塔機(jī)的參數(shù)檢測及防碰撞算法研究.pdf

1、隨著國家經(jīng)濟(jì)的不斷增長，建筑行業(yè)也隨之不斷的發(fā)展。而塔式起重機(jī)因其塔身高、吊臂長、起重量大等特點(diǎn)，在建筑施工中的應(yīng)用也越來越廣泛。然而，隨之而來的不僅僅是塔機(jī)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，塔機(jī)安全事故也在不斷的增加。而且事故所造成的損壞非同小可，極有可能發(fā)生機(jī)毀人亡的現(xiàn)象。國家相關(guān)部門出臺并不斷的在改進(jìn)《塔機(jī)起重機(jī)安全操作規(guī)程》以減少塔機(jī)事故的發(fā)生。目前國內(nèi)大部分塔機(jī)的保護(hù)裝置都只停留在“四限位兩保險(xiǎn)”階段，只能最低限度的保護(hù)塔機(jī)，存在明顯的不足。<

2、br>　　在研究當(dāng)前國內(nèi)外現(xiàn)有的塔機(jī)安全檢測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本文結(jié)合檢測傳感技術(shù)、微電子技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等，提出了基于DSP系統(tǒng)的塔式起重機(jī)安全檢測防碰撞系統(tǒng)。重點(diǎn)對塔機(jī)安全系統(tǒng)的硬件、軟件及與PC機(jī)的數(shù)據(jù)通信進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　本課題根據(jù)機(jī)構(gòu)的工作原理確定塔機(jī)參數(shù)的檢測方法并選取合適的起重量傳感器、起升高度傳感器和小車幅度傳感器。設(shè)計(jì)DSP系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)顯示電路、系統(tǒng)報(bào)警電路等，以達(dá)到傳感器檢測到參數(shù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換輸送給

3、DSP處理器，并在系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后傳輸給液晶顯示器進(jìn)行顯示的目的。為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，采用CCS3.3軟件調(diào)試工具根據(jù)硬件電路編寫相應(yīng)的DSP程序。
　　研究塔機(jī)的防碰撞核心算法。設(shè)計(jì)DSP系統(tǒng)與PC機(jī)之間的串口通信，采用自定義通訊協(xié)議的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使得DSP系統(tǒng)檢測到的參數(shù)能準(zhǔn)確地傳送給PC機(jī)。將參數(shù)轉(zhuǎn)化為塔機(jī)上各重要點(diǎn)基于塔機(jī)自身坐標(biāo)系上的坐標(biāo)，運(yùn)用齊次變換將其變換為基坐標(biāo)系上的坐標(biāo)，從而確定吊繩、塔臂等線段的位置坐標(biāo)

4、。用層次包圍體算法獲得塔機(jī)間可能發(fā)生碰撞的結(jié)構(gòu)，采用求異面直線間距離的方法將碰撞問題轉(zhuǎn)變?yōu)榍笕【嚯x問題，如所求距離小于安全距離，則將可能會(huì)發(fā)生碰撞現(xiàn)象，并將報(bào)警信號輸送到DSP系統(tǒng)之中。
　　最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)設(shè)計(jì)的硬件電路和軟件程序，連接各電路芯片，將軟件程序通過仿真器導(dǎo)入DSP系統(tǒng)中，調(diào)試檢查電路是否正常工作、程序是否正常運(yùn)行。并最終實(shí)現(xiàn)塔機(jī)參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示。通過RS-232接口連接DSP與PC機(jī)，實(shí)現(xiàn)塔機(jī)參數(shù)向PC機(jī)的數(shù)據(jù)