CN107065986B - 基于三维虚拟轨迹规划的发电机搬运与防碰撞方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于三维虚拟轨迹规划的发电机搬运与防碰撞方法，包括以下步骤：(1)在常用发电机组模块的底面所在的长方形四个顶点处各安装1个位移传感器与1个速度传感器，并且在发电机组模块滑移起点和滑移终点位置间架设滑移轨道；(2)在滑移轨道上安放搬运小车，并在搬运小车所在长方形平面的四个顶点位置处安装导链牵引装置；(3)将发电机组模块放置在搬运小车上，并将其与搬运小车间进行连接；(4)拉动前进牵引方向侧的两个导链使得搬运小车沿滑移轨道按照控制信号调整路径向前运动，采用本方法防止了搬运小车与轨道间碰撞或卡死等现象的发生。

Description

基于三维虚拟轨迹规划的发电机搬运与防碰撞方法
技术领域
本发明涉及一种发电机组模块滑移安装过程中的防碰撞控制方法，该方法适用于使用牵引装置运动的发电机搬运与防碰撞方法。
背景技术
发电机组等大型结构物模块进行定位安装过程时，由于空间的限制，实际工程中可能出现吊装空间不足、吊臂运动与现场布置干涉等问题。因此，滑移法作为一种狭小空间下大型结构物安装的常用方法，在实际工程中得到广泛的使用。以大型发电机组的安装为例，在滑移过程中，常用的方法为使用导链进行牵引滑移，即在设备下方搬运小车处使用导链机构进行拖拉，从而带动上方发电机组设备前进。为控制前进方向，工程中常事先在滑移起点和终点之间架设导轨结构，再将搬运小车放置于导轨之上，最后将需要滑移的设备与搬运小车相连，从而通过拖拽搬运小车完成滑移作业。在滑移作业过程中，由于发电机组设备的质量较大，因此其具有较大的惯性。而通常，滑移过程需要控制设备移动速度，如针对上百吨的发电机组设备模块，滑移速度一般不大于5m/h。同时，在滑移过程中，应防止搬运小车与滑移轨道间发生碰撞，从而避免设备受到惯性力作用发生损坏，或小车与轨道间发生卡死的现象。但是目前尚未有有效的方法实现发电机组设备在前进过程中行走路线以及速度的快速控制。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种对安装有发电机组等大型结构物模块的拖拽搬运小车的行走路线以及速度的快速控制的基于三维虚拟轨迹规划的发电机搬运与防碰撞方法。
基于三维虚拟轨迹规划的发电机搬运与防碰撞方法，包括以下步骤：
(1)在常用发电机组模块的底面所在的长方形四个顶点处各安装1个位移传感器与1个速度传感器，并且在发电机组模块滑移起点和滑移终点位置间架设滑移轨道，所述的滑移轨道由直线轨道段和弯道轨道段相结合构成，当搬运小车运行在直线轨道段时，在搬运小车当前前进方向的两个位移传感器的每一个的正前方分别安装一个目标物以通过传感器反射回的信号显示当前设备所处位置；
(2)在滑移轨道上安放搬运小车，并在搬运小车所在长方形平面的四个顶点位置处安装导链牵引装置；
(3)将发电机组模块放置在搬运小车上，并将其与搬运小车间进行连接，从而保证设备与搬运小车能同步沿轨道方向运动；
(4)拉动前进牵引方向侧的两个导链使得搬运小车沿滑移轨道向前运动，当搬运小车在直线轨道段前进滑移时，进行以下控制：(a)与发电机组模块前进速度方向所对应的位移传感器及速度传感器进行数据采集并传输给计算机，位移传感器用于记录当前位置与目标物之间的距离信息，速度传感器用于记录设备滑移速度；(b)计算机将两位移传感器输出的距离数值相减得到两者的差值，然后将所述的差值与设定值比较以判断当前发电机组模块前进方向是否偏离轨道中心线所在位置，同时所述的计算机将读取的速度传感器输出的速度数值与设定的速度上限值比较；(c)若发电机组模块前进方向偏离轨道中心线所在位置，则调整施加在两个导链上的力的大小，使得搬运小车前进方向左右两侧的位移测量值趋于一致，同时当搬运小车的速度超过速度上限值，则降低搬运小车的前进速度；
当搬运小车在弯道轨道段前进滑移时，进行以下控制：(a)与发电机组模块前进速度方向所对应的位移传感器及速度传感器进行数据采集并传输给计算机；(b)计算机判断是否式中L1为发电机组模块外侧滑移距离，L2为发电机组模块内侧滑移距离，D为发电机组模块宽度，为轨道转过的角度，A为设定的发电机组模块对应轨道的内侧和外侧的两个滑移距离最大允许偏差值，同时所述的计算机将读取的速度传感器输出的速度数值与设定的转弯速度上限值比较；(c)若发电机组模块前进方向不满足转角要求，则调整施加在两个导链上的力的大小，从而调整搬运小车内外两侧的前进速度使得发电机组模块前进转角与轨道转角接近，同时当搬运小车的速度超过转弯速度上限值时，则降低搬运小车的前进速度。
采用本发明的有益效果是：本方法采用传感器数据反馈当前设备滑移过程信息，从而对大型结构物的滑移安装过程进行实时控制。通过当前采集值与设定值之间的比较，判断设备是否偏离设定轨道路径，从而指导现场工作人员进行及时的设备运动过程调整，以达到防止搬运小车与轨道间碰撞或卡死等现象的发生。
附图说明
图1为发电机组模块结构示意图；
图2为直轨滑移过程控制示意图；
图3为弯轨滑移过程控制示意图。
具体实施方式
如附图所示的本发明的基于三维虚拟轨迹规划的发电机搬运与防碰撞方法，包括以下步骤：
(1)在常用发电机组模块4的底面所在的长方形四个顶点处各安装1个位移传感器1与1个速度传感器2，并且在发电机组模块滑移起点和滑移终点位置间架设滑移轨道3，所述的滑移轨道由直线轨道段和弯道轨道段相结合构成，当搬运小车运行在直线轨道段时，在搬运小车当前前进方向的两个位移传感器的每一个的正前方分别安装一个目标物6以通过传感器反射回的信号显示当前设备所处位置；
(2)在滑移轨道上安放搬运小车，并在搬运小车所在长方形平面的四个顶点位置处安装导链5牵引装置；
(3)将发电机组模块放置在搬运小车上，并将其与搬运小车间进行连接，从而保证设备与搬运小车能同步沿轨道方向运动；
(4)拉动前进牵引方向侧的两个导链使得搬运小车沿滑移轨道向前运动，当搬运小车在直线轨道段前进滑移时，进行以下控制：(a)与发电机组模块前进速度方向所对应的位移传感器及速度传感器进行数据采集并传输给计算机，位移传感器用于记录当前位置与目标物之间的距离信息，速度传感器用于记录设备滑移速度，避免发生碰撞等情况。(b)计算机将两位移传感器输出的距离数值相减得到两者的差值，然后将所述的差值与设定值比较以判断当前发电机组模块前进方向是否偏离轨道中心线7所在位置，同时所述的计算机将读取的速度传感器输出的速度数值与设定的速度上限值V比较；(c)若发电机组模块前进方向偏离轨道中心线所在位置，则调整施加在两个导链上的力的大小，使得搬运小车前进方向左右两侧的位移测量值趋于一致，同时当搬运小车的速度超过速度上限值V，则降低搬运小车的前进速度；
当搬运小车在弯道轨道段前进滑移时，由于发电机组模块的前进参考点在转弯过程中实时变化，因此不能使用直线轨道的方式进行滑移控制。进行以下控制：(a)与发电机组模块前进速度方向所对应的位移传感器及速度传感器进行数据采集并传输给计算机；(b)计算机判断是否式中L1为发电机组模块外侧滑移距离，L2为发电机组模块内侧滑移距离，D为发电机组模块宽度，为轨道转过的角度，实际工程中，由于设备搬运小车与轨道间有少量间隙，因此可根据实际情况设定发电机组模块对应轨道的内侧和外侧的两个滑移距离最大允许偏差值A，若通过该段轨道所用时间为t，发电机组模块外部与内部的滑移速度分别为v1、v2，则发电机组模块外侧滑移距离L1＝v1t，发电机组模块内侧滑移距离L2＝v2t，同时所述的计算机将读取的速度传感器输出的速度数值与设定的转弯速度上限值V’比较；(c)若发电机组模块前进方向不满足转角要求，则调整施加在两个导链上的力的大小，从而调整搬运小车内外两侧的前进速度使得发电机组模块前进转角与轨道转角接近，同时当搬运小车的速度超过转弯速度上限值V’时，则降低搬运小车的前进速度。

