自卸车举升作业防侧翻预警方案研究及系统设计

发布时间：2017-08-07 14:19

  本文关键词：自卸车举升作业防侧翻预警方案研究及系统设计

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【摘要】：自卸车是特殊形式的运输类汽车,由于自卸车自身结构的因素,使得它的质心比一般车辆质心要高的多。这使得自卸车在举升卸载作业过程中的稳定性大大降低,自卸车举升卸载作业侧翻失稳是其最有代表性、特殊性且危害最大的一种失稳形式。本文针对自卸车侧翻问题设计出了一套自卸车举升作业侧翻预警系统。论文在对自卸车举升卸载进行力学分析的基础上,着重探讨研究了影响自卸车举升卸载作业侧翻的各种因素。以某厂生产的自卸车为研究对象,按照自卸车本身的结构参数数据,建立起自卸车举升作业工况下的数学模型,根据不同的瞬时车桥、车厢及车架的横向倾斜角计算出自卸车不发生侧翻的车厢临界举升角,将系统测得的车厢实时举升角与车厢临界举升角进行对比,判断自卸车是否存在侧翻危险,若存在,系统便会发出报警。论文中自卸车举升侧翻预警系统的设计分为两部分,即硬件设计和软件设计。硬件设计中,选取飞思卡尔的MC9S12XS128芯片作为微控制器,选取车桥、车架和车厢三个位置的倾斜角传感器作为系统输入模块,系统输出模块硬件设计模块主要包括：报警灯、蜂鸣器和数码管的设计,此外硬件设计还有硬件抗干扰设计、硬件看门狗设计和PCB板的制作；软件设计中采用CodeWarrior进行编程,主要设计包括：A/D转化设计、报警模块软件设计、软件抗干扰设计及看门狗软件设计。
【关键词】：自卸车 举升作业 侧翻失稳 预警系统
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.4
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 引言16-21
• 1.1 课题的提出及意义16-18
• 1.2 汽车侧翻国内外研究现状18-20
• 1.2.1 国外研究状况18-19
• 1.2.2 国内研究状况19-20
• 1.3 本文的主要研究内容20-21
• 第二章 自卸车侧翻机理分析21-32
• 2.1 自卸车物料卸载原理21-24
• 2.1.1 物料的自然堆积角21-22
• 2.1.2 物料的安息角22-23
• 2.1.3 车厢内物料的安息条件23-24
• 2.2 自卸车侧翻机理分析24-30
• 2.2.1 自卸车侧翻临界时车轮对路面的接触力24-26
• 2.2.2 自卸车设为刚性体时作业侧翻分析26-27
• 2.2.3 自卸车设为柔性体时作业侧翻分析27-28
• 2.2.4 物料偏载时自卸车的作业侧翻分析28-29
• 2.2.5 考虑物料偏载以及自卸车为柔性体时作业侧翻分析29-30
• 2.3 影响自卸车举升作业稳定性的几个重要因素30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 自卸车举升作业侧翻预警系统设计方案的研究32-49
• 3.1 基于线位移传感器的系统设计方案32-34
• 3.1.1 拉线式位移传感器介绍32-33
• 3.1.2 基于线位移传感器的系统的设计方案33-34
• 3.2 基于粘贴式应变片传感器的系统设计方案34-36
• 3.2.1 粘贴式应变片传感器的介绍34-35
• 3.2.2 基于粘贴式应变片传感器的系统的设计方案35-36
• 3.3 基于轮辐式称重传感器的系统设计方案36-38
• 3.3.1 轮辐式称重传感器的介绍36-37
• 3.3.2 基于轮辐式称重传感器的系统的设计方案37-38
• 3.4 基于胎压传感器的系统设计方案38-41
• 3.4.1 胎压传感器的介绍38-39
• 3.4.2 基于胎压传感器的系统的设计方案39-41
• 3.5 基于倾斜角传感器的系统设计方案41-48
• 3.5.1 倾斜角传感器的介绍41-42
• 3.5.2 自卸车参数42-43
• 3.5.3 基于倾斜角传感器的系统的设计方案43-48
• 3.6 本章小结48-49
• 第四章 自卸车举升作业侧翻预警系统硬件设计49-61
• 4.1 自卸车侧翻预警系统组成结构及布置49-50
• 4.2 单片机选择50-55
• 4.2.1 飞思卡尔(Freescale)MC9S12XS128介绍50-52
• 4.2.2 单片机开发工具BDM52-53
• 4.2.3 单片机最小系统硬件设计53-55
• 4.3 输入模块硬件设计55-56
• 4.3.1 输入倾斜角信号设计的电路55-56
• 4.3.2 输入数码管锁屏信号设计的电路56
• 4.4 输出模块硬件设计56-57
• 4.5 硬件抗干扰技术57-59
• 4.5.1 去耦技术58
• 4.5.2 信号隔离58
• 4.5.3 接地技术58
• 4.5.4 硬件滤波电路58-59
• 4.6 看门狗电路设计59
• 4.7 PCB设计59-60
• 4.8 本章小结60-61
• 第五章 自卸车举升作业侧翻预警系统软件设计61-79
• 5.1 软件编译环境CodeWarrior介绍61-62
• 5.2 MCU初始化设置62-64
• 5.3 输入信号软件设计64-68
• 5.3.1 倾斜角信号的数值转换64
• 5.3.2 A/D转换的初始化设置64-68
• 5.3.3 数码管锁屏的实现68
• 5.4 自卸车侧翻预警系统软件结构方案68-71
• 5.5 输出信号软件设计71-74
• 5.5.1 报警模块软件实现71-73
• 5.5.2 数码管显示73-74
• 5.6 软件抗干扰技术74-75
• 5.6.1 数字滤波技术74-75
• 5.6.2 指令冗余75
• 5.6.3 软件陷阱75
• 5.7 看门狗软件设计75-78
• 5.8 本章小结78-79
• 第六章 总结与展望79-81
• 6.1 本文的研究结论79
• 6.2 本文的不足与展望79-81
• 参考文献81-84
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况84

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本文编号：635106