基于Automation Studio的塔式起重机的建模与仿真

塔式起重机是现代工业的重要设备,对其进行有效的仿真设计具有重要意义。Automation Studio(AS)软件是机电一体化综合仿真平台,由液压模块、气动模块、机械模块、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)模块、比例伺服模块、电机拖动模块与电气控制模块等标准模块构成,具有回路设计、系统分析和动态仿真等功能。因此,对塔式起重机进行了基于AS的建模与仿真。首先,利用SolidWorks建模软件建立塔式起重机主要零部件的三维模型;其次,将建好的塔机零部件模型传入AS软件进行装配和关联;最后,利用AS软件实现控制塔式起重机的运动过程。控制系统平台采用AS软件平台编程实现,完成了塔机的过程控制系统硬件的结构设计。AS软件一定程度上克服了传统塔式起重机控制系统电能浪费大、效率低等缺点,能很好地完成塔式起重机的三维动画仿真,且运行控制的主要参数均可控,具有较大的灵活性。     

基于ZigBee的塔式起重机防碰撞系统研究

设计了一种基于ARM-STM32处理器的塔式起重机防碰撞监控系统,该系统通过初始化中建筑物的标定和系统运行过程中实时的AD采样,能监测单台塔式起重机的运行状况,从而避免其与建筑物碰撞;通过ZigBee无线通信技术,实现塔式起重机之间的信息交互,有效地预防了塔式起重机之间发生相互碰撞,对提高塔式起重机施工系统的安全性有重要的意义。     

基于ADAMS刚柔耦合模型的塔式起重机起重臂疲劳寿命分析

为了确保塔式起重机的施工安全,延长塔式起重机的使用寿命,对塔式起重机起重臂的疲劳寿命进行了评估研究。首先,以某型号塔式起重机为研究对象,利用SolidWorks进行了三维建模,分析了该塔式起重机的典型工况,采用基于Workbench的塔式起重机静力学分析结果,确定了塔式起重机的应力最大位置;然后,用ANSYS APDL联合ADAMS进行了刚柔耦合动力学仿真,得到了该工况下工作循环的载荷谱;最后,利用NCODE Design Life的"疲劳五框图"对该工况下的塔式起重机进行了疲劳分析。研究结果表明:最易发生疲劳失效的位置在第6节起重臂上弦杆与外连杆的连接位置附近;可得到该工况下塔式起重机起重臂每次循环损伤的最大值为3.598×10~(-6),最小循环次数为2.799×10~5,满足塔式起重机设计要求,为在役塔式起重机的疲劳寿命评估和塔式起重机的设计提供参考价值,可作为对塔式起重机进行维修和更换零件的依据。     

多台塔式起重机远程动态监控系统的设计

从塔式起重机拓扑结构设计、嵌入式系统硬件设计、数据采集与存储软件设计等方面进行论述,提出了基于W eb的多台塔式起重机远程动态监控方案,阐述和分析了各部分的功能、数据传输过程及系统特点。该方案实现了多台塔式起重机网络化动态监控,无线通信技术、信源压缩编码、信道编码技术的应用,提高了该系统的可靠性和数据传输的实时性,有效地实现了多台塔式起重机的集中管理。     

基于风险预测的塔式起重机防碰撞迭代算法研究

在现有塔式起重机防碰撞算法不足的基础之上,论述了风险预测在塔式起重机防碰撞中的重要性,并提出了一种基于风险预测的迭代算法,对高位塔式起重机吊索与低位塔式起重机吊臂进行碰撞校验,根据实时性要求对该算法进行改进,减少了计算次数,使其能够运行在低成本的嵌入式系统中。最后,通过Matlab仿真实验验证了该算法的可行性。     

塔式起重机模拟器视景系统建模技术的研究

介绍了塔式起重机模拟器视景系统建模的关键技术,分析和研究了几何建模、运动学建模、碰撞检测等相关技术要点,以便更好地实现视景系统的视觉效果和充分体现虚拟现实的沉浸性.     