Claims (1)

1.基于三维虚拟轨迹规划的发电机搬运与防碰撞方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)在常用发电机组模块的底面所在的长方形四个顶点处各安装1个位移传感器与1个速度传感器，并且在发电机组模块滑移起点和滑移终点位置间架设滑移轨道，所述的滑移轨道由直线轨道段和弯道轨道段相结合构成，当搬运小车运行在直线轨道段时，在搬运小车当前前进方向的两个位移传感器的每一个的正前方分别安装一个目标物以通过传感器反射回的信号显示当前设备所处位置；
(2)在滑移轨道上安放搬运小车，并在搬运小车所在长方形平面的四个顶点位置处安装导链牵引装置；
(3)将发电机组模块放置在搬运小车上，并将其与搬运小车间进行连接，从而保证设备与搬运小车能同步沿轨道方向运动；
(4)拉动前进牵引方向侧的两个导链使得搬运小车沿滑移轨道向前运动，当搬运小车在直线轨道段前进滑移时，进行以下控制：(a)与发电机组模块前进速度方向所对应的位移传感器及速度传感器进行数据采集并传输给计算机，位移传感器用于记录当前位置与目标物之间的距离信息，速度传感器用于记录设备滑移速度；(b)计算机将两位移传感器输出的距离数值相减得到两者的差值，然后将所述的差值与设定值比较以判断当前发电机组模块前进方向是否偏离轨道中心线所在位置，同时所述的计算机将读取的速度传感器输出的速度数值与设定的速度上限值比较；(c)若发电机组模块前进方向偏离轨道中心线所在位置，则调整施加在两个导链上的力的大小，使得搬运小车前进方向左右两侧的位移测量值趋于一致，同时当搬运小车的速度超过速度上限值，则降低搬运小车的前进速度；
当搬运小车在弯道轨道段前进滑移时，进行以下控制：(a)与发电机组模块前进速度方向所对应的位移传感器及速度传感器进行数据采集并传输给计算机；(b)计算机判断是否式中L1为发电机组模块外侧滑移距离，L2为发电机组模块内侧滑移距离，D为发电机组模块宽度，为轨道转过的角度，A为设定的发电机组模块对应轨道的内侧和外侧的两个滑移距离最大允许偏差值，同时所述的计算机将读取的速度传感器输出的速度数值与设定的转弯速度上限值比较；(c)若发电机组模块前进方向不满足转角要求，则调整施加在两个导链上的力的大小，从而调整搬运小车内外两侧的前进速度使得发电机组模块前进转角与轨道转角接近，同时当搬运小车的速度超过转弯速度上限值时，则降低搬运小车的前进速度。
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