智能桥梁检测车的机械设计与仿真--《中北大学》2011年硕士论文
智能桥梁检测车的机械设计与仿真
【摘要】：桥梁检测车是检测桥梁最为有效的工具之一，目前国内外检测桥梁时多采用载人型桥梁检测车，这种检测车虽然能完成对桥梁的检测任务，但它存在许多不足。例如，成本高、检测时人员危险性大，而且检测结果受人的主观影响大致使检测效果不理想等。因此，开展新型智能桥梁检测车的研究具有重要意义，智能桥梁检测车由于采用无人检测，使设计出的臂架结构更为轻便、灵活，能在复杂路况下进行桥梁检测，而且生产成本也比传统检测车低，更能适应市场的需求。对智能桥梁检测车的研究将进一步的促进桥梁检测的高效化，并为桥梁的数字化检测提供支持。
论文以智能桥梁检测车为对象对其臂架结构进行设计，并对结构的可靠性进行了分析。具体研究内容包括：(1)确定了智能桥梁检测车臂架结构形式、并对检测臂结构以及各辅助结构进行了设计；(2)根据桥梁检测车工作时臂架的工作过程，得出了臂架结构的运动轨迹，并用Pro/E对检测车各结构进行了三维建模以及装配体的运动仿真；(3)根据检测车各臂架结构的运动情况，设计了满足各结构运动的液压回路，并拟定了液压系统原理图；(4)用ANSYS对检测车臂架结构进行了静力学分析、模态分析以及装配体的接触应力分析。
设计及分析结果表明：所设计的臂架结构与传统的结构相比重量大幅减轻，自动化水平有了较大提高；从检测车运动仿真结果中得出所设计检测车臂架结构参数合理，且臂架结构的运动轨迹符合实际工作情况；从有限元分析结果可以得出所设计的臂架结构应力、应变以及固有频率都在允许范围内，验证了设计的可靠性、合理性。
【关键词】：
【学位授予单位】：中北大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：U446.3【目录】：
摘要4-5ABSTRACT5-101 绪论10-18 1.1 课题的背景及意义10-11 1.2 国内外研究现状11-14
1.2.1 国内的研究现状11-12
1.2.2 国外的研究现状12-14 1.3 目前国内外桥梁检测车存在的主要问题14-15 1.4 桥梁检测车设计过程中的难点15-16 1.5 设计过程中使用的软件16-17 1.6 课题研究的内容17-182 智能桥梁检测车臂架结构设计18-31 2.1 桥梁检测车臂架结构设计的任务目标及参数18-19
2.1.1 设计任务18
2.1.2 检测臂结构设计目标18-19
2.1.3 检测车结构设计参数19 2.2 检测臂总体方案确定19-23 2.3 检测臂结构组成及检测臂展开过程23-26
2.3.1 检测臂结构组成23-24
2.3.2 桥梁检测车工作时检测臂展开过程24-26 2.4 检测臂回转机构的设计26-28
2.4.1 回转机构驱动方式的确定26
2.4.2 回转机构传动方式的确定26-27
2.4.3 回转支承机构的选取27-28 2.5 主桁架结构设计28-29 2.6 检测桁架设计29 2.7 检测臂辅助结构设计29-30 本章小结30-313 桥梁检测车装配体运动仿真及检测臂回转机构受力分析31-42 3.1 智能桥梁检测车整体结构建模及运动学仿真31-36
3.1.1 检测车整体结构PRO/E 模型的建立31-33
3.1.2 检测车运动仿真及结果分析33-36 3.2 桥梁检测车回转机构受力分析36-41
3.2.1 底盘回转机构所受最大力矩计算36-38
3.2.2 回转支撑机构阻力矩的计算38-41 本章小结41-424 检测车臂架结构液压系统的研究42-58 4.1 检测车工作时液压系统的设计要求42 4.2 确定检测车臂架结构运动形式及所需的液压元件42-43
4.2.1 检测臂运动形式确定42-43
4.2.2 检测臂液压元件的确定43 4.3 拟定液压系统的工作原理图43-47
4.3.1 拟定系统各个液压回路43-46
4.3.2 合成液压系统原理图46-47 4.4 液压系统参数的计算47-57
