一種基于逆向求解的雙機吊裝動作規(guī)劃研究.pdf

1、由于大型工程的發(fā)展促進吊裝行業(yè)走向復(fù)雜化、集成化，兩臺起重機協(xié)同吊裝（雙機吊裝系統(tǒng)）趨向普遍化，同時多臺起重機協(xié)同吊裝（多機吊裝系統(tǒng)）逐步常見，這也使得保證吊裝安全性成為首要問題。吊裝方案的制作是保證吊裝安全的重要保障，而合理高效的起重機吊裝動作規(guī)劃對吊裝方案的制作有著重要指導(dǎo)作用和現(xiàn)實意義。目前，對雙機吊裝系統(tǒng)動作規(guī)劃的研究，存在規(guī)劃效率較低、動作序列不優(yōu)、建模誤差較大等問題，而對多機吊裝系統(tǒng)動作規(guī)劃研究較少。因此，本文針對雙機吊裝系

2、統(tǒng)中封閉鏈約束及非完整運動學(xué)約束，提出基于被吊物及起重機下車驅(qū)動的系統(tǒng)建模方法，采用改進的RRT-Connect++動作規(guī)劃算法，通過三個涉及起重機行走、轉(zhuǎn)彎、變幅、起升等動作的案例來驗證該求解思路的可行性和規(guī)劃的高效性。對于多機吊裝系統(tǒng)，采用相同的建模思路和規(guī)劃算法，通過對四臺起重機協(xié)同吊裝管架被吊物的案例進一步驗證該求解思路對多機吊裝系統(tǒng)的適用性及規(guī)劃的高效性。
　　文中首先通過分析雙機吊裝動作規(guī)劃的重要性，和對雙機吊裝建模及

3、其動作規(guī)劃的研究現(xiàn)狀總結(jié)，確定雙機吊裝動作規(guī)劃的難點在于系統(tǒng)的封閉鏈約束及非完整運動學(xué)約束問題，并論述本課題研究意義。
　　其次，對于系統(tǒng)的封閉鏈約束，結(jié)合目前研究現(xiàn)狀，提出基于被吊物及起重機下車驅(qū)動的建模方法，同時給出逆向方程求解過程;對于系統(tǒng)非完整運動學(xué)約束，根據(jù)履帶與輪式移動小車相似性建立起重機下車模型，進而得到求解方程。
　　接著，根據(jù)雙機吊裝系統(tǒng)建模定義動作規(guī)劃的位姿空間、動作輸入、位姿轉(zhuǎn)換矩陣、距離計算等，同時論

4、述RRT-Connect++算法流程及對其改進，并通過對雙機翻轉(zhuǎn)被吊物、雙機行走越障平移被吊物、雙機轉(zhuǎn)彎避障平移被吊物三個案例動作規(guī)劃，驗證本文求解思路可行性、規(guī)劃高效性。
　　最后，根據(jù)對雙機吊裝系統(tǒng)動作規(guī)劃的研究，嘗試研究多機吊裝系統(tǒng)動作規(guī)劃。文中具體分析四臺起重機協(xié)同吊裝管架被吊物的建模，包括該系統(tǒng)中多重約束的處理、管架模型位姿定義、吊點計算等。在定義系統(tǒng)位姿空間及動作輸入后，通過對四臺起重機起升、行走平移、翻轉(zhuǎn)管架案例的動