基于超聲信號塔式起重機(jī)安全預(yù)警信息獲取技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-06 01:59
塔式起重機(jī)(以下簡稱塔機(jī))作為起重運(yùn)輸設(shè)備,有著起吊高度高、工作幅度大等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于建筑施工環(huán)境中,創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但是,塔機(jī)在使用過程中倒塌、斷臂、碰撞等機(jī)毀人亡重大事故的出現(xiàn)頻率隨著使用頻率呈上升趨勢。國內(nèi)施工單位現(xiàn)有塔機(jī)安全裝置通常只有限制器和限位器兩種,由于沒有安全監(jiān)控管理系統(tǒng)和工作狀態(tài)參數(shù)顯示裝置,司機(jī)在操作時(shí)潛伏著很大危險(xiǎn)。盡快開發(fā)適合我國國情的塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)和防碰撞系統(tǒng)都是迫在眉睫的主攻方向。本文從塔機(jī)使用過程中的防碰撞角度出發(fā),研究塔機(jī)安全預(yù)警信息的獲取技術(shù)。主要包括三部分內(nèi)容：塔機(jī)事故樹的分析研究,超聲傳感器在吊臂上的測點(diǎn)布置,障礙物的跟蹤預(yù)測。具體內(nèi)容如下：1.塔機(jī)事故樹的分析研究。通過確定塔機(jī)易發(fā)生的事故及易造成事故發(fā)生的結(jié)構(gòu)部位并對其薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測,做到提前預(yù)警。本文采用兩種方法建立塔機(jī)事故樹：1)利用傳統(tǒng)方法建立塔機(jī)事故樹,目的是總結(jié)塔機(jī)易發(fā)生的事故形式；2)采用與傳統(tǒng)塔機(jī)事故分析法不同的建樹方法,針對塔機(jī)整機(jī)事故采用由下向上的方法建立事故樹模型,并對其進(jìn)行定性分析和重要度分析,找到塔機(jī)結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié),為確定事故的因果關(guān)系提供理論...
【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】：60 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
004一2008年塔機(jī)較大事故傷亡人數(shù)不完全統(tǒng)計(jì)
環(huán)境的特殊性等設(shè)計(jì)塔機(jī)防碰撞系統(tǒng)�？紤]到塔機(jī)的主動防碰撞要求，本文采用超聲傳感器作為該防碰撞系統(tǒng)的監(jiān)測元件。塔機(jī)防碰撞系統(tǒng)的構(gòu)成如圖3.3所示。圖3.3塔機(jī)防碰撞系統(tǒng)的構(gòu)成塔機(jī)防碰撞系統(tǒng)的原理:首先，傳感器采用偽隨機(jī)碼(m序列)方式對發(fā)射出來的信號進(jìn)行編碼調(diào)制，當(dāng)障礙物進(jìn)入塔機(jī)工作區(qū)域后信號被反射回來并由該傳感器接收，該信號經(jīng)過單個(gè)傳感器處理后便可得到障礙物到該傳感器的距離信息;其次，將所有傳感器返回的障礙物的距離信息傳輸給計(jì)算機(jī)，并對這些傳感器的距離信息進(jìn)行信息融合，識別同一個(gè)障礙物的距離和類別信息;然后，通過研究這一障礙物信息的多個(gè)超聲傳感器的回波波形特征，實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場常見物體的辨識與定位;最后，利用Kalman濾波技術(shù)對障礙物進(jìn)行實(shí)時(shí)濾波處理
