Исследование и разработка принципов построения и оптико-электронных систем обеспечения безопасности подъемно-транспортных машин

• Автор: Алексанкин, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 с.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ГРУ301ЮДЪЕМН ЫХ
МАШИН
1.1 Общая классификация кранов и приборов их безопасности
1.2 Существующие методы измерения вылета стрелы
1.2.1 У ниверсальные методы
1.2.2 Системы определения местоположения объекта
1.3 Выводы
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЗАДАЧИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫЛЕТА
2.1 Общая постановка задачи ориентирования и методы ее решения
2.2 Определение местоположения объекта на плоскости
2.3 Выводы
ГЛАВА 3. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫЛЕТА
3.1 Разработка принципов построения измерителя вылета
3.2 Анализ точности полученной методики измерений
3.3 Выводы
I ЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИСПЫТАНИЕ
4.1 Задачи экспериментальных исследований
4.2 Макет установки для исследования функциональных возможностей
4.3 Экспериментальные исследования точностных возможностей макета и методики
4.3.1 Методика
4.3.2 Экспериментальное определение влияния расположения излучателя на площадке на точность
измерения
4.3.3 Экспериментальное определение влияния азимутального положения стрелы на точность
измерения
4.3.4 Влияние количества выборок измерения на точность
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение
В настоящее время грузоподъемные машины оснащены современными системами безопасности, включающими в себя устройства защиты от перегрузок, ограничители грузоподъемности микропроцессорного типа. В большинстве своем данный тип приборов устанавливается на стреловых самоходных кранах, отличающихся от остальных мобильностью, что позволяет использовать их в различных отраслях народного хозяйства. В последнее время намечена тенденция на выпуск новых модификаций данного типа кранов, а также переоборудование уже существующих модификаций стреловых самоходных кранов современными системами безопасности.
В микропроцессорные ограничители грузоподъемности, устанавливаемые на стреловые самоходные краны, закладывается программа, позволяющая учитывать конструктивные особенности каждой модификации, такие как деформации под воздействием нагрузки, трение в узлах и т.п. Это достигается введением специальных коэффициентов в математическую модель идеального крана.
Коэффициенты определяются экспериментальным путем. Составляется таблица отношения давления в гидросистеме крана к вылету стрелы. Для этого производится поднятие тарированных грузов и измерение давления и вылета при каждом конкретном грузе. Давление измеряется преобразователями давления, входящими в комплект ограничителя грузоподъемности. Измерение вылета должно осуществляться средствами не связанными с конструкцией крана.
В основном измерения вылета производятся с помощью универсальных измерительных средств.
Наиболее простой и часто используемый способ, это измерение с помощью рулетки. Начало рулетки закрепляется на оси вращения поворотной платформы. Измерение производится по крюковой обойме крана. Такой метод дает достаточную точность, однако при поднятии груза доступ к крюковой обойме осложнен. Для проведения замера вылета необходимо подняться на груз, что

является нарушением техники безопасности и сопряжено с риском для жизни и здоровья. Хотя данный метод наиболее часто используется, он не приемлем по приведенным причинам.
Также существуют другие методы, при которых используются геодезические приборы. Такие методы безопасны, но довольно трудоемки и требуют специальных навыков для правильного проведения измерений. Также они не позволяю автоматизировать процесс адаптации.
Очевидно, что существующие методики не могут быть признаны оптимальными из-за опасности для жизни и нерациональности использования их возможностей.
Наиболее рациональным оказалось бы создание специализированных систем измерения вылета, учитывающих особенности проведения измерений, конструкции объекта измерений и коммуникационных особенностей, которые дали бы возможность автоматизировать процесс привязки путем введения вычислительной техники и соответствующей взаимосвязи измерительных систем.
Однако этот подход требует серьезных обоснований, теоретических и экспериментальных исследований вопросов, связанных с выбором оптимальной методики и принципа построения системы, а также исследования влияния на точность измерения конструктивных особенностей системы и объекта измерений.
Целью диссертационной работы являются теоретические и экспериментальные исследования принципов построения систем измерения вылета, разработка соответствующей .методики измерения и оценка влияния на точность конструктивных параметров системы.
Для реализации поставленной цели в работе должны быть решены следующие задачи:
— на основании анализа известных методов и устройств определить направление исследований с целью построения общей структуры системы;
- разработать методику проведения измерений, основанную на полученных принципах построения системы;

Эя эу ЭЯ Эт
А-У + £-г + а)
= 2-Р-У-2-Аг-Я
= 2-Д'-Л
(2.1.50)
Система (2.1.50) состоит из 8хК+6 линейных алгебраических уравнений и содержит столько же неизвестных.
Решим систему (2.1.50) уравнений методом последовательного исключения неизвестных. Сначала из первых 5N уравнений выражением вектора V через X
У = Р 1 Ат Я (2.1.51)
Далее, подставляем правую часть (2.1.51) в последние ЗN уравнений системы
(2.1.50)
А Р~1 Л1 - Л + В т+ о) = 0 (2.1.52)
В уравнении (2.1.52) выражаем X через т:
Я = -(а р-' л!)' {п-т (,) ) (2.1.53)
Наконец, подставляем правую часть (2.1.53) в (2.1.50). Введя обозначение С - А-Р1 - А7 (2.1.54)
получим
Вг С-'-В-т + Вт-<Г‘-й) = 0 (2.1.55)
Именно система (2.1.55), состоящая из 6 уравнений и содержащая 6 неизвестных т представляет интерес. Обозначив
Н = ВТ С'1 В (2.1.56)
имеем из (2.1.56) искомую оптимальную оценку (2.1.39)
, (<1х '

= Вт С~' со
(2.1.57)
После вычисления согласно (2.1.57) вектора г искомая оптимальная оценка і обобщенных координат объекта.
Рассмотренная методика определения местоположения позволяет вычислить нахождение объекта в пространственных координатах. Однако для рсшс-