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基于弓形板的塔机力矩传感器研制的任务书
1.课题背景
在建筑物的建造过程中，塔机是必不可少的设备之一。塔机的安装和调试过程中，需要对塔机的力矩进行测试和监控，以确保塔机的稳定和安全。然而，传统的力矩传感器存在一些不足之处，例如重量大、易受温度影响等。因此，需要研发一种基于新技术的轻量化、高精度的塔机力矩传感器。
2.研究目的
本研究的目的是基于弓形板的塔机力矩传感器的研制。具体目标包括：
（1）设计和制造弓形板力传感器的模型；
（2）开发适用于弓形板力传感器的监控系统；
（3）对弓形板力传感器进行试验和测试，以确保其精度和可靠性。
3.研究内容
（1）弓形板力传感器的设计和制造
根据塔机的工作环境和力矩测试的要求，设计出合适的弓形板力传感器模型。要考虑到传感器的轻量化、高精度和抗干扰能力。然后，制造出符合设计要求的弓形板力传感器原型。
（2）适用于弓形板力传感器的监控系统开发
开发适用于弓形板力传感器的监控系统，可以实时地监测并记录塔机力矩的变化，保证塔机的工作安全和稳定。同时，也需要保证监控系统的可靠性和精度。
（3）弓形板力传感器的试验和测试
通过各种实验和测试的方法，对弓形板力传感器的精度和可靠性进行评估。包括：静态校准、动态校准、温度影响实验等等。在测试中，还需要比对传统的力矩传感器，以验证弓形板力传感器的优势。
4.研究意义
研制成功基于弓形板的塔机力矩传感器，可以取代传统传感器中存在的缺陷和不足之处。弓形板力传感器具有轻量化、高精度和抗干扰能力强等特点，可以在塔机的安装和调试过程中起到非常重要的作用。研究成果还可推广到其他领域，例如工业自动化、风电发电等领域。
5.研究方法和技术路线
（1）弓形板力传感器的设计和制造
采用CAD计算机辅助设计软件、有限元模拟分析软件等进行模拟设计，并进行3D打印原型设计。力传感器的制造将使用激光切割，电镀和焊接等工艺。
（2）适用于弓形板力传感器的监控系统开发
使用ARM、FPGA等单片机芯片，利用数字信号处理、模拟电路设计等技术开发弓形板力传感器监控系统。
（3）弓形板力传感器的试验和测试
选取负载平台、力矩校准仪等相关实验设备，对传感器进行各种试验和测试，验证其性能和精度。
6.研究进度和时间安排
（1）阶段一：文献调查和研究方案制定（2个月）
（2）阶段二：弓形板力传感器的设计和制造（6个月）
（3）阶段三：适用于弓形板力传感器的监控系统开发（4个月）
（4）阶段四：弓形板力传感器的试验和测试（3个月）
（5）阶段五：论文撰写和答辩（3个月）
7.预期结果
（1）设计出符合要求的弓形板力传感器模型，制造出原型。
（2）开发出可用于弓形板力传感器的监控系统。
（3）完成各种试验和测试，验证弓形板力传感器的性能和精度。
（4）通过论文撰写和答辩，向专业研究机构和应用领域展示研究成果。
8.参考文献
[1]JiaFR,YangB.DesignandDevelopmentofTowerCraneMoment-ForceSensor.JournalofYanshanUniversity,2018,06:601-607.
[2]ZhangL,LiuGH,ChenXL,etal.IntelligentMonitoringSystemforTowerCraneBasedonWiFiandZigBee.JournalofShenyangJianzhuUniversity(NaturalScience),2019,04:484-491.
[3]LiYL,ChenXQ,LiXH,etal.ResearchontheMomentMeasurementofTowerCraneBasedonIPS.JournalofSensorsandActuators,2020,13(5):39-46.