塔吊智能防碰撞系統(tǒng)的研究和應(yīng)用.pdf

1、塔式起重機是建筑工地中常見的設(shè)備，環(huán)形空間內(nèi)能夠在水平和垂直方向搬運物料，對節(jié)省人力和加快施工進度有著非常重要的意義，但近年來，隨著建筑樓群密集度的加大，施工單位為了加快施工進度，經(jīng)常將多臺塔式起重機同時分布在一個施工場地交叉工作，使塔式起重機之間出現(xiàn)碰撞情況。雖然我國國家標準化委員會和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗總局在2007年頒布并正式實施了《塔式起重機安全規(guī)程》，且相關(guān)部門每年都會增加人力和物力去監(jiān)督塔式起重機的生產(chǎn)質(zhì)量，并要求塔式起重機司機

2、必須具備一定的文化水平和考取相關(guān)駕駛證才能上塔操作。但塔式起重機作業(yè)面積大，加上施工情況復(fù)雜，司機和指揮人員有時會檢測不到位或反映不及時，導(dǎo)致塔機事故發(fā)生。
　　 本文針對多臺塔式起重機交叉工作的情況，設(shè)計了一種防止塔式起重機之間碰撞的智能安全監(jiān)控系統(tǒng)，當塔吊之間或塔吊與其他障礙物有碰撞可能時，能及時報警提醒司機并控制塔吊的運行。
　　 本文研究內(nèi)容如下:
　　 (1)研究了一種系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。首先分析了本系統(tǒng)所需

3、的關(guān)鍵技術(shù)和需要實現(xiàn)的功能，然后根據(jù)需要實現(xiàn)的功能和性能要求，給出了系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)模型，并詳細闡述了建立該結(jié)構(gòu)模型的原因。本文利用了智能體(Agent)分布式和集中式組網(wǎng)的優(yōu)點，提出了一種集團劃分的設(shè)計方案。
　　 (2)在硬件電路設(shè)計上，給出了單個智能體的結(jié)構(gòu)框圖，并對框圖中的主控制器1模塊、主控制器2模塊、高度模塊、幅度模塊、回轉(zhuǎn)角度模塊、存儲顯示模塊、重量模塊和風(fēng)速模塊的功能、選型以及硬件電路設(shè)計作了詳細分析。
　　

4、 (3)研究了一種防碰撞算法。分析了塔吊之間碰撞的幾種情況以及塔吊與障礙物的碰撞情況，對每種碰撞情況的判斷方法、判斷步驟和控制措施作了詳細闡述，并分析了算法改善的方法。算法中，用幾何方法不斷判斷兩塔吊或塔吊與障礙物之間的距離，當此距離小于安全距離時，能夠報警提醒司機并控制塔吊的運行。
　　 (4)在軟件上，詳細介紹了塔吊之間的組網(wǎng)過程和通訊實現(xiàn)過程，并介紹了主控制器1和主控制器2的具體控制內(nèi)容和控制過程。
　　 最后對