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多台起重机协同吊装技术及仿真系统的研究

作　者: 张成文
导　师: 吴迪
学　校: 大连理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 起重机协同吊装仿真系统 Bullet
分类号: TH21
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 50次
引　用: 1次
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内容摘要

随着起重机吊装产业的高速发展,大型吊装项目越来越多,超重型、大跨度的吊装设备也越来越常见,吊装产业正逐步从单台起重机向两台和多台起重机协同吊装的方向发展。在此趋势下,现场中起升量符合要求的单个起重机越来越不容易得到,或者满足起升量要求的单台起重机的运输和使用成本较高,因而选择现场中易得的总起升量满足要求的两台或多台起重机协同吊装成为了更优的选择。但是与单台起重机吊装相比,多台起重机协同吊装的危险性大大增加。由于其中任一台起重机的起升量均不能单独吊起重物,因而在双机协同吊装的过程中由于载荷分配不合理、协同策略不当往往会导致灾难性的后果。本文对两台和多台起重机协同吊装模式进行了深入的归类、分析和研究,并通过仿真系统得到了实现。研究开发了多台起重机协同吊装的大型结构仿真系统,阐述了各模块之间的关系,并对起重机选型进行了更进一步的研究。首先,在对两台起重机协同吊装研究的基础之上,给出双机协同的定义,分析了其本质,提出了双机吊装的21种完备模式。并对双机吊装的典型动作进行了描述和计算,利用状态空间(Configuration Space)求得了双机系统的动作序列,并通过实际的案例进行了吊装仿真。其次,对多台起重机协同吊装进行了深入研究。针对多机吊装的特殊性,讨论了多机的协同策略,给出了多台起重机在特定情况下的平移、起升、翻转和旋转的计算方法。另外,在多机仿真中,对Bullet物理引擎的碰撞过滤进行了研究,将场景中的起重机、环境、设备等编制了不同的分组,解决了多机吊装仿真系统中的碰撞检测问题。最后,合作开发了多台起重机协同吊装系统。分析了起重机选型、吊索具选择及校核、起重机建模、设备和环境建模、吊装仿真、方案输出以及数据库管理之间的关系,并对起重机选型进行了深入的分析,解决了多台起重机的选型问题。该系统可用于辅助吊装方案制作人员进行了前期的方案制定、数据校核、方案预演等,并可实时地获取吊装数据,分析其安全性并最终输出安全、高效的吊装方案。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题的背景与意义  8-10
  1.2 国内外发展现状  10-12
    1.2.1 单台起重机吊装  10
    1.2.2 两台/多台起重机协同吊装  10-11
    1.2.3 重机吊装系统研究  11-12
  1.3 本文的主要工作内容及组织结构  12-14
2 两台起重机协同吊装研究  14-34
  2.1 双机协同吊装问题描述  14-16
  2.2 双机协同吊装模式分类  16-21
  2.3 双机吊装的典型动作计算  21-24
    2.3.1 双机系统起升  21-22
    2.2.2 双机系统回转  22-23
    2.2.3 双机系统翻转  23-24
  2.4 双机协同吊装案例分析  24-33
    2.4.1 理论验证与分析  28-31
    2.4.2 仿真与实例对比分析  31-33
  2.5 本章小结  33-34
3 多台起重机协同吊装研究  34-47
  3.1 多机协同吊装问题描述  34-36
  3.2 多机协同策略研究  36-37
  3.3 典型的多机协同动作定义和计算  37-41
    3.3.1 典型的多机协同动作定义  37
    3.3.2 典型的多机协同动作计算  37-41
  3.4 多机仿真中碰撞检测技术的实现  41-43
  3.5 多机吊装案例  43-46
  3.6 本章小结  46-47
4 大型结构吊装仿真系统的实现  47-61
  4.1 系统总体架构  47-48
  4.2 系统主要子模块  48-51
  4.3 起重机选型算法详述  51-56
    4.3.1 算法流程  51-52
    4.3.2 算法实现  52-56
  4.4 吊装实例  56-60
    4.4.1 吊装任务介绍  56
    4.4.2 吊装方案制定  56-60
  4.5 本章小结  60-61
结论  61-63
参考文献  63-66
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  66-67
致谢  67-68

多台起重机协同吊装技术及仿真系统的研究

内容摘要

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