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2154
SC200施工电梯爬升架设计
SC200
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2154 SC200施工电梯爬升架设计,2154,SC200施工电梯爬升架设计,SC200,施工,电梯,爬升,架设
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以激光技术为基础的解除机器人路径跟踪系统塔式起重机摘要随着高层建筑数量的增加，塔式起重机的使用，在韩国其数量现在每年不断增加。因此，工作区和高重复的工作效率问题的安全问题出现的解除材料到高的地方的过程。作为对传统的塔式起重机替代方案，我们正在开发一种机器人塔式起重机系统。通过开发一种机器人吊臂系统，我们期望生产率增长9.9-50的基础上改善以往的研究结果。在这项研究中，我们研究了激光的可行性，以科技为本的解除机器人路径塔式起重机系统的跟踪系统。有努力开发机器人塔式起重机，但他们可以通过预先计划的旅行路径停止的问题。我们提出用激光装置，编码器机器人塔式起重机系统，以及一个加速计，并测试了在室内，室外和摆动系统的可行性条件。在这个过程中，我们开发了一个软件应用程序能够接收和记录，从激光设备中的数据。试验结果表明了在各种户外条件下机器人塔式起重机的拟议取消的可行性路径跟踪系统。关键词：激光测距;机器人塔式起重机;自动升降系统1.导言世界上许多国家的建设有竞争力的建筑技术和材料工程的进步推动高层建筑和摩天大楼。阿联酋，例如，正在建设迪拜塔，这将是一个800多米的世界最高的，美国正在建立“自由塔”约540米的高度，韩国还计划在龙山和塔仁川松岛建立标志性建筑。据孙钟康，负责的迪拜塔项目，超过1000米的建设项目经理是在目前的施工技术范围，考虑到施工技术的发展速度，建设高度超过4000米将在50年内可行。塔式起重机使用量已大幅上升之后，每年全球Manhattanization趋势。表1显示了从2001年至2005年每年塔式起重机在韩国使用的增幅率。表1 2001年年度至2005年塔式起重机在韩国使用的增加率年份20012002200320042005塔式起重机的数量21042951310029853278年均增长率40.3%5.0%3.7%9.8%表2预期减少解除机器人采用建筑起重机系统的时间研究员起重机类型建议系统测试方法在取消的时间减少埃弗里特和斯洛克姆移动式起重机监控系统现场测试16%21%罗森菲尔德塔吊一般概念机器人塔式起重机小规模的实验室测试使用的是龙门起重机15%50%Lee等塔吊监控系统现场测试9.9%38.9%在这项研究中，我们提出塔式起重机使用激光技术和报告的室内和室外的可行性测试结果的提升路径跟踪系统。拟议的系统包括：两个核心模块的解除路径规划模块和解除路径跟踪模块。基本作业的概念是相似的GPS汽车如图所示导航系统。 如图1：图1运行过程中的机器人塔式起重机拟议的工作过程假定施工现场部署1的BIM（建筑信息模型）的过程。首先，系统收到的材料标识符解除从一个中央数据库存储了施工进度和3D的BIM模型。带有集成全球定位系统和RFID读取器领域的工人发现的材料的升降机从料场（图1（a）。起重路径是使用作为出发点和从作为目标位置的中央数据库（图1安装位置放养材料位置（b）项）。一旦虚拟路径是由解除路径规划模块生成，因此移动塔式起重机（图1（c）项）。实际路径，但是，可能是不同的道路，由于计划的不同缠绕电缆或解除的材料重量电缆的长度变化是取消这些变量。这些差异可能导致安全事故，因此，解除监管的实际路径是至关重要的，如果这些分歧已侦破的解除路径规划模块必须立即发送修改计划路径塔式起重机（图1（d）项）。起重路径规划方法，取得了很大进展。2.以前的研究目前已在努力制定一个高层建筑施工机器人系统。主要的动机包括在工人，由于低出生率，在技术工人的数量减少数量减少，以及需要改进生产力和建设进程。在SMART（清水制造系统的先进机器人技术）系统是一个完全自动化的高层建筑建设系统。机器人全站仪由几个电机和非常敏感的光学传感器。因此，即使其价格下跌了，机器的耐用性需要进行检查。表3总结了长处和考虑的替代性的问题。