自适应算术编码在塔式起重机运行数据压缩中的应用

以香农第一定理为基础,利用自适应算术编码的方法对采集的塔式起重机状态数据进行无损压缩,并利用V isualBasic语言编写程序在塔式起重机运行状态实时监控系统中实现。通过实例分析,算术编码算法可提高编码效率,还可增强系统的抗误码扩散能力。通过对起重机状态数据进行压缩,提高了塔式起重机运行状态监控系统中数据的传输速率,实现了该系统对数据实时性的要求,有效地扩展了既定信道带宽对塔式起重机数量的容量。     

塔式起重机的金属结构设计与分析

基于有限元技术,利用有限元分析软件ANSYS对塔式起重机金属结构进行有限元建模分析,对建模中的结构简化、塔机载荷选择等进行了探讨和分析,并在此基础上对塔式起重机进行有限元求解分析,从分析中得到关于塔机强度、刚度、稳定性等信息。     

塔式起重机的计算机辅助设计系统

将面向对象的软件开发技术应用于塔式起重机的设计,开发出塔式起重机计算机辅助设计（TO-CA—CAD）系统。该设计系统拥有友好的可视化设计界面,能够进行塔机各部件的优化设计和计算校核,整机强度和稳定性分析,自动生成设计计算书和说明书等。对具体实例进行了分析,结果表明,设计系统可以有效地应用于实际的工程设计中。     

基于三维实体模型的塔式起重机钢结构设计

通过研究塔式起重机钢结构实体模型的构造方法，提出了构造过程中应解决好的的问题；根据实体设计的塔式起重机钢结构节点构造与制造工艺，依次探讨了焊接联接节点、螺栓联接节点和销轴联接节点。为进一步研究基于三维实体信息模型的塔式起重机钢结构CAD／CAE/CAM集成技术做了相应的技术准备。     

基于GPRS无线网建筑塔机安全监控系统的研制

随着建筑行业的发展,近年来塔机安全事故时有发生,给人们的生命财产造成很大损失,所以有必要研究塔机全参数实时在线监控仪。该文讨论了基于GPRS网络搭建塔机监控仪系统的实现方案,具体采用AVRMega系列单片机,主从MCU双核协作的工作方式;而软件系统基于MFC连接池、线程池灵活设计方案实现数据传输的实时性,ADO接口支持多种结构数据库的连接,该文讨论的方案已在国内某家塔机制造商得到了应用。     

基于无线局域网的塔机群控技术研究

提出一种基于无线局域网的塔机群监控技术,研究监控系统的组成、工作原理,设计塔机群的无线局域网通信系统,建立通信模型,通过实验验证基于无线局域网的塔机群通信系统的可行性。     

塔式起重机监控中无线复合传感器的设计

利用ZigBee无线技术和数据级融合算法设计了一种复合传感器,以监控塔式起重机的吊钩/吊臂运动的方向和速度.通过分析和试验表明,该复合传感器可靠性高,易实现编程,安装使用更方便,功耗低,满足了塔式起重机监控系统的要求.同时,解决了吊钩/吊臂的运行状态实时采集和布线难的问题,对塔式起重机的安全运行和准确吊装有重要的工程实际意义.     

异形高耸塔机回转支承的接触动力学分析

基于刚性多体接触动力学理论,运用三维建模软件Pro/E和动力学仿真软件ADAMS,对异形高耸塔机的回转支承进行接触动力学分析研究,分别以Restitution - based模型和Impact函数模型对其接触过程进行仿真,得出各回转位置角处的接触力和变形量,并与理论计算值相比较,为接触分析模型的选择及回转支承的优化设计与强度校核提供了依据.     

基于ZigBee的塔机群无线数据传输模拟实验分析

利用ZigBee建立塔机群无线数据传输系统,分析对数据传输有影响的几种因素,进行丢包率和稳定性测试实验,获得不同台数塔机下的发送周期值,确定多台塔机群无线数据传输时的最优发送周期.实验研究可为基于ZigBee的无线数据传输技术在多台塔机监控系统的应用提供借鉴.     

虚拟现实技术在塔机司机训练培训中的应用

以塔式起重机为对象,基于低成本的PC平台,应用3DSMAX及Virtools软件构建出塔机模拟操作系统.重点介绍了塔机操作及相应的软件实现过程,本系统实现模拟各种环境和工况,可专门设置危险场景以训练驾驶员对危险情况的处理.该系统将虚拟现实技术应用到塔机驾驶训练中,不仅使操作培训更加安全、方便,而且培训周期短、费用低.     

基于齐次坐标变换的塔式起重机综合运动误差建模

通过研究塔式起重机各工作机构的结构形式和运行方式,分析了各工作机构的运动误差;在塔式起重机各工作机构上建立局部坐标系,使用齐次坐标变换法建立了塔式起重机的综合运动误差模型。所建模型不仅为塔式起重机各工作机构机械优化设计提供了理论依据,还为今后塔式起重机运动误差控制指明了方向。