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移动式起重机姿态安全传感器的设计与实现

顾中林  
【摘要】: 移动式起重机广泛应用于各领域工程建设,其姿态安全一直受到重视,一旦发生倾覆事故将造成极大的损失。影响起重机姿态安全的因素分为人为操作和作业条件两方面,在作业条件中,坡度和风力是需要着重关注的两个环境因素,因此,测量倾角和风速对于起重机的姿态安全非常必要。 本文以此为背景,设计了一种集倾角和风速测量于一体的智能传感器,通过测量轴向加速度计算倾斜角度,采用超声波传播时差法测量风速,并通过CAN总线将数据上传至机载主控制器。该传感器为起重机感知环境状况并判断作业条件优劣提供依据信息,对维护起重机的安全起到重要作用。 本文在分析了设计需求的基础上,提出传感器的整体设计方案,并进行软硬件设计与调试。传感器硬件以ARM7微控制器LPC2119为核心,外接微加速度传感器ADXL213、超声波收发电路和温度传感器,并设计了CAN总线和RS-232通信接口。传感器软件分为倾角测算、风速测算、温度采集、高低温实验、数据传输和接收数据处理等几个功能模块,按照分层分模块的思想进行设计。 传感器倾角部分的功能较为完备,精度达到设计要求,且具有较高的稳定性,主持设计的单倾角传感器已批量生产,标配于某工程机械公司的各型起重机。风速部分实现了既定原理,其功能得到了验证,有待进一步测试和标定。


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