表3 考虑的替代性和问题考虑替代强项问题机器视觉相对便宜不准确非常敏感，室外光照条件不符待盲点问题RTK技术，国内禁止的货物精确的非常昂贵受电力供应问题除与钩块信号干扰问题阿配对GPS系统廉价电力供应问题除与钩块信号干扰问题单一的激光测量装置相对便宜和简单待盲点问题绞车上的一个电位器相对便宜不准确阿机器人全站仪精确的非常昂贵待盲点问题不耐用在审查了各类最新的传感器技术，我们发现有相对便宜，耐用，准确的激光可以在我们的系统使用的传感器。除了激光传感器，我们的系统使用了编码器和加速计来测量旋转角度。我们首先解释这些传感器的工作，并描述选定激光模块的特点，更多的细节。3.建议本研究提出了作为一个机器人塔式起重机，这是该起重系统和旋转组成部分可控钩块解除路径跟踪系统。如导言解释，提升系统是由一解除路径规划系统和解除路径跟踪系统。阿旋转控制钩块是钩块可以旋转解除材料，理想的角度，以适应两栏之间的材料后，取消到目标位置。我们已经开发了旋转控制钩块。图。二是发达旋转图片可控钩块。它不是完全自动化，但远程通过在一个大楼的顶层工人控制。图2旋转可控钩块本研究的重点是提升路径跟踪系统使用激光仪器来测量直线距离和一个编码器和加速计来测量水平和垂直角度。这项建议制度，适用于塔式起重机和变幅起重机略有变化。在塔式起重机情况下，两个激光装置和一个编码器使用（图3（a）。一个激光设备，固定的臂和桅杆交集，措施的水平距离（R值）到实时手推车。其他激光设备连接到一台车和措施的垂直距离（即Z值）的一个钩子块。去年，一个旋转的角度（）是衡量一个编码器上读取的值传感器连接到转盘。图3拟议的系统上的塔式起重机安装和变幅起重机（a）拟议系统塔式起重机安装 （b）拟议的系统上的变幅起重机安装在起重机专家咨询，我们了解到，最安全的方式操作塔式起重机将朝着一个方向的起重材料，然后在另一个第一：即，在垂直方向上，水平方向则。道路的材料被撤销，可以由一个3组系列为代表的dimenstional直角坐标（x，Y，Z轴）或极坐标上（R，z）的，从收到的激光装置。 x的定义，y和z在不同的系统上开发的原点定义（例如，经营者的塔式起重机或材料库存地点客舱）而定。我们的系统接收来自传感器的数据极坐标。这些极坐标值可以很容易地转换成直角坐标值使用的三角。对于变幅起重机，又没有车，水平距离可以衡量衡量一个臂倾角。在一个变幅起重机，激光设备，编码器的情况，并使用一个加速计（图3（b）项）。一个激光设备连接到一个变幅举报吊臂来衡量的垂直距离为一钩块（在z值）。编码器是用来衡量一个塔式起重机（即值）水平旋转角度。此外，一个加速计是用来衡量一个臂（即值）倾角。计算公式如下，其余的值可以通过采用R值上述公式计算出来的。(1) r=l*cos其中r 从一个解除物质水平距离的臂结束；l一个臂长；臂的斜坡。这些值被发送到一个可视监控系统，视觉悦目，比较有计划的道路和实际路径图4。如果有任何计划，从实际的路径偏离道路，计划路径实时再生。图4 阿激光测量模块连接到超便携式电脑4.范围和领域的方法适用性试验导言中5个潜在的问题，在解除路径跟踪系统，如下：- 盲点问题- 电力供应问题- 龙起重距离问题- 材料摆动问题- 耐久性问题。我们的系统没有盲点。也没有任何供电，因为它们是连接到一台车，或一个，而不是一个钩块是在一个移动电缆，挂臂头传感器技术问题。目前已经在提供电力的小车市场的商业产品。因此，本研究对其余三个问题，重点如下核查地盘我们的制度的可行性：是可行的测量在100-200米的距离？是尽可能精确的测量，即使材料是由风或摇摆，还是由于惯性？是否有灰尘，如天气条件或外部因素造成的其他问题？首先，适用范围和允许的误差范围的定义进行了实验。这项研究的范围有限的楼宇低于200米，因为在城市建筑物一般不超过200米实验共进行激光设备，只是因为有一些外部因素影响的编码器或加速度计的准确性。在激光器件允许误差限度定在10厘米鉴于激光装置的精度和材料的准确位置，即使是错误的方向50厘米，可能是接受的，因为材料通常在宽度超过30厘米。实验共进行了三个不同的地方。第一个实验是在室内进行的外来环境变量（包括光线条件下），可以很容易地控制，测试的激光装置的整体表现。二是做户外测试的室外环境和长途测量精度的影响。然后，在现场进行试验，发现任何意外的因素。5.选择激光装置为了选择一个激光传感器适合我们的需要，我们采访了12个建设机器人专家 - 7来自学术界和业界的5个。以下九个考虑因素作为重要的讨论：实时测量距离，最大可测距离，误差范围，激光安全性，耐久性，与其他设备，体积，重量的兼容性和价格。表4显示了9个因素的名单和每个因素的激光装置，我们几位候选人中选出（MDL公司LaserAce 即时R150）的值。没有太多的候选人能够满足我们的标准。