本文關鍵詞：自行式起重機吊重水平定位監(jiān)測系統(tǒng)設計

  更多相關文章： 自行式起重機 水平定位 動力學分析 MATLAB仿真 傾角傳感器 無線數據傳輸 VC++

【摘要】：隨著人們日常生產作業(yè)工作量的不斷增加，機械化程度要求越來越高，在物料搬運、裝卸及設備安裝過程中，起重機發(fā)揮著越來越重要的作用。自行式起重機由于可以自己行走，無需輔助設施既可以進入工況復雜的作業(yè)環(huán)境，同時自行式起重機作業(yè)前無需安裝，使用后不需要拆卸，效率高，使用方便。但是自行式起重機不像橋式起重機或塔式起重機那樣使用前事先固定，穩(wěn)定性相對較好，通常在一些地質松軟、坎坷的路面行駛和工作，吊重偏擺的幅度相對其他起重機擺角更加明顯。而正是這些復雜的條件，造成自行式起重機的吊重擺角分析與橋式或塔式起重機吊重擺角分析的差異。因此設計一套能夠根據自行式起重機工作狀態(tài)實時反饋的吊重擺角的監(jiān)測裝置，對于提高自行式起重機作業(yè)安全性及高效性具有很重要的意義。 本文首先根據自行式起重機吊重偏擺規(guī)律，建立了簡化的二自由度擺角模型，根據廣義坐標下的拉格朗日動力學方程對二自由度擺角模型進行了分析。認為簡化模型下的吊重擺角跟鋼絲繩長度及運行加速度有關，并針對其作用關系進行了仿真分析。 針對自行式起重機兩種吊鉤形式，設計了兩套吊重擺角測量方案。針對單根鋼絲繩的吊重擺角，基于激光測距原理，通過測量平面內鋼絲繩的位置，間接得到吊重擺角；針對多鋼絲繩吊鉤，基于傾角傳感器及無線數據傳輸的原理，選擇了YLZ-502傳感器及WH4432收發(fā)模塊，并進行了硬件搭載。 文章采用VC++平臺，編寫了傾角傳感器雙軸擺角測量定位系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，將傾角傳感器傳回的TTL電平，通過TTL轉232模塊，，直接從PC端讀數。為了測試傾角傳感器采集數據的準確性，設計了靜態(tài)單軸傾角測量方案，實驗中將傾角傳感器固定在一小盒上，將0~45°等分為10個采集點，采集數據顯示絕對誤差不超過0.2°，相對誤差小于1%，表明了采集數據的準確性和可靠性。在動態(tài)測量中，保證自行式起重機模型在單一方向上行進，對吊重傾角每150ms進行一次數據采集，將采集的數據導入MATLAB進行了擺角規(guī)律的分析，得出傾角在起重機啟動與減速階段擺動幅度較大，而在勻速運行狀態(tài)下只做簡單的單擺運動，與第二章中動力學模型的分析相吻合，證明了設計實驗方案的可行性，為該系統(tǒng)在自行式起重機吊重水平定位方法提供了可行的解決方法。最后基于視頻采集和圖像捕捉技術提出了吊重水平位置的可視化方案。
【關鍵詞】：自行式起重機 水平定位 動力學分析 MATLAB仿真 傾角傳感器 無線數據傳輸 VC++
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH213;TP274
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題背景10
• 1.2 起重機概述10-13
• 1.2.1 起重機分類10-12
• 1.2.2 起重機發(fā)展趨勢12-13
• 1.3 起重機吊重水平定位技術的國內外發(fā)展狀況13-14
• 1.4 課題研究的意義14
• 1.5 研究的主要工作及結構安排14-15
• 1.6 本章小結15-16
• 第二章 起重機吊重擺角簡化力學分析及仿真16-23
• 2.1 引言16
• 2.2 二自由度擺角模型模型與系統(tǒng)動力學方程16-18
• 2.3 二自由度擺角模型簡化18-19
• 2.4 基于 MATLAB 仿真分析19-20
• 2.5 脈動風作用下擺角計算20-22
• 2.5.1 風壓規(guī)范20-21
• 2.5.2 脈動風參數設置及擺角計算21-22
• 2.6 本章小結22-23
• 第三章 吊重擺角的測量方案設計23-44
• 3.1 基于弦長法的單鋼絲繩吊重擺角測量23-26
• 3.1.1 單鋼絲繩運動模型簡化23-24
• 3.1.2 激光測距技術24-25
• 3.1.3 光平面法測量方案25-26
• 3.2 多鋼絲繩吊鉤擺角測量方案26-37
• 3.2.1 傾角傳感器概述28-32
• 3.2.2 YLZ-502 模塊安裝尺寸、引腳連線和測量軸方向定義32-33
• 3.2.3 電氣工作特性表33-34
• 3.2.4 讀取傳感器數據34-35
• 3.2.5 溫度傳感器35
• 3.2.6 傾斜角度值的計算35-37
• 3.3 數據通信37-43
• 3.3.1 近距離無線通信分類37-39
• 3.3.2 無線數據傳輸原理39-41
• 3.3.3 WH4432 模塊41-43
• 3.3.4 傾角傳感器與無線傳感器數據通信43
• 3.4 本章小結43-44
• 第四章 上位機人機監(jiān)測系統(tǒng)設計及測試44-62
• 4.1 引言44-45
• 4.2 水平定位裝置硬件系統(tǒng)45
• 4.3 硬件系統(tǒng)的連接與搭載45-47
• 4.4 監(jiān)測軟件系統(tǒng)設計47-56
• 4.4.1 概述47-48
• 4.4.2 MSC 串口通信48-49
• 4.4.3 界面設計及程序開發(fā)49-56
• 4.5 靜態(tài)下平面內單軸傾覆角標定及讀數56-58
• 4.6 運動狀態(tài)下吊重擺角的測量58-60
• 4.7 本章小結60-62
• 第五章 起重機吊重位置可視化方法探究62-69
• 5.1 引言62
• 5.2 基于視頻采集的吊重位置顯示62-65
• 5.2.1 攝像頭的選取與安放63-64
• 5.2.2 SIP1080 攝像頭參數及工作條件64-65
• 5.3 基于圖像捕捉的吊重水平定位65-68
• 5.3.1 攝像頭對象捕捉方法65-66
• 5.3.2 圖像的濾波66
• 5.3.3 圖像捕捉的吊重定位方案66-68
• 5.4 本章小結68-69
• 結論與展望69-71
• 結論69-70
• 研究展望70-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果75-76
• 致謝76-77
• 附件77

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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本文編號：576696