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.pdf

1、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。

2、　　 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

3、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)系提供理論指導(dǎo)。
　　 2.多傳感罌在吊臂上的測(cè)點(diǎn)布置研究。根據(jù)防碰撞系統(tǒng)的要求，本文選用超聲波傳感囂構(gòu)建吊臂保護(hù)區(qū)域。通過(guò)在塔機(jī)吊臂上設(shè)置傳感器測(cè)點(diǎn)，在每個(gè)測(cè)點(diǎn)上布置多個(gè)傳感器以滿足創(chuàng)建保護(hù)區(qū)的要求。同時(shí)，根據(jù)塔機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)對(duì)塔機(jī)周圍的障礙物進(jìn)行分類與定位，將障礙物的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合并完

4、成了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，為塔機(jī)操作人員提供障礙物的詳細(xì)信息。
　　 3.障礙物的軌跡跟蹤預(yù)測(cè)方法研究。塔機(jī)周圍障礙物機(jī)動(dòng)性高，尺寸多樣，高度多變，且障礙物的布置隨意性大。為了給塔機(jī)操作人員提供更精確的障礙物位置信息，本文將Kalman濾波原理運(yùn)用到塔機(jī)周圍障礙物的軌跡跟蹤中。通過(guò)對(duì)測(cè)量得到的障礙物的軌跡進(jìn)行Kalman濾波，可以得到更精確的障礙物位置及軌跡情況。通過(guò)這些塔機(jī)的相關(guān)信息，塔機(jī)司機(jī)可以提前預(yù)知危險(xiǎn)，控制塔機(jī)吊臂的工作進(jìn)度或者起