由于开发的，只有少数激光想办法进行实时1万元以下的时间测量。此外，有更少的设备，小到可以连接到一个手推车，有一个装置，测量数据传输到其他设备。表4 选择一个激光设备的标准激光模块军事分界线LaserAce 即时R150实时测量可能最大可测距离（反射时独家使用）600m精度100mm激光安全Class 1耐久性（IP代码，耐久性）IP67与其它设备的兼容性RS232, USB尺寸（长宽高）1035438mm3重量（kg）0.26价格约 $3000激光安全分为标准化，阶级和阶层人数降低，更好的安全。例如，第1类设备的安全比第2类的。对于电子设备，IP代码耐久性用于代表罩周围的灰尘和液体电子设备环保。的第一个IP地址位代表对固体物体的保护（如灰尘），第二个对液体保护。第一个6位数字意味着具有完善的设备，而第二次对7位是指设备的证明是完全液体固体物体的保护。因此，IP 67代表了最好的耐久性。例如，一个产品的额定等级IP54，我们考虑。这意味着，该产品可能维持在高水损害大雨条件。另一方面，军事分界线LaserAce 即时R150，我们选择的产品，额定等级IP67，因此是完全防尘，防水。 与其他设备的兼容性是衡量的数量和端口的一个激光设备支持的类型。许多人1万元以下激光测量设备有内置的数据指标，但没有一个单独的数据端口，因此，不可能发送测量数据。另一方面，军事分界线LaserAce 即时R150可以把数据传送通过RS232和USB接口的个人电脑，尽管它记录自己的数据缺乏。因此我们的研究人员开发出一种单独的数据记录软件应用程序，可以传输和存储测量数据传输到UMPC（超级移动个人计算机实时）。图5显示了激光模块连接到超便携式电脑。 图5 可视化监测系统6.实验一 - 户外测试在室外实验，我们试图找出错误和系统的应用程度，潜在的问题地盘，因为错误可能发生由于激光射线的干扰因素（在不同亮度的对象正由光，干扰测量在光束的路径，以及夜间环境）。一般纸板被用作一部分默认设置和测量距离越来越1，5，10，20，50，100和200米室外的实验表明，测量距离可能只达240米，远远超过了600米中描述的最大测量距离减去手册激光测距模块。但是，当进行测量，从200米至240米，一个微妙的调整，以确保垂直度，需要，有时是无法衡量的距离。高达200米的地方进行测量的，测量误差距离为10厘米或不到0.05和95置信水平显着性概率（表6）少。在晚间工作的审议，进行试验，太阳落山后，但与室内试验，测量是不可能的，由于从街灯干扰。表6. 室外测试结果 直线运动距离（米）最大误差模式平均标准差t自由度显着性水平（单尾）10.061.041.040.009897.61690.00050.075.045.040.0094360.18690.000100.0410.0210.020.0136586.96690.000200.0620.0320.030.00822,077.32690.000500.0350.0050.000.01136,439.95690.0001000.0999.98100.010.03226,141.91690.0001500.09149.99149.990.03140,832.96690.0002000.12199.91199.920.02276,565.48690.0007.实验二 - 实地测试现场试验在一塔，天安，Chungchungnamdo起重机租赁公司进行。在现场试验是确定的挥杆问题，这可能对实际情况和其他突发事件发生附加激光设备的手推车的原意。但是，我们不能这样做，因为我们的试验计划，由于管理人员对安全问题的关注。相反，激光装置设置在地上，被取消的材料是绑在钩来测试钩摆动的影响（图6和图7）。图6 白色泡沫板和卷尺连接到一个钩块：激光装置，放在地上，由于安全问题。图7 在空中钩块材料可能动摇或摆动控制时，被一辆手推车，钩块和转盘运输。现场试验表明，当小车和钩块的行动中，几乎没有发生摇摆，不像我们一般的期望，因为这种材料被撤销，是极其沉重的钩块的支持，两个或四个钢丝绳。当转盘转动，但是，对旋转方向摆动发生因钩块惯性和材料。一般而言，风的影响也小不像我们所期望的，因为法律规定必须建设工作必须停止，如果风速超过10米/秒在当天的试验最大风速为17米/秒测定的距离在2，5，10，20的距离，离地面36米的手推车。在实验过程相似，以往实验，并测量了距离附上一份卷尺的材料证实，被解除。当激光设备无法检测到一个反射面，它返回了99999错误信号。