[發明專利]一種基于起重機車載控制系統的吊裝模擬方法

有效

• 申請號: 201610767433.9
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN106325100B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 單增海;胡元;張正得;王葉婷;陳偉
• 申請（專利權）人: 徐州重型機械有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種基于起重機車載控制系統的吊裝模擬方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）建模：建模分為吊裝設備建模與作業環境建模；

（2）工況優選及路徑規劃：力限器控制器智能處理單元根據建模的吊裝需求進行運算，推薦滿足吊裝需求的工況，工況確定后，力限器控制器智能處理單元進行二次運算對吊裝路徑進行規劃；

（3）吊裝仿真：

a. 仿真過程及功能選擇: 起重機吊裝仿真動作包含：起升、回轉、變幅、伸縮、吊鉤旋轉的動作；包含碰撞檢測及最小距離計算、臂架變形顯示、仿真過程錄像及回放的輔助功能；

b．碰撞檢測及最小距離計算：力限器控制器上采用圖形顏色差異疊加的算法，根據實時運動仿真計算的結果進行碰撞檢測；

c. 臂架變形顯示: 力限器控制器中包含了通過吊重測試得到的臂架差值曲線的數學模型，將通過臂架長度及角度傳感器得到的臂架的節點坐標代入力限器控制器數學模型計算得出每個節點的撓度及轉角，調用骨骼節點計算模塊將計算得到的撓度及轉角加載到臂架骨骼節點上，完成臂架系統的變形仿真，得到的臂架變形與起重機吊裝過程中力限器控制器控制的變形量完全一致，誤差為零；

d．根據仿真過程中起重機的工況設定、動作順序、動作方法進行記錄，自動回放；根據仿真過程生成能夠驅動起重機操作的參數化程序段。

2.根據權利要求1所述的一種基于起重機車載控制系統的吊裝模擬方法，其特征在于，吊裝設備建模過程中，在起重機控制系統的顯示器上畫出對應的吊裝設備外形；可對模型進行位置修改。

3.根據權利要求1所述的一種基于起重機車載控制系統的吊裝模擬方法，其特征在于，力限器控制器智能處理單元根據建模的吊裝需求進行運算后，如果工況滿足不了吊裝需求，重新建模或者移動起重機站位，如果依然滿足不了吊裝需求，推薦其它能夠滿足需求的起重機型號。

4.根據權利要求1所述的一種基于起重機車載控制系統的吊裝模擬方法，其特征在于，力限器控制器智能處理單元進行二次運算對吊裝路徑進行規劃時，采用蟻群算法，將起重機簡化為3自由度機器人，建立相應的C-空間，考慮的因素包括路徑最短、起重動作優先級和切換次數、起重機起重性能以及多臺起重機協調策略。

5.根據權利要求1所述的一種基于起重機車載控制系統的吊裝模擬方法，其特征在于，碰撞檢測及最小距離計算過程中，在包圍體層次結構基礎上，采用基于穿透率的廣義/狹義二階算法在剔除明顯不相交的物體對，然后對可能相交的物體對作碰撞檢測；最小距離計算時遍歷吊裝設備模型、作業環境模型之間的相近點距離，根據模型位姿將法向相反方向的模型點過濾。

6.根據權利要求1所述的一種基于起重機車載控制系統的吊裝模擬方法，其特征在于，硬件系統組成包括：起重機控制系統的顯示器、力限器控制器、吊臂角度傳感器、吊臂長度傳感器；仿真模塊基于力限器Linux系統，安裝在力限器顯示器上，實時讀取力限器顯示器及力限器控制器的數據。