基于超聲信號塔式起重機安全預警信息獲取技術研究.pdf

1、塔式起重機(以下簡稱塔機)作為起重運輸設備，有著起吊高度高、工作幅度大等優(yōu)點，廣泛應用于建筑施工環(huán)境中，創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。但是，塔機在使用過程中倒塌、斷臂、碰撞等機毀人亡重大事故的出現(xiàn)頻率隨著使用頻率呈上升趨勢。國內施工單位現(xiàn)有塔機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，司機在操作時潛伏著很大危險。盡快開發(fā)適合我國國情的塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)和防碰撞系統(tǒng)都是迫在眉睫的主攻方向。

2、　　 本文從塔機使用過程中的防碰撞角度出發(fā)，研究塔機安全預警信息的獲取技術。主要包括三部分內容：塔機事故樹的分析研究，超聲傳感器在吊臂上的測點布置，障礙物的跟蹤預測。具體內容如下：
　　 1.塔機事故樹的分析研究。通過確定塔機易發(fā)生的事故及易造成事故發(fā)生的結構部位并對其薄弱環(huán)節(jié)進行重點監(jiān)測，做到提前預警。本文采用兩種方法建立塔機事故樹：1)利用傳統(tǒng)方法建立塔機事故樹，目的是總結塔機易發(fā)生的事故形式；2)采用與傳統(tǒng)塔機事故分析法

3、不同的建樹方法，針對塔機整機事故采用由下向上的方法建立事故樹模型，并對其進行定性分析和重要度分析，找到塔機結構中的薄弱環(huán)節(jié)，為確定事故的因果關系提供理論指導。
　　 2.多傳感罌在吊臂上的測點布置研究。根據(jù)防碰撞系統(tǒng)的要求，本文選用超聲波傳感囂構建吊臂保護區(qū)域。通過在塔機吊臂上設置傳感器測點，在每個測點上布置多個傳感器以滿足創(chuàng)建保護區(qū)的要求。同時，根據(jù)塔機運轉的特點對塔機周圍的障礙物進行分類與定位，將障礙物的信息進行數(shù)據(jù)融合并完

4、成了坐標轉換，為塔機操作人員提供障礙物的詳細信息。
　　 3.障礙物的軌跡跟蹤預測方法研究。塔機周圍障礙物機動性高，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濾波原理運用到塔機周圍障礙物的軌跡跟蹤中。通過對測量得到的障礙物的軌跡進行Kalman濾波，可以得到更精確的障礙物位置及軌跡情況。通過這些塔機的相關信息，塔機司機可以提前預知危險，控制塔機吊臂的工作進度或者起