4.4.1 液压系统工作压力的确定47-49
4.4.2 液压执行元件的设计压力49
4.4.3 计算与确定液压缸的结构尺寸49-52
4.4.4 液压马达的参数计算52-53
4.4.5 液压泵的选择与参数计算53-55
4.4.6 液压控制阀的选取55-56
4.4.7 辅助元件的选择56-57 本章小结57-585 臂架结构有限元分析58-78 5.1 ANSYS 软件概述58-61
5.1.1 ANSYS 软件分析过程58-59
5.1.2 有限单元法简介59-61 5.2 检测车臂架结构有限元模型的建立61-63
5.2.1 检测臂结构有限元模型建立时注意的问题61-62
5.2.2 臂架结构有限元模型网格划分62
5.2.3 臂架结构工作时所受载荷分析62-63
5.2.4 臂架结构位移边界条件63 5.3 检测车臂架结构的静力学分析63-70
5.3.1 主桁架静力学分析64-66
5.3.2 检测桁架接触应力、应变分析66-70 5.4 检测臂结构模态分析70-77
5.4.1 模态分析理论及有限元基本方程70-71
5.4.2 ANSYS 模态分析方法及所用单元71
5.4.3 主桁架（伸缩臂）模态分析71-77 本章小结77-786 总结与展望78-80 6.1 总结78-79 6.2 展望79-80参考文献80-84攻读硕士学位期间发表论文84-85致谢85
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京公网安备75号基于BS与CS架构结合的智能线路巡检系统的实现--《通信管理与技术》2014年05期
基于BS与CS架构结合的智能线路巡检系统的实现
【摘要】：黑龙江电信传输线路面临自然条件恶劣、维护人员有限、巡线范围较大等困难,通过实现智能巡线系统,引入智能化管理手段,加强对巡线人员的考核管理,有效发现线路存在的隐患,降低光缆故障次数,保障了龙江电信传输网络的正常运营。
【关键词】：
【分类号】：TM75;TM76【正文快照】：
1背景传输线路的巡检维护是通信行业的一项基础工作,及时消除隐患、预防事故、保障安全是管理者对巡检维护工作的基本要求。近年来,随着黑龙江电信传输网络的不断扩大,干线资源急剧增长(年均递增800公里左右),传输线路维护面临着维护人员有限、维护地域广、气温低、难度大、作
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京公网安备75号基于GPRS技术的智能桥梁结构健康监测系统--《湖南交通科技》2013年03期
基于GPRS技术的智能桥梁结构健康监测系统
【摘要】：介绍了基于GPRS的智能桥梁结构健康监测系统,给出了系统的结构框架及系统工作原理。针对某公路桥梁墩台沉降观测,采用连通管、电感式液位传感器、RS—485通讯技术和GPRS技术,建立了远程智能监测系统。该系统的应用结合传统的人工巡检观测,能有效用于公路桥梁结构健康监测。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：U446.2【正文快照】：
0引言桥梁结构作为交通网络的重要节点,其安全性日益受到关注。按照《公路桥涵养护规范(JTGH11—2004)》3.3.3条要求,特大型、大型桥梁墩台塔位移和桥面高程必设永久观测点。然而传统的人工定期检测存在对大桥结构损伤反应滞后、检测结果易受检测人员的主观因素影响、检测过程
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京公网安备75号用于桥梁安全检测的智能感知单元设计--《西安科技大学》2011年硕士论文
用于桥梁安全检测的智能感知单元设计
【摘要】：随着《国家中长期科技发展规划纲要》的提出,智能感知技术成为优先发展的前沿技术之一。智能感知技术作为物联网的核心内容,对推动我国信息产业的发展有积极的影响,应用前景十分广阔。
