一种uCOSII操作系统下桥式起重机轨距偏差检测装置制造方法及图纸

一种uCOSII操作系统下桥式起重机轨距偏差检测装置，该偏差检测装置由飞思卡尔单片机、电源模块，LCD显示模块，4×4矩阵键盘，TF卡数据存储模块，实时时钟模块，测距传感器等部分构成。该装置通过单片机作为控制核心，在测量的同时对数据进行分析和存储。存储卡中的数据可以导入电脑，实现轨距测量的信息化管理。由于装置要实现的功能复杂，在这里引入了uCOSII操作系统，保证系统的实时性与稳定性。该装置通过高精度的激光传感器进行轨距测量，实现了对行车轨距的精准检测，其检测数据存储在TF卡当中，不易丢失。

【技术实现步骤摘要】
一种uCOSII操作系统下桥式起重机轨距偏差检测装置
本专利技术涉及一种检测装置，尤其涉及一种uCOSII操作系统下桥式起重机轨距偏差检测装置。
技术介绍
桥式起重机的轨道因长时间承载会出现变形引起轨距变化，因而影响桥式起重机的正常运行，甚至出现事故。因此对这类特种设备，国家依据标准对其要做定期的安全检测，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的测量方式仍普遍采用钢直尺、钢卷尺、手持激光测距仪设备等手工方法进行测量，这种方法不仅费时费力，而且误差大、效率低、危险性高，开发桥式起重机轨距偏差检测自动化装置，实现轨距在线自动检测具有重要意义。目前，国内一些科研院所、检验机构就轨道测量工作也做了一些研究工作。上海交通大学杨晓沸等人提出利用全站仪并设计了带云台的小车实现轨道自动检测。这种测量方法虽然检测精度很高，但是由于自动检测小车的质量偏重，用于高空轨道检测显得不够轻便。程维明等人利用准直激光作为直线基准进行测量，解决了大跨度轨道测量的难点，但难以克服轨道在水平面内的弯曲引起的PSD倾斜所产生的轨距测量误差。车桂林等人提出采用自由设站法测定轨道中心点的坐标，通过坐标变换求出中心点到拟合直线的距离，直观地评定轨道的质量及变化情况，但这种方法适用于视野没有障碍的地方测量，限制性较高，并且对起重机轨道测量的环境要求高，通用性不好。为了能够精确的检测出轨道的偏差状况，还要需要检测设备能够具有一定的通用性，携带、安装方便。
技术实现思路
本专利技术是针对桥式起重机轨距测量费时费力，测量自动化程度低的问题，设计了一种μcosⅡ操作系统下桥式起重机轨距偏差检测装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：uCOSⅡ操作系统下桥式起重机轨距偏差检测装置由飞思卡尔单片机、电源模块，LCD显示模块，4×4矩阵键盘，TF卡数据存储模块，实时时钟模块，测距传感器等部分构成。该装置通过单片机作为控制核心，在测量的同时对数据进行分析和存储。存储卡中的数据可以导入电脑，实现轨距测量的信息化管理。由于装置要实现的功能复杂，在这里引入了uCOSⅡ操作系统，保证系统的实时性与稳定性。所述的高精度微距激光测距传感器安装在行车端梁两外侧端面，当轨距发生变化，测得的相对偏差数据随之变化。所述的uCOSⅡ是一种给予优先级的抢占式多任务实时操作系统。包含了实时内核，任务管理、时间管理、任务通信同步等功能。uCOSⅡ内核源码公开，短小精干，移植性较强，非常适用与一些小型系统开发。所述的4×4矩阵键盘工作时用的是基于状态机的键盘扫描方法来提高单片机的利用率。所述的LCD显示中，设计多级LCD菜单以方便调度和操作。菜单的调度方式采用循环调度。所述的uCOSⅡ系统划分的任务优先级由低到高依次为：LCD显示任务、矩阵键盘按键扫描任务、参数输入任务、数据读取任务、数据存储任务、串口任务以及AD采集偏差数据任务等。本专利技术的有益效果是：应用MC9S12XS128单片机设计了对桥式起重机轨距偏差的检测装置，并完成了现场便携式装置的开发。采用多任务实时操作系统可简化复杂系统的程序设计，增强了模块化程度。该装置通过高精度的激光传感器进行轨距测量，实现了对行车轨距的精准检测，其检测数据存储在TF卡当中，不易丢失。借助实时时钟芯片，可以知道测量数据的具体时间。经试运行表明，该便携式检测装置具有体积小、重量轻、使用方便等特点，检测速度为0.1~0.5m/s，测量精度达到0.1mm，完全满足对桥式起重机轨距偏差的检测，同时具有一定的通用性和实用推广性。检测精度满足国家特种设备检验标准的同时，实现了轨距偏差的自动测量，缩短了测量时间，提高了检测效率。在目前的系统当中，传感器与装置通过电缆线连接，在行车跨度较大的情况下所需的电缆线较长，同时也带来了传感器在行车上安装的不便利的问题。今后将考虑采用传感器+单片机+无线通讯设备的方式将传感器数据通过无线设备发送到检测装置中，为检测装置的安装提供更加便利的条件。