在实验中，当摆动材料出去的探测范围，由于强风，激光器件返回一个错误的信号。当摆动的材料，通过激光检测范围获得通过，立即感受到了物质和恢复正常的值。在数据分析，错误信号被过滤掉了。表7显示的结果。结果表明，测量是可能的错误方向每测量部分不到10厘米。表7 场测试 垂直运动距离（米）最大误差模式平均标准差t自由度显着性水平（单尾）20.102.072.070.0353.01690.007550.135.075.070.052931.97290.0400100.0810.0510.050.030185.23890.0005200.1120.0720.070.048642.01690.0375360.0936.0636.060.022246.40090.0000激光束直去，而且在一定距离扩散。由于这种效果，它可以测量距离，即使反射板是一点点从中心（图8）引入歧途。为了确定在何种距离时，可以测量材料的波动和决定的反射板适当的大小程度上，我们进行更多的试验。我们逐渐从中心的反射板外，直到激光设备无法测量的距离。如表8所示，激光器件工作，直到反射董事会关闭约0.15米（15厘米）的中心。换句话说，测量仍然有可能甚至在材料摇摆达到约0.15米（15厘米）。图8 可测量的水平范围表8 户外测试结果摇摆运动距离（米）0.55102050150200最大。衡量的水平范围（米）0.6650.6600.6680.6670.6780.6920.693然而，即使是小秋千可能导致很大的偏差和钩块很大影响时，电缆长度达200米一个可能的解决这个问题，正如以前所说的在上一节，是附加一个机器人带电动多上，而不是一个固定的角度激光装置和一个“棱镜”的钩块，而不是一个手推车轴运动全站仪反射。今天，机器人全站仪是能自动追踪棱镜棱镜，即使一秒钟消失了。但是，他们仍然非常昂贵，并有可能很容易破碎时，上车，而不断震动，动摇上。另一个解决办法是扩大反射板，但有一个大小的限制，什么可以附加到一个钩子块。还可以反射角度偏离和反射光束可能无法返回到激光设备。在反射角可以解决的问题在一定程度上使用“角立方体retroflector。”甲角立方体retroflector（或一个角落里立方体或在短角反射器）是一个光学设备（反射），反映来自任何方向的光线回到他们的源使用三个正交放置镜子，不论对角立方体方向。然而，一个角落立方体不是因为它限制在可能的设置规模和灰尘和雨水问题的最终解决方案。另一种解决方案是使用一种算法，进行无意义的数据过滤器。在下一节“的算法来解决挥杆问题”，将讨论和深入的讨论这个问题。8.一种算法，解决问题的秋千下面的算法，建议处理正确的数据则不会传输问题。建议的调整算法采用一种方法，措施，垂直升降矢量值（即取消会员的速度），然后计算并存储垂直升降值（Z值）使用的速度达到一定的一点，而不是实际的速度测量，如果测出速度偏离设定的范围。一般来说，如果水平移动距离是无法衡量的通常是因为激光束不能达到反射板，一辆手推车与地面的距离来衡量，其价值将远远大于正常值。所建议的算法可以描述如下通过使用伪代码：z0 = current z value z1 = new z valuedt = time intervalvelocity1 = (z1 z0)/dt / new velocityvmax = the maximum velocity of a lifted material in a normal situationif 0 velocity1 and velocity1 vmax / a normal case z0 = z1 / Replace the current z value (z0) with the new z value (z1). velocity0 = velocity1 / Replace the current velocity value with the new velocity value.else / an abnormal case z2 = z0 + (velocity0 dt) / Calculate the assumingly normal z value (vertical location). velocity0 = (z2 z0)/dt / Recalculate and replace current velocity value with new veloci
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