多起重机协作吊装避障路径规划研究.pdf

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1、机械设计与制造第J0期MachineryDesign&Manufacture2015年10月多起重机协作吊装避障路径规划研究钱森，訾斌1,2(1．中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州221116；2．合肥工业大学机械与汽车：J：程学院，安徽合肥230009)摘要：多台起重机协作吊装作业可以完成单台起重机难以完成的大型起重吊装任务，构成典型的柔索并联机构复杂环境中不可避免的存在各种类型的障碍物，大大降低了多起重机协作吊装的效率，同时增加了协作吊装的危险性，因此有必要对多起重机协作吊装进行避障路径规划研究

2、。在多起重机协作吊装三维模型的基础上，建立装备机构运动学、动力学模型，并针对复杂环境，采用改进的人工势场法进行了多起重机协作吊装的避障路径规划数值仿真，得到机构运动和铜丝绳受力规律，为多起重机协作吊装避障路径规划的实际应用提供了理论依据和参考数据，与传统人工势场法规划的路径对比表明了改进人工势场法的有效性。关键词：起重机协作吊装；动力学；避障；路径规划；改进人工势场法中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)10—0260—04ResearchonObstacleAv

3、oidancePathPlanningforCooperationofMultipleCranesQIANSen，ZIBin’。(1．SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnoIogy，JiaJIgsuXuzlllII】221116China；2．SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Anh

4、uiHefei230009，China)Abstract：Muhiplemobilecranescanhandlecomplextaskseffectivelywhicharemore(zcultoreveuimpossible’ainglemobilecrane．Thecooper~ionofmultiplecranescanbeed椰atypicalcableparallelmanipulator．DnetokindsrJ，inevitableobstaclesinthecomplexenvir

5、onment，thecooper~ionefficiencyisreducedgreatlyandtherisksduringlheprocedureareincreased．Thus．itisnecessarytopefrormobstacle-avoidancepathplanningforcooperationoj’multiplecranes．Thekinematicsanddynamicsofthemechanismisestablishedbasedonthethreedimension

6、almode￡Theimprovedartifcialpotentialfieldmethodispresentedandconductedinthenumericalsimulationoftheobstacle-avoidancepathplanning加rcooperationofmultiplecranes．Themovementsandtheforcesonthecablesoj’thecranesareobtained，whichprovidetheoreticalbasisandref

7、erencedataforengineeringpractice．Theefectivenessoftheimprovedartifcialporentialfieldmethodisverif~dbycomparisontothepathwithtraditionalartifcialpotentialfieldmethod．KeyWords：Cranes；CooperativeHoisting；Dynamics；ObstacleAvoidance；PathPlanning；ImprovedArt

8、ificialFieldMethod因此，对多起重机协作吊装装备机构的研究具有重婪理沦意义f¨1引言实际工程应用价值。文献嚏立了多起重机协作吊装系统机构的起重吊装设备是工厂、铁路、港口等实现物料搬运机械化的误差模型，并对机构误差源进行了灵敏度分析，文献l进行丫多飞重要工具_1j。近年来，为适应工程中负载大型化的趋势，多台起重行机器人协作搬运系统的逆运动学分析，文献i蹿fx寸两台船J{J起机的协作吊装得到了越来越多的应用。多台起重机协作吊装作业重机，分析了系统的逆运动学