基于OGRE的起重机选型与站位仿真研究

发布时间：2020-05-31 19:00

【摘要】： 随着吊装行业的迅猛发展,吊装作业现场环境变得日趋复杂,重达数百吨甚至数千吨的超大型设备吊装逐渐增多。为了统筹安排起重机资源,安全顺利地进行吊装作业,各个建设公司对吊装方案设计的精确性、高效性和可靠性都提出了更高的要求。与吊装行业的快速发展相矛盾的是目前吊装方案的制定主要以手工方式为主,辅助采用CAD软件,这使得吊装方案的制定任务变得繁重且效率低下。为此,研究将虚拟现实技术和吊装作业过程相结合的仿真系统就变得意义重大。本文在深入了解吊装作业过程的基础上,针对作业制定过程中的起重机选型和起重机站位进行研究,并在吊装仿真系统中实现了起重机选择和站位的算法。为了进行吊装作业仿真,本文对起重机三维建模也做了深入研究。首先,在对三维图形引擎OGRE(Object-Oriented Graphics Rendering Engine)进行系统的分析和研究后,对OGRE的建模功能进行扩充,并在分析起重机的构成和工作原理的基础上,建立了起重机抽象层次结构模型树,提出了将3DSMAX交互式建模和几何图形建模相结合的建模方法,建立了起重机的三维参数化模型。其次,在深入研究起重机选型要素的基础上,给出了起重机选型的程序实现方法,该方法在起重机选型过程中考虑了起重机的起重量、起升高度、工作幅度、起重机臂架与吊装设备之间的间隙以及接地比压等因素。在了解起重机站位过程的基础上,结合前人研究内容,提出了一种新的在虚拟环境中进行起重机空间站位设计的算法,该算法主要依据起重机的外形尺寸、吊装设备位置和作业环境等因素进行起重机站位的。最后,本文将以上研究内容集成应用到三维吊装仿真系统中,作为吊装作业仿真系统的一部分,辅助吊装方案设计人员进行吊装作业过程仿真。通过模拟,可以逼真地看到吊装作业的全部过程,提前排除不可行的情况。仿真结束后输出仿真结果,方案制定人员可对多次仿真结果进行对比求得最佳吊装方案,从而极大地提高了吊装方案制定的效率和可行性。
【图文】：

两台起重机,吊装过程,吊装设备

为适应吊装行业的发展，本文的起重机选型算法，不仅考虑单台起重机作业的情况，还考虑两台起重机协同吊装的情况。在采用主辅两台起重机协同吊装的作业过程中，吊装设备一般需要经过由平放到竖直的旋转过程(如图3.1所示)，待达到竖直的稳定状态，溜尾起重机脱钩，通过主起重机的起升、回转、变幅操作将吊装设备平移并就位。因两台起重机都具有起升、回转和变幅功能，从而使吊装设备的旋转过程能运用的方式较多。两台起重机协同吊装的数学模型参考文献[32〕。为保证吊装设备在翻转过程中，不与地面发生碰撞，本文假定溜尾吊点离地高度H大于溜尾吊点到吊装设备末端的长度

选型,整体结构,模块,起重机

数据库系统是起重机选型，乃至整个吊装方案仿真系统的数据提供者。数据库系统由四个数据库组成，分别为起重机起重性能数据库、起重机外形尺寸数据库、起重机部件重心数据库、以及吊索具数据库，，如图3.2所示。起重机性能数据库存储了析架臂履带起重机、精架臂汽车起重机、箱型臂履带起重机、箱型臂汽车起重机四种移动式起重机的性能参数，起重性能吨级从50吨到1600吨。对于每种起重机，特别是析架臂起重机，每台起重机有10多种臂架组合，如标准型主臂、标准型固定副臂、标准型塔式副臂、标准型副臂组合、超起型主臂、超起型固定副臂、超起型塔式副臂、超起型副臂组合等;每种臂架组合有多个臂长，每个臂长对应数十个作业工作幅度，这样一台起重机
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH21

【引证文献】