[發明專利]一種橫折臂混凝土布料機布料路徑規劃方法

有效

• 申請號: 201911169974.1
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN111121745B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 李佳偉;王小安;劉鑫;楊德生;蘇雨萌;柯小剛
• 申請（專利權）人: 上海建工集團股份有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;E04G21/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種橫折臂混凝土布料機布料路徑規劃方法，包括如下步驟：建立直角坐標系，建立橫折臂布料機的簡化數學模型；將待澆筑的建筑結構簡化為N條線段，建立建筑結構布料區域函數F_S(x,y)；將布料區域內的障礙區域簡化為S條線段，確定障礙區域邊界上的點的函數L_obsj(x,y)；設定橫折臂混凝土布料機避開障礙物的充分必要條件；將布料需求指標轉量化為評價函數，利用計算機計算滿足要求的布料路徑。采用該方法求解得到的規劃路徑更加合理精確，而且能夠采用自動化的手段找出布料機運行的最佳路徑；通過劃分子空間，可以簡化計算，提高計算速度。另外，找出布料機布料的路徑是實現布料機主動避障、自動化智能精準布料的前提，從而實現布料機的智能化操作。

技術領域

本發明涉及一種橫折臂混凝土布料機布料路徑規劃方法，屬于建筑工程機械技術領域。

背景技術

混凝土布料機是建筑結構施工中基本的機械布料設備，傳統的布料機采用豎折臂形式調整各臂節機構的角度的方法調整布料位置，且布料路徑是通過人為操控各臂節機構達到移動布料位置的目的。這種方法提高了人工成本，且布料路徑優劣完全依賴操作人員的能力、經驗，布料機工業化水平較低。橫折臂布料機由于其臂節始終在水平面內轉動，無高度變化，可用于建筑施工的樓層布料及有限高度空間的建筑結構布料，具有很廣泛的應用前景，目前橫折臂布料機布料路徑的規劃方法仍無相關技術參考資料。

因此，有必要提供一種橫折臂混凝土布料機布料路徑規劃方法。

發明內容

本發明提供了一種橫折臂混凝土布料機布料路徑規劃方法，能夠找出混凝土布料機避開障礙區域澆筑建筑結構的最優路徑，從而實現布料機主動避障、自動化智能精準高效布料。

為解決以上技術問題，本發明包括如下技術方案：

一種橫折臂混凝土布料機布料路徑規劃方法，所述布料機包括主塔架以及依次拼接的M個臂架；第一個臂架與主塔架之間以及相鄰兩個臂架之間設置有回轉機構；還包括有泵管，所述泵管沿主塔架及臂架設置，且在所述主塔架與第一臂架的連接處以及相鄰的臂架的連接處通過可旋轉彎管連接；

所述方法包括如下步驟：

步驟一，以布料機主塔架為坐標原點，建立水平面內的直角坐標系，將第i個臂架簡化為長度為R_i的向量，向量的起點為(x_i-1,y_i-1)，終點為(x_i,y_i)；其中，i＝1,2，…，M；橫折臂布料機構的狀態函數F_L(β₁,β₂,…,β_M；R₁,R₂,…,R_M)見公式(1)；

其中，i＝1,2，…，M； (1)

其中，α_i為第i個向量相對于x軸的正方向的角度，

β_k為第i個向量相對于第i-1個向量的轉角；

步驟二，將待澆筑的建筑結構簡化為N條線段，第i個線段的兩個端點為(x_i-1,y_i-1)、(x_i,y_i)，建立建筑結構布料區域函數F_S(x,y)，見公式(2)；

步驟三，將布料區域內的障礙區域簡化為S條線段，第j條線段的端點坐標記為(x_obs(j-1),y_obs(j-1))、(x_obsj,y_obsj),j＝1,2,...,S；障礙區域邊界上的點記為L_obsj(x,y)，滿足公式(3)：