[發明專利]一種雙臺起重機協同作業載荷分配方法有效

申請號：	201310152878.2	申請日：	2013-04-27
公開（公告）號：	CN103258088A	公開（公告）日：	2013-08-21
發明（設計）人：	吳敏;何勇;周斌;林藝輝;于艷	申請（專利權）人：	中南大學
主分類號：	G06F17/50	分類號：	G06F17/50
代理公司：	長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113	代理人：	馬強
地址：	410083 湖南***	國省代碼：	湖南;43
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種起重機協同作業載荷分配方法
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【權利要求書】：

1.一種雙臺起重機協同作業載荷分配方法，其特征在于，該方法為：

1)三維場景建模：提供多機型起重機數據，以模型數據文件的形式建立起重機模型庫；

2)起重機選型：用戶根據工況從起重機模型庫中選擇符合吊裝要求的主起重機和輔起重機；

3)起重機配置：根據負載能力、起升高度的吊裝作業要求配置兩臺起重機伸縮臂的伸縮比、配重；

4)雙臺起重機協同吊裝動作計算：應用逆運動學原理，根據設備的期望運動，即雙機起升、雙機翻轉、雙機旋轉，確定兩臺起重機的協同動作序列；

5)雙臺起重機協同吊裝參數計算：根據靜力學原理計算兩臺起重機在雙機起升、雙機翻轉、雙機旋轉時的載荷；

6)設定吊裝目標點，通過鍵盤操作來實現吊裝模擬操作，判斷吊裝物是否達到所設置的吊裝目標點；若是，進入7)；若否，返回4)；

7)結束吊裝過程。

2.根據權利要求1所述的雙臺起重機協同作業載荷分配方法，其特征在于，所述步驟1)中，三維場景建模分為兩種：1)OpenGL提供繪制的長方體、圓柱、圓錐、圓環、球五種基本幾何體；2)除長方體、圓柱、圓錐、圓環、球五種基本幾何體之外的模型，通過Pro/E制作模型文件。

3.根據權利要求1所述的雙臺起重機協同作業載荷分配方法，其特征在于，所述步驟5)中，兩臺起重機的協同動作序列計算過程如下：

1)雙機起升的狀態包括同步起升和不同步起升：

同步起升狀態變化如下式：

hi=hi′+Δhh0=h0′+Δh]]>

不同步起升狀態變化如下式：

h1=h1′+Δh1β0=arccosΔh1-Δh2dβ2=arccosd2-(Δh1-Δh2)2+L2cosβ2′L2h2=h1′+Δh2,]]>

其中，h_i，i＝1、2，h₁為吊裝后主起重機吊繩長度，h₂為吊裝后輔起重機吊繩長度，Δh₁為主起重機起升高度變化量，Δh₂為輔起重機起升高度變化量，且Δh₁＞Δh₂，β₀為吊裝后吊裝物繞垂直吊裝平面的軸線的夾角，d為主起重機和輔起重機兩個吊裝點的軸線距離，β₂為吊裝后輔起重機的仰角，h′_i，i＝1、2，h′₁為吊裝前主起重機吊繩長度，β′₂為吊裝前輔起重機的仰角，L₂為吊裝后輔起重機臂架長度，Δh為吊裝物上升高度的變化量，h₀為吊裝后吊裝物離地的高度，h′₀為吊裝前吊裝物離地的高度；

2)雙機翻轉的狀態變化如下式：

h1=h1′+Δhβ0=ββ2=arccosL2cosβ2′+dcosβL2h2=h2′-(L2sinβ2′-L2sinβ2),]]>

其中，h′₂為吊裝前輔起重機吊繩長度，Δh為吊裝物上升高度的變化量，β為主起重機的翻轉角度；

3)雙機旋轉的狀態變化如下式：

旋轉α后，輔起重機吊點的坐標如下式所示：

θ=arctanXd2′-Xd1Zd2′-Zd1Xd2=Xd1+d*cos(α+θ)Zd2=Zd1+d*sin(α+θ),]]>

則此時雙機系統的狀態變化如下公式所示：

α0=α0′+αβ2=arccos(Xd2-Xc2)2+(Zd2-Zc2)2L2α2=α2′+(Xc2-Xd2)*(Xc2-Xd2′)+(Zc2-Zd2)*(Zc2-Zd2′)(Xc2-Xd2)2+(Zc2-Zd2)2*(Xc2-Xd2′)2+(Zc2-Zd2′)2h2=h2′+L2*(sinβ2-sinβ2′),]]>

其中，θ為主起重機吊點軸線與X軸的夾角，α₀為吊裝后吊裝物繞豎直方向的夾角，α′₀為吊裝前吊裝物繞豎直方向的夾角，α為吊裝后吊裝物繞主起重機的吊點軸線旋轉的角度，P(X_d1，Y_d1，Z_d1)表示吊裝后主起重機吊點的位置坐標，Q′(X′_d2，Y′_d2，Z′_d2)表示吊裝前輔起重機吊點的坐標，Q(X_d2，Y_d2，Z_d2)表示吊裝后輔起重機吊點的坐標，O(X_c2，Y_c2，Z_c2)表示吊裝后輔起重機的回轉中心坐標，α₂為吊裝后輔起重機的回轉角，α′₂為吊裝前輔起重機的回轉角。