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作者：张岩华南理工大学

学位级别：硕士

随着人们日常生产作业工作量的不断增加，机械化程度要求越来越高，在物料搬运、装卸及设备安装过程中，起重机发挥着越来越重要的作用。自行式起重机由于可以自己行走，无需辅助设施既可以进入工况复杂的作业环境，同时自行式起重机作... 详细信息

随着人们日常生产作业工作量的不断增加，机械化程度要求越来越高，在物料搬运、装卸及设备安装过程中，起重机发挥着越来越重要的作用。自行式起重机由于可以自己行走，无需辅助设施既可以进入工况复杂的作业环境，同时自行式起重机作业前无需安装，使用后不需要拆卸，效率高，使用方便。但是自行式起重机不像桥式起重机或塔式起重机那样使用前事先固定，稳定性相对较好，通常在一些地质松软、坎坷的路面行驶和工作，吊重偏摆的幅度相对其他起重机摆角更加明显。而正是这些复杂的条件，造成自行式起重机的吊重摆角分析与桥式或塔式起重机吊重摆角分析的差异。因此设计一套能够根据自行式起重机工作状态实时反馈的吊重摆角的监测装置，对于提高自行式起重机作业安全性及高效性具有很重要的意义。本文首先根据自行式起重机吊重偏摆规律，建立了简化的二自由度摆角模型，根据广义坐标下的拉格朗日动力学方程对二自由度摆角模型进行了分析。认为简化模型下的吊重摆角跟钢丝绳长度及运行加速度有关，并针对其作用关系进行了仿真分析。针对自行式起重机两种吊钩形式，设计了两套吊重摆角测量方案。针对单根钢丝绳的吊重摆角，基于激光测距原理，通过测量平面内钢丝绳的位置，间接得到吊重摆角;针对多钢丝绳吊钩，基于倾角传感器及无线数据传输的原理，选择了YLZ-502传感器及WH4432收发模块，并进行了硬件搭载。文章采用VC++平台，编写了倾角传感器双轴摆角测量定位系统，在该系统中，将倾角传感器传回的TTL电平，通过TTL转232模块，直接从PC端读数。为了测试倾角传感器采集数据的准确性，设计了静态单轴倾角测量方案，实验中将倾角传感器固定在一小盒上，将05°等分为10个采集点，采集数据显示绝对误差不超过0.2°，相对误差小于1%，表明了采集数据的准确性和可靠性。在动态测量中，保证自行式起重机模型在单一方向上行进，对吊重倾角每150ms进行一次数据采集，将采集的数据导入MATLAB进行了摆角规律的分析，得出倾角在起重机启动与减速阶段摆动幅度较大，而在匀速运行状态下只做简单的单摆运动，与第二章中动力学模型的分析相吻合，证明了设计实验方案的可行性，为该系统在自行式起重机吊重水平定位方法提供了可行的解决方法。最后基于视频采集和图像捕捉技术提出了吊重水平位置的可视化方案。

关键词：自行式起重机水平定位动力学分析 MATLAB仿真倾角传感器无线数据传输 VC++

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