移动式起重机无碰撞路径规划的设计与实现

发布时间：2020-07-16 04:10

【摘要】： 随着石油化工、海洋工程及电力建设规模的不断扩大,重达数百吨甚至数千吨的超大型设备吊装逐渐增多,吊装行业面临重大机遇；同时吊装作业现场环境变得日趋复杂,而且起重机械特殊的结构和运动形式本身就存在着诸多危险因素,吊装安全问题尤其突出。在实际施工中,单台起重机的起重能力已经越来越难以满足施工的要求,双机协同作业越来越普遍。两台起重机协同吊装作业不仅能够完成大吨位重物的吊装,还能充分利用已有起重机,降低施工成本。和单机吊装作业相比,双机协同吊装的危险系数更高。为了安全顺利地完成吊装作业,安全合理高效的起重机路径规划就显得尤为重要。首先,根据移动式起重机的结构特点,对其运动进行了分析,并给出了移动式起重机的关键参数的计算。其次在探讨机器人路径规划算法的基础上,针对复杂吊装环境,给出了单台起重机路径规划的方法。以C空间作为规划空间,将起重机简化为3自由度机器人,在一定约束条件下对其自由度进行限制,从而得到相应的可行的C-空间,然后采用改进蚁群算法在C空间内搜索无碰撞的优化路径。再其次本文采用运动学正解和逆解思想,提出了一种新的双机路径规划的方法。在两个起重机间采用主从式协调控制方法,根据操作者的选择,两个起重机中的一个被选中作为协作的主起重机,另一个则作为随动起重机。主起重机的期望轨迹在一定启发式信息的引导下预先规划,从起重机轨迹则根据运动约束关系计算出来,它只能跟随主起重机运动。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路径优化,实现起重机操作序列的自动生成,并对起重机的动作序列进行了仿真,从而极大地提高了吊装方案制定的效率和可行性。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH21
【图文】：

减压塔,火炬

(l)以塔、器为代表的重型设备。这类设备直径大、高度高、自重大，吊装时既、要求作业空间，又要求起重设备的起重能力，吊装难度大。例如减压塔、反应器、再生器和丙烯精馏塔。如图1.1所示的减压塔，设备重量:729吨，总高度:59米，采用CC88OO1250吨履带式起重机作为主起重机进行吊装。(2)以火炬、排气筒等为代表的高柔结构设备。这类设备长细比大，刚度小，结构稳定性差。吊装时要求垂直作业空间，设备在吊装过程中易产生变形和失稳。如图1.2所示的火炬，设备重量:700吨，总高度:150米

底封,核电

移动式起重机无碰撞路径规划的设计与实现600t，采用的起重机是美国Lampson公司的LTL26oo型履带起重机，最大起重量2600t。(4)巨型彬架设备。该类设备重量重，体型大，形状不规则，重心和吊点位置很确定，吊装难度大。如图1.4为国家体育场(鸟巢)大型构建吊装，在本工程中，析柱的最大断面达25米x20米，高度为67米，单件最重达700吨。

炼油厂,上海,整体吊装

大连理工大学硕士学位论文而空中拼接组对将延长吊装时间，而且大多需要工作人员在空间完成组对，这种业将会带来很大的安全隐患。此外由于是分段吊装，设备本身在设计和制造时就吊装工艺，包括内部布局、局部加强等，相应地会增加设计工作难度与工作量。整体吊装:随着起重设备吊装能力的不断提高，整体吊装已逐渐用于大型吊装项，并成为吊装技术的主要发展趋势。与分体吊装相比，整体吊装工艺相对简单，对备结构影响小。但是相应的整体吊装，对起重设备的起重能力、作业空间、安全都有很高要求，而且如果是多机同时吊装，虽然可以提高设备的利用率但还需要调控制能力。

【引证文献】