论文摘要
随着我国经济快速稳定的发展,现代石油、化工、电力、冶金、市政建设和造船行业方面也得到了快速的发展,吊装工程随之越来越多,重达百吨及千吨的吊装设备逐渐普及,并且吊装设备的形状也千变万化,吊装作业及现场环境也日趋复杂,致使吊装方案的安全性、可靠性和高效性倍受关注。站位设计是吊装方案的重要环节之一,起重机合理的站位不仅可以提高工作效率,而且能够避免可能发生的危险,如碰撞危险、超载现象等,因此站位设计在吊装安全性方面具有举足轻重的作用。首先,对履带起重机的结构与机构及其机构的工作原理进行了分析,然后对履带起重机进行塔类设备吊装的吊装方式进行了研究,得出了在吊装过程中可能存在的危险因素,最后对常见的站位优化方式进行了分析和研究。其次,在研究了相关站位优化方法的基础上,针对复杂的吊装作业环境,给出了单机单任务的站位优化方法。该方法以起重机工作包络轨迹思想为基础,建立起重机的可行站位区域,利用网格离散该区域,在每个网个点进行吊装仿真及三维碰撞检测,剔除发生碰撞的点,最后基于安全性考虑,建立加权和优化目标,采用枚举法遍历可行站位点,最终求得起重机的最佳站位点。最后,考虑现代吊装作业的特点,双机协同吊装已经越来越普遍,因此本文给出了两台起重机协同作业下的站位优化方法。该方法考虑吊装设备、主起重机和溜尾起重机三者的站位。首先建立合理的搜索区域,利用二分法搜索该区域,以吊装设备的位置确定两台起重机的可行站位区域,离散该区域,在各离散点利用吊装仿真和三维碰撞检测,排除发生碰撞的点,基于安全性考虑,建立加权和优化目标,采用枚举法遍历吊装设备与两台起重机的可行站位点,最终求得三者的最佳站位点。本文在深入分析了解了履带起重机的吊装作业过程的基础上,针对单台和两台履带起重机的站位优化进行了深入的研究,并将研究所得站位优化方法嵌入到本课题组研制开发的三维吊装仿真系统中,作为智能计算模块的一部分,并借助三维吊装系统软件进行了案例分析,分析结果检验了方法的实用性与可行性,有效的提高了吊装方案的制作效率,解放了吊装方案工作人员的劳动力。