖 1.3，小車變幅塔機(jī)[5]如圖 1.4。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH213.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2596671