桥式起重机轨距偏差检定系统设计

发布时间：2017-04-12 21:55

  本文关键词：桥式起重机轨距偏差检定系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：行车长期处于重载的工作环境，由于地面沉降等因素的影响会造成轨道横向或者纵向的变形，容易导致行车运行的不稳定，在严重的情况下甚至会引发工业事故。所以针对行车的定期安全检查是必须的，其中，轨距偏差检测是重要的检测项目之一。目前，对桥式起重机的轨距测量方式仍然普遍采用人工测量的方法，不仅费时费力，而且效率低，危险性高。根据桥式起重机国家检定标准，开发桥式起重机轨距偏差检测自动化装置，实现轨距偏差的在线自动检测，，是行业自动检测发展的必然趋势。 本文提出了一种桥式起重机轨距偏差的自动化检测方案，并根据该方案设计了一套现场测量装置。该装置基于Kenties60系列的ARM芯片以及嵌入式实时操作系统μC/OS-II进行开发，保证了本系统的稳定性与实时性。本文着重介绍了轨距偏差检定装置的检测方案，功能以及设计实现。在硬件电路方面，采用32位Cortex-M4内核的MK60DN512ZVLL微处理器为控制核心，结合激光位移传感器，显示、输入、存储等设备实现装置的硬件设计。主要完成了电路原理图及PCB版的设计、微处理器最小系统设计、电源模块设计、通讯电路设计等。在软件方面，针对装置所需要实现的功能，引入了μC/OS-II嵌入式操作系统完成多任务的调度，μC/GUI实现人机交互界面以及FatFs文件系统实现SD卡中文件的存储，并实现了相应功能软件代码的编写。 经过开发原型机系统进行现场测试，结果表明该系统测量精度满足桥式起重机轨距测量的国家标准，装置工作可靠，稳定性好，可以满足现场检测的需要，此外，对该系统的进一步优化和完善提出了建议。
【关键词】：桥式起重机 轨距偏差检测 激光传感器 Cortex-M4 μC/OS-II
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH215;TP274
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 项目的背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 项目的来源和现实意义11-12
• 1.4 系统设计中要解决的问题12-13
• 1.5 系统设计的主要性能要求指标13-14
• 第二章 轨距偏差检定系统设计方案14-22
• 2.1 轨距偏差检测方案14-15
• 2.2 轨距偏差检定系统设计需求分析15-17
• 2.2.1 系统功能需求15-16
• 2.2.2 系统实时性需求16
• 2.2.3 系统的可靠性和稳定性设计16-17
• 2.3 系统总体设计构思17-21
• 2.3.1 系统供电设计17
• 2.3.2 主控芯片的选型17-18
• 2.3.3 嵌入式操作系统选择18-19
• 2.3.4 传感器选型19-21
• 2.3.5 显示设备选型21
• 2.3.6 其他外围设备的选型21
• 2.4 本章小节21-22
• 第三章 检测装置的硬件设计和实现22-39
• 3.1 系统硬件基本结构22
• 3.2 微控制器 Kenties 60 系列22-24
• 3.2.1 Cortex-M4内核介绍23
• 3.2.2 Cortex-M4内核的特点23-24
• 3.2.3 微处理器MK60性能介绍24
• 3.3 MK60 微处理器最小系统24-27
• 3.3.1 电源及其滤波电路24-25
• 3.3.2 复位电路25-26
• 3.3.3 晶振电路26-27
• 3.3.4 JTAG电路27
• 3.4 系统电源供电设计27-30
• 3.4.1 系统供电电源自动切换电路27-28
• 3.4.2 DC-DC转换电路28-30
• 3.5 系统外设硬件电路设计30-38
• 3.5.1 键盘与显示电路的设计30-32
• 3.5.2 IV变换电路设计32-34
• 3.5.3 通讯接口电路设计34-35
• 3.5.4 DS1302电路设计35-36
• 3.5.5 SD卡接口电路设计36-37
• 3.5.6 装置效果图37-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第四章 系统软件的设计和实现39-69
• 4.1 嵌入式系统简介39-40
• 4.1.1 什么是嵌入式系统39
• 4.1.2 嵌入式系统分类39-40
• 4.2 μC/OS-Ⅱ 嵌入式实时操作系统40-42
• 4.2.1 μC/OS-Ⅱ 简介40-41
• 4.2.2 μC/OS-Ⅱ 的任务调度41-42
• 4.3 μC/OS-Ⅱ 系统的移植42-44
• 4.4 GUI44-47
• 4.4.1 μC/GUI45-46
• 4.4.2 μC/GUI的移植46-47
• 4.5 SD 卡读写与文件系统的实现47-51
• 4.5.1 SD卡初始化47-49
• 4.5.2 SD操作49-50
• 4.5.3 FatFs文件系统的移植50-51
• 4.6 应用程序的设计51-66
• 4.6.1 任务划分52-54
• 4.6.2 开机自检任务54-56
• 4.6.3 键盘扫描算法及任务实现56-57
• 4.6.4 液晶显示任务57-61
• 4.6.5 数据采集任务61-62
• 4.6.6 串口通讯任务62-63
• 4.6.7 数据存储任务63-64
• 4.6.8 数据读取任务64-65
• 4.6.9 系统设置任务65-66
• 4.7 不合格点的判别66-68
• 4.8 本章小节68-69
• 第五章 数据分析69-74
• 5.1 测量装置精度分析与验证69-70
• 5.1.1 微距激光测距仪精度分析69
• 5.1.2 微距激光测距仪精度计量验证69-70
• 5.2 现场测量验证70-73
• 5.2.1 定点测量验证70-71
• 5.2.2 连续测量验证71-73
• 5.3 本章小结73-74
• 第六章 结论与展望74-76
• 6.1 全文总结74-75
• 6.2 研究展望75-76
• 参考文献76-78
• 附录178-83
• 附录283-87
• 在读期间发表论文清单87-88
• 致谢88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 袁禹;周国荣;;μC/OS-Ⅱ和嵌入式图形界面的整合移植[J];电子技术;2008年01期

2 徐宝国;宋爱国;;基于UCOS和UCGUI的嵌入式数字示波器[J];测控技术;2007年07期

3 杨巧萍;刘延雷;;国内起重机事故统计分析与预防对策[J];机械管理开发;2011年02期

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8 程维明;宋伟;刘亮;孙桂清;刘恩频;;一种新型桥门式起重机轨道测量方法[J];中国机械工程;2010年18期

9 周科;唐建富;陆纪法;伍蒋军;;桥架式起重机拱(挠)度和轨距自测系统研究[J];现代机械;2012年05期

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本文编号：302099