[发明专利]臂架式起重机车载控制器内吊装方案实时生成方法及系统

摘要

本发明公开了一种臂架式起重机车载控制器内吊装方案实时生成方法及系统，采用吊臂臂头自主探测学习的方法，准确采集作业区障碍物的外形与位置信息，以扇格数据表精确存贮作业区环境数据；采用吊臂臂头采集吊装物体的源位置与目标位置信息，依据吊装作业区环境数据表，再结合起重机吊装性能表，在车载控制器内实时生成包括吊臂长度、旋转方向以及每个转角下仰角等参数的吊装方案，并对生成的吊装方案进行优化与仿真。实际吊装应用表明，该系统能准确采集作业区内的环境数据，并能优化生成的吊装方案。

主权项

一种臂架式起重机车载控制器内吊装方案实时生成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，建立起重机圆桶坐标系以起重机回转中心在地面的投影为原点O，以起重机车身中轴线作为X轴，X轴正向指向起重机车头，Y轴与X轴垂直，Y轴正向与X轴正向逆时针夹角90°，Z轴正向为远离地面方向，垂直于XOY平面，建立XYZ坐标系；则坐标系中的一点P由坐标(φ,d,h)表示，其中φ表示点P在XOY平面投影D所形成OD线与X正向轴的逆时针夹角，d表示投影D到坐标原点O的距离，h表示点P到投影D之间的高度；记起重机吊臂臂头的空间位置为其中吊臂长度为r，仰角为β，以X轴正向为起始位置的转角为根据几何关系可得到臂头的空间位置和臂头在XYZ坐标系中的坐标之间的换算关系；步骤二，扇格化存储吊装作业区环境数据步骤S20，将吊装作业区按间隔一定的转角划分为多个扇区，再将每个扇区依据到坐标原点O的距离划分为多个扇格，建立环境数据表，在表中每个扇区的每个扇格用于存放该位置的环境数据；每个扇格中用两组数据记录，分别表示在该扇格空间中吊臂可活动区域的上边界和下边界；步骤S21，将吊装作业区中的障碍物按照其外形进行分类；步骤S22，根据不同类型的障碍物，采集能代表其空间外形结构的数据信息，将这些数据信息填充到对应的扇格中；步骤三，吊装方案实时优化步骤S30，采集吊装物体的源位置、目标位置的空间位置信息，并转化为XYZ坐标系中的坐标；步骤S31，按照从源位置到目标位置吊臂转动量最小的方法确定吊臂的旋转方向；步骤S32，计算吊臂的最大变幅位置，根据最大变幅位置扇区内的环境数据和该起重机的性能表，确定吊装时吊臂的可选臂长范围；步骤S33，计算吊臂在源变幅位置下的仰角范围、从步骤S32确定的可选臂长范围中选择预选臂长并计算在源变幅位置下的预选仰角，继而判断并确定合适的预选仰角和臂长；步骤S34，计算每个转角下的吊装预选仰角；步骤四，生成吊装方案根据确定的吊臂旋转方向，以吊臂从吊装物体源位置到目标位置仰角变化次数最小者为最优方案；变化次数相同时，选择臂长最短者为最优方案。