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智能定点抓取桥式起重机作为一种现代化的大型搬运机械, 是物料装配系统中一种重要的设备,其以方便快捷、省时省工、载重量大等优点 ,在钢铁、港口等行业生产中应用广泛且作用显著。桥式起重机从结构上主要由桥架、大车小车行走机构、起升装置、司机室等部分组成。本定位系统主要是指对起升装置的吊钩进行水平面定位,而吊钩水平运动的载体是大小车行走机构,因此对吊钩的定位转化为对大小车行走机构的定位。智能桥式起重机定位工作原理为:在生产车间内将起重机作业区域分为以 x , y , z 3 个坐标为方向的三维运行空间。
其中起重机的大车行走机构(下称大车) 沿车间两侧上方墙壁铺设的钢轨作横向运行 ,设运行方向为 x ;小车行走机构( 下称小车) 在大车上运行 ,相对其作纵向运动 ,设运行方向为 y ; 吊钩在垂直方向运动 , 设运行方向为 z ( 本定位系统主要针对 x , y 方向定位 , 故不对 z 方向定位进行阐述) 。
为了精确快速地检测行走机构的实时运行位置 ,方便操作人员对起重机作业进行控制 ,由分别安装在起重机大车、小车上基于激光技术的测距传感器在 x , y , z 三维空间坐标上对起重机行走机构运行位置和吊钩高度进行精确测量 , 并将相应的信号传给上位机处理并显示吊钩的实时坐标以便操作人员监控。
起重机无线定位系统的硬件设计尽可能利用起重机现有控制系统，并使用低成本、低功耗、高可靠性的成熟模块，地降低硬件成本，并满足起重机高精度动态定位要求。使用较高、与STM32平台结合度较好的μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统进行定位控制软件开发。经过起重机整车试验，无线定位系统满足以下设定性能参数指标：
①静态及微动定位误差小于10c m(被吊件运动速度不超过3 m/min时)，动态定位误差小于50 cm(被吊件运动速度不超过100 m/min时)；
②冷启动定位延时不超过45 s，待机下重新解算定位延时不超过5 s；
③安全模块报警信号发出时间不超过2 s，紧急停机时间不超过5 s；
④定位准确度不低于98%，定位距离不小于100 m；
⑤满足起重机电磁兼容标准和IP65防护等级要求；
⑥起重机作业工况覆盖率不低于95%。
