基于超聲信號(hào)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(jiǎn)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(huì)效益。但是,塔機(jī)在使用過(guò)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(shì)。國(guó)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(méi)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(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)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(guò)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(shù)的分析研究,超聲傳感器在吊臂上的測(cè)點(diǎn)布置,障礙物的跟蹤預(yù)測(cè)。具體內(nèi)容如下:1.塔機(jī)事故樹(shù)的分析研究。通過(guò)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(duì)其薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè),做到提前預(yù)警。本文采用兩種方法建立塔機(jī)事故樹(shù):1)利用傳統(tǒng)方法建立塔機(jī)事故樹(shù),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(shù)方法,針對(duì)塔機(jī)整機(jī)事故采用由下向上的方法建立事故樹(shù)模型,并對(duì)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(lái)源】:西安建筑科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)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(dòng)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(cè)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(duì)發(fā)射出來(lái)的信號(hào)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(hào)被反射回來(lái)并由該傳感器接收,該信號(hào)經(jīng)過(guò)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(duì)這些傳感器的距離信息進(jìn)行信息融合,識(shí)別同一個(gè)障礙物的距離和類別信息;然后,通過(guò)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(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)物體的辨識(shí)與定位;最后,利用Kalman濾波技術(shù)對(duì)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(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備及場(chǎng)地限制,本文在一個(gè)平臺(tái)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(dòng)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(chǎng)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(cè)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(hào)如表4.1所示。表4.1傳感器測(cè)量參數(shù)傳傳感器 器型號(hào)參數(shù) 數(shù)測(cè) 測(cè)測(cè)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(duì)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(cè)量范圍沒(méi)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(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的限制,確定2個(gè)傳感器的間距為75cm。同時(shí)為了對(duì)數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)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(hào):2900502
【文章來(lái)源】:西安建筑科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)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(dòng)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(cè)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(duì)發(fā)射出來(lái)的信號(hào)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(hào)被反射回來(lái)并由該傳感器接收,該信號(hào)經(jīng)過(guò)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(duì)這些傳感器的距離信息進(jìn)行信息融合,識(shí)別同一個(gè)障礙物的距離和類別信息;然后,通過(guò)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(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)物體的辨識(shí)與定位;最后,利用Kalman濾波技術(shù)對(duì)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(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備及場(chǎng)地限制,本文在一個(gè)平臺(tái)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(dòng)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(chǎng)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(cè)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(hào)如表4.1所示。表4.1傳感器測(cè)量參數(shù)傳傳感器 器型號(hào)參數(shù) 數(shù)測(cè) 測(cè)測(cè)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(duì)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(cè)量范圍沒(méi)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(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的限制,確定2個(gè)傳感器的間距為75cm。同時(shí)為了對(duì)數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)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(hào):2900502
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