多起重机协作吊装避障路径规划研究

多台起重机协作吊装作业可以完成单台起重机难以完成的大型起重吊装任务,构成典型的柔索并联机构。复杂环境中不可避免的存在各种类型的障碍物,大大降低了多起重机协作吊装的效率,同时增加了协作吊装的危险性,因此有必要对多起重机协作吊装进行避障路径规划研究。在多起重机协作吊装三维模型的基础上,建立装备机构运动学、动力学模型,并针对复杂环境,采用改进的人工势场法进行了多起重机协作吊装的避障路径规划数值仿真,得到机构运动和钢丝绳受力规律,为多起重机协作吊装避障路径规划的实际应用提供了理论依据和参考数据,与传统人工势场法规划的路径对比表明了改进人工势场法的有效性。

基于改进蚁群算法的多起重机协作吊装装备避障性能研究

多起重机协同作业相对于单起重机作业具有更好的稳定性和适应性,在建筑、能源、物流、救援等领域的应用越来越广泛,尤其是大型、重型负载的移动作业。随着吊装系统和工作环境复杂度的不断提高,对多机协作的安全性提出了更高的要求,势必要对多起重机协作吊装过程中避障方法及性能进行研究。因此,在传统蚁群算法的基础上,设计了一种新的启发函数,将待选栅格点与起始点、目标点的距离纳入到参考因素中。改进的蚁群算法增强了全局性,避免陷入局部最优、死锁,改善了避障路径质量。利用数值仿真得到不同避障路径下各台起重机吊绳的索力变化,表明该改进蚁群算法相较于传统蚁群算法在多起重机吊装过程中有效地优化了避障性能。