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是轨距偏差检测装置原理图。图2是传感器安装示意图。图3是系统初始化流程图。图4是LCD任务流程图。图5是键盘处理任务流程图。具体实施方式如图1所示，uCOSⅡ操作系统下桥式起重机轨距偏差检测装置由飞思卡尔单片机、电源模块、LCD显示模块、4×4矩阵键盘、TF卡数据存储模块、实时时钟模块、测距传感器等部分构成。该装置通过单片机作为控制核心，在测量的同时对数据进行分析和存储。存储卡中的数据可以导入电脑，实现轨距测量的信息化管理。由于装置要实现的功能复杂，在这里引入了μcosⅡ操作系统，保证系统的实时性与稳定性。如图2所示，测距传感器安装示意图，根据《桥式和门式起重机制造及轨道安装公差》，起重机跨度S≤10m时，标称跨度S的极限偏差ΔS不得超过±2mm，跨度S≥10m时，ΔS不得超过±[2+0.1（S-10）)]mm。行车车身是刚性的，在行驶的过程中不会受到轨距的变化的影响。在本设计中，在行车端梁两外侧端面各固定一个高精度微距激光测距传感器，同时测量同一截面上的相对偏差数据，在行车的行驶过程中，由于传感器在行车车身上的位置是固定的，当轨距发生变化，测得的相对偏差数据随之变化。测量时，由两个微距激光传感器分别测得固定位置到轨道的相对偏差S1，S2，当相对偏差发生变化ΔS1，ΔS2，由此就可以计算出轨距变化的极限偏差为：ΔS=ΔS1+ΔS2。如图3所示，MC9S12XS128是一款16位单片机。其程序一般采用前后台方式编写。后台设定为无线循环，前台响应中断任务。然而这种方式在程序规模较大、系统功能较为复杂，尤其是在系统中的并发模块较多时显的力不从心，很难保证系统的实时性，而且编写困难，不便于功能扩展。故采用uCOSⅡ系统，uCOSⅡ是一种给予优先级的抢占式多任务实时操作系统。包含了实时内核，任务管理、时间管理、任务通信同步等功能。uCOSⅡ内核源码公开，短小精干，移植性较强，非常适用与一些小型系统开发。在实时操作系统的基础上，编写用户任务显得十分方便。轨距偏差检测装置主要任务是实现行车轨距超差点的定位，轨距偏差数据的采集与存储。同时还可以录入行车的跨度以及标准偏差，查看测量结果报告等。系统还要能够控制LCD的背光以及自动关机。系统划分的任务优先级由低到高依次为：LCD显示任务、矩阵键盘按键扫描任务、参数输入任务、数据读取任务、数据存储任务、串口任务以及AD采集偏差数据任务等。在系统初始化完毕之后，再创建LCD显示任务以及矩阵键盘按键处理任务。其余的任务通过LCD任务判断是否需要创建或删除。如图4所示，整个系统的信息需要通过LCD屏幕向操作人员展示。由于选用的LCD屏幕能够显示的内容有限，有必要将需要显示的内容分类，方便用户查看使用。在整个系统的LCD显示中，设计多级LCD菜单以方便调度和操作。菜单的调度方式采用循环调度。循环方式的整体思路为：预先定义8个结构元素的结构体，7个字符型和一个指针型。一个字符变量存放当前界面的索引号，其余6个字符变量分别存放按下4个方向键和两个功能键时所需要跳转的索引号，最后一个指针型变量用于存放指向当前索引时需要执行的函数入口地址。图4展示了LCD任务的控制流程，在LCD显示任务中，通过消本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种uCOSⅡ操作系统下桥式起重机轨距偏差检测装置，由飞思卡尔单片机、电源模块，LCD显示模块，4×4矩阵键盘，TF卡数据存储模块，实时时钟模块，测距传感器等部分构成；该装置通过单片机作为控制核心，在测量的同时对数据进行分析和存储；存储卡中的数据可以导入电脑，实现轨距测量的信息化管理；由于装置要实现的功能复杂，在这里引入了μcosⅡ操作系统，保证系统的实时性与稳定性。

【技术特征摘要】
1.一种uCOSⅡ操作系统下桥式起重机轨距偏差检测装置，由飞思卡尔单片机、电源模块，LCD显示模块，4×4矩阵键盘，TF卡数据存储模块，实时时钟模块，测距传感器等部分构成；该装置通过单片机作为控制核心，在测量的同时对数据进行分析和存储；存储卡中的数据可以导入电脑，实现轨距测量的信息化管理；由于装置要实现的功能复杂，在这里引入了μcosⅡ操作系统，保证系统的实时性与稳定性。2.根据权利要求1所述的uCOSⅡ操作系统下桥式起重机轨距偏差检测装置，其特征是所述的高精度微距激光测距传感器安装在行车端梁两外侧端面，当轨距发生变化，测得的相对偏差数据随之变化。3.根据权利要求1所述的uCOSⅡ操作系统下桥式起重机轨距偏差检测装置，其特征是所述的μcosⅡ是一...

【专利技术属性】
技术研发人员：何志杰，
申请(专利权)人：何志杰，
类型：发明
国别省市：辽宁,21