為了驗(yàn)證Kalman濾波算法的可行性，作者設(shè)計(jì)了一套簡易的實(shí)驗(yàn)過程。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備及場地限制，本文在一個(gè)平臺上模擬塔機(jī)水平臂工作環(huán)境，包括障礙物:水杯;障礙物運(yùn)動軌跡:直線、圓弧、任意曲線，如圖4.4所示。圖4.4實(shí)驗(yàn)布置現(xiàn)場圖用單片機(jī)做成的2個(gè)傳感器模塊分別為:傳感器模塊1、傳感器模塊2(測量參數(shù)如表4.1)進(jìn)行如圖4.4所示的布置。其中，傳感器的型號如表4.1所示。表4.1傳感器測量參數(shù)傳傳感器 器型號參數(shù) 數(shù)測 測測量精度度鋇」量范圍圍諧振頻率率發(fā)射波束角角傳傳感器 111ICmmm0.5一 1Ommm4OkHzzz90“ “傳傳感器 2221Cmmm0.1一 4mmm40kHzzz90。 。第三章中己經(jīng)對傳感器的布置進(jìn)行了詳細(xì)的描述，本文按照第三章的布置方式將傳感器1、2布置在一條直線上，該直線代表工作塔機(jī)的水平吊臂。由于實(shí)驗(yàn)中使用的傳感器測量范圍沒有達(dá)到第三章中20m的要求，但考慮到這一點(diǎn)不影響驗(yàn)證Kalman濾波算法的可行性，同時(shí)又要考慮到測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及實(shí)驗(yàn)場地的限制，確定2個(gè)傳感器的間距為75cm。同時(shí)為了對數(shù)據(jù)處理簡單，將傳感器1、2分別放在直角坐標(biāo)系的x、y軸上
本文編號：2900502
【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】：60 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
004一2008年塔機(jī)較大事故傷亡人數(shù)不完全統(tǒng)計(jì)
環(huán)境的特殊性等設(shè)計(jì)塔機(jī)防碰撞系統(tǒng)�？紤]到塔機(jī)的主動防碰撞要求，本文采用超聲傳感器作為該防碰撞系統(tǒng)的監(jiān)測元件。塔機(jī)防碰撞系統(tǒng)的構(gòu)成如圖3.3所示。圖3.3塔機(jī)防碰撞系統(tǒng)的構(gòu)成塔機(jī)防碰撞系統(tǒng)的原理:首先，傳感器采用偽隨機(jī)碼(m序列)方式對發(fā)射出來的信號進(jìn)行編碼調(diào)制，當(dāng)障礙物進(jìn)入塔機(jī)工作區(qū)域后信號被反射回來并由該傳感器接收，該信號經(jīng)過單個(gè)傳感器處理后便可得到障礙物到該傳感器的距離信息;其次，將所有傳感器返回的障礙物的距離信息傳輸給計(jì)算機(jī)，并對這些傳感器的距離信息進(jìn)行信息融合，識別同一個(gè)障礙物的距離和類別信息;然后，通過研究這一障礙物信息的多個(gè)超聲傳感器的回波波形特征，實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場常見物體的辨識與定位;最后，利用Kalman濾波技術(shù)對障礙物進(jìn)行實(shí)時(shí)濾波處理
為了驗(yàn)證Kalman濾波算法的可行性，作者設(shè)計(jì)了一套簡易的實(shí)驗(yàn)過程。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備及場地限制，本文在一個(gè)平臺上模擬塔機(jī)水平臂工作環(huán)境，包括障礙物:水杯;障礙物運(yùn)動軌跡:直線、圓弧、任意曲線，如圖4.4所示。圖4.4實(shí)驗(yàn)布置現(xiàn)場圖用單片機(jī)做成的2個(gè)傳感器模塊分別為:傳感器模塊1、傳感器模塊2(測量參數(shù)如表4.1)進(jìn)行如圖4.4所示的布置。其中，傳感器的型號如表4.1所示。表4.1傳感器測量參數(shù)傳傳感器 器型號參數(shù) 數(shù)測 測測量精度度鋇」量范圍圍諧振頻率率發(fā)射波束角角傳傳感器 111ICmmm0.5一 1Ommm4OkHzzz90“ “傳傳感器 2221Cmmm0.1一 4mmm40kHzzz90。 。第三章中己經(jīng)對傳感器的布置進(jìn)行了詳細(xì)的描述，本文按照第三章的布置方式將傳感器1、2布置在一條直線上，該直線代表工作塔機(jī)的水平吊臂。由于實(shí)驗(yàn)中使用的傳感器測量范圍沒有達(dá)到第三章中20m的要求，但考慮到這一點(diǎn)不影響驗(yàn)證Kalman濾波算法的可行性，同時(shí)又要考慮到測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及實(shí)驗(yàn)場地的限制，確定2個(gè)傳感器的間距為75cm。同時(shí)為了對數(shù)據(jù)處理簡單，將傳感器1、2分別放在直角坐標(biāo)系的x、y軸上
本文編號：2900502
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