高拱壩振搗機(jī)避碰路徑規(guī)劃及動(dòng)態(tài)仿真研究.pdf

1、拱壩有著混凝土用量少、利用拱端基巖的反作用力維持穩(wěn)定等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在高山峽谷地帶逐漸成為主流壩型。拱壩的施工空間狹窄，機(jī)械布置緊湊，各項(xiàng)作業(yè)交叉進(jìn)行，高拱壩施工中機(jī)械之間的沖突尤為凸顯，機(jī)械空間沖突輕則影響施工效率，重則造成施工事故，進(jìn)行空間沖突檢測(cè)對(duì)機(jī)械安全運(yùn)行很有必要。振搗機(jī)是混凝土振搗的主要機(jī)械，由操作室、振搗臂架、振搗棒等部分組成，振搗機(jī)臂架在旋轉(zhuǎn)和平移過(guò)程中，容易與倉(cāng)面內(nèi)的實(shí)體(平倉(cāng)機(jī)、鋼筋、施工人員等)發(fā)生碰撞，這就需要對(duì)振搗運(yùn)

2、行過(guò)程中的碰撞進(jìn)行沖突檢測(cè)并對(duì)運(yùn)行路徑予以調(diào)整。
　　本文以振搗機(jī)為研究對(duì)象，通過(guò)建立虛擬場(chǎng)景下振搗機(jī)與倉(cāng)面實(shí)體間的時(shí)空沖突模型與調(diào)整機(jī)制，依據(jù)振搗機(jī)的運(yùn)行規(guī)律規(guī)劃其運(yùn)動(dòng)路徑，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)分析振搗機(jī)運(yùn)行環(huán)境中的實(shí)體類(lèi)型及與實(shí)體間的沖突類(lèi)型，建立時(shí)空沖突的識(shí)別機(jī)制，應(yīng)用空間分析理論劃分振搗機(jī)運(yùn)行安全空間，根據(jù)在同一時(shí)間內(nèi)空間沖突的體積占有比例確定空間沖突類(lèi)型，定量描述了空間沖突嚴(yán)重性衡量指標(biāo)，從時(shí)間調(diào)整和空間

3、調(diào)整兩方面對(duì)振搗機(jī)運(yùn)行空間沖突問(wèn)題進(jìn)行調(diào)整。
　　(2)分析振搗機(jī)的組成、運(yùn)行機(jī)理，改進(jìn)振搗器生產(chǎn)效率估算公式，以某一以纜機(jī)為主要澆筑機(jī)械的高拱壩施工為例，優(yōu)化了振搗機(jī)數(shù)量和型號(hào)的配置。
　　(3)對(duì)振搗機(jī)臂架進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，運(yùn)用機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)劃振搗臂架的姿態(tài)變換，實(shí)現(xiàn)了以最少次數(shù)變換動(dòng)作完成澆筑任務(wù)；利用UWB定位技術(shù)對(duì)振搗機(jī)的運(yùn)行路徑進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在PC端圖形化顯示振搗質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)振搗點(diǎn)位置規(guī)劃的實(shí)時(shí)監(jiān)控；結(jié)合混凝土骨