本文通过对国内桥梁健康状况检测系统发展现状的分析,结合理论技术的发展及实际业务需求,提出以MSP430微控制器为核心、多途径数据传输方式的智能感知单元设计方案。方案实现了对桥梁局部结构性能的检测和桥梁周边环境的检测并将检测数据通过Zigbee无线组网以及串口和网口进行传输。
本文对智能感知单元进行了硬件电路的整体设计与实现,包括传感器模块,信号调理模块,MSP430微处理器模块,Zigbee模块,串口模块及网口通信模块。结合桥梁检测的实际情况对感知单元所用器件进行选型,对使用到的主要芯片进行简要介绍,包括芯片工作原理、外围电路以及工作条件等,给出硬件连接原理图。对智能感知单元进行的软件设计与实现,包括传感数据采集,数据传输,存储程序以及主控程序。其中详尽介绍了智能感知单元的三种数据传输方式。Zigbee模块主要用于传感数据的无线传输,串口模块主要用于感知单元测试维护以及数据受到信号干扰无法进行数据无线传输的情况,网口模块主要实现重点监测部位传感器数据的实时传输。简要介绍了软件开发平台IAR Embedded Workbench,给出部分程序流程图。对感知单元进行了硬件、软件和功耗测试,结果表明预期方案可行。
最后,论文对所完成的工作进行总结,对未来智能感知技术的发展做出展望。
【关键词】：
【学位授予单位】：西安科技大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：TN929.5;TP391.44【目录】：
摘要2-3ABSTRACT3-71 绪论7-10 1.1 选题背景7-8 1.2 国内外研究现状8 1.3 本文所做的工作8-102 系统方案10-29 2.1 桥梁检测概述10-11 2.2 桥梁检测系统方案11-12 2.3 智能感知单元总体方案12 2.4 关键技术12-20
2.4.1 Zigbee 技术12-15
2.4.2 MODBUS 协议15-17
2.4.3 TCP/IP 协议17-19
2.4.4 工业过程数据传感器技术19-20 2.5 核心器件选型20-27
2.5.1 处理器选型20-21
2.5.2 存储器模块选型21
2.5.3 数据传输模块选型21-23
2.5.4 传感器选型23-27 2.6 低功耗设计27-28 2.7 本章小结28-293 智能感知单元硬件设计29-38 3.1 MSP430 微处理器模块29-32
3.1.1 MSP430 的中央处理器29
3.1.2 MSP430 的存储器结构29-30
3.1.3 MSP430 的时钟模块30
3.1.4 MSP430 的JTAG 接口设计30-31
3.1.5 MSP430 模/数转换模块31
3.1.6 MSP430 的USART 模块31-32 3.2 存储模块32 3.3 通信模块32-34
3.3.1 Zigbee 模块32-33
3.3.2 串口模块33
3.3.3 网口模块33-34 3.4 信号调理电路34-36
3.4.1 比较放大部分35
3.4.2 光耦隔离部分35-36
3.4.3 电压跟随器部分36 3.5 电源设计36-37 3.6 本章小结37-384 智能感知单元软件设计38-57 4.1 感知单元软件设计开发平台38-39 4.2 传感数据采集39-40 4.3 传感数据传输40-54
4.3.1 基于Zigbee 协议进行传感数据传输40-45
4.3.2 基于MODBUS 协议的数据传输45-46
4.3.3 基于TCP/IP 协议的数据传输46-54 4.4 传感数据存储程序54-55 4.5 主控程序55-56 4.6 本章小结56-575 系统测试57-61 5.1 系统软件测试57-58 5.2 系统硬件测试58-60 5.3 功耗测试60-616 结论61-62 6.1 总结61 6.2 展望61-62致谢62-63参考文献63-66附录66-67
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