【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于箱梁吊装施工
，涉及一种箱梁位姿调整方法，尤其涉及一种基于空间坐标变换的箱梁位姿调整方法。
技术介绍
在箱梁吊装施工过程中，箱梁很难一次到达设计位置。一般采用三向液压千斤顶对箱梁的位姿进行调节，以使箱梁从初始位置移动到设计位置。箱梁的四点顶升施工中三向千斤顶油缸顶位效果图如图1所示。目前在工程中常采用的人工调节的方法，费时费力，有时甚至严重耽误工程的进度。目前基于PLC的液压同步顶升技术实现了各液压千斤顶平移的同步性([文献1])，但并没有实现各液压千斤顶的各向异步调节，不能实现对箱梁位姿调节。[文献1]侯昭光,赵洲清,王万平.基于PLC控制的液压同步桥梁顶升系统[J].筑路机械与施工机械化,2011,28(6):28-31.[文献2]蔡自兴.机器人学[M].北京：清华大学出版社，2009:18-25[文献3]董亚辉.桥梁顶升技术研究现状与应用前景[J].筑路机械与施工机械化，2011，28(6):21-27.[文献4]张安荣.四点支撑物体水平调节的讨论[J].火控雷达技术,1995,24(1):42-46.[文献5]John J.Craig.机器人学导论[M].北京：机械工业出版社，2006:14-29[文献6]王岩,郝颖明.空间向量法求解坐标变换[J].沈阳工业学院学报，1999，18(1):29-32.[文献7]张卡,张道俊,盛业华,等.三维坐标转换的两种方法及其比较研究[J].数学的实践与认识，2008，38(23):121-128.
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术采用基于空间坐标变换([文献2])的思想，研究箱梁...
【技术保护点】
一种基于空间坐标变换的箱梁位姿调整方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：选取测量点；箱梁采用四点顶升，选取其中三个顶来进行计算，将通过4个测量点和4个千斤顶的顶点所构成的多面体假想为一个刚体；步骤2：建立坐标系；在箱梁初始位置选取其上的3个测量点设为A10、A20、A30，相应的3个三向顶的顶点设为B10、B20、B30；在设计位置时测量点分别设为A11、A21、A31，3个三向顶的顶点分别设为B11、B21、B31；调节三向顶使箱梁从初始位置ΔA10A20A30运动到设计位置ΔA11A21A31即实现箱梁的正确定位；步骤3：变换矩阵计算；通过动坐标系A10‑X0Y0Z0与A11‑X1Y1Z1以及大地坐标系O‑XYZ与动坐标系A10‑X0Y0Z0之间的坐标变换关系，使得设计位置处三向顶的顶点在坐标系A11‑X1Y1Z1下的描述转换为大地坐标系O‑XYZ下的描述；步骤4：计算三向顶调节量；步骤5：通过调节箱梁下的三向顶，使箱梁上的坐标系A10‑X0Y0Z0与A11‑X1Y1Z1重合，即完成箱梁从初始位置到设计位置调节。
【技术特征摘要】
1.一种基于空间坐标变换的箱梁位姿调整方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：选取测量点；箱梁采用四点顶升，选取其中三个顶来进行计算，将通过4个测量点和4个千斤顶的顶点所构成的多面体假想为一个刚体；步骤2：建立坐标系；在箱梁初始位置选取其上的3个测量点设为A10、A20、A30，相应的3个三向顶的顶点设为B10、B20、B30；在设计位置时测量点分别设为A11、A21、A31，3个三向顶的顶点分别设为B11、B21、B31；调节三向顶使箱梁从初始位置ΔA10A20A30运动到设计位置ΔA11A21A31即实现箱梁的正确定位；步骤3：变换矩阵计算；通过动坐标系A10-X0Y0Z0与A11-X1Y1Z1以及大地坐标系O-XYZ与动坐标系A10-X0Y0Z0之间的坐标变换关系，使得设计位置处三向顶的顶点在坐标系A11-X1Y1Z1下的描述转换为大地坐标系O-XYZ下的描述；步骤4：计算三向顶调节量；步骤5：通过调节箱梁下的三向顶，使箱梁上的坐标系A10-X0Y0Z0与A11-X1Y1Z1重合，即完成箱梁从初始位置到设计位置调节。2.根据权利要求1所述的基于空间坐标变换的箱梁位姿调整方法，其特征在于：步骤2中，在A10点处建立一个动坐标系A10-X0Y0Z0，X0轴取为向量方向，Z0轴取为的方向，基于右手规则确定Y0轴；同理，在A11点处也建立一个三维坐标系A11-X1Y1Z1，X1轴取为向量方向，Z1轴取为的方向，基于右手规则确定Y1轴。3.根据权利要求2所述的基于空间坐标变换的箱梁位姿调整方法，其特征在于：步骤3中，设计位置坐标系A11-X1Y1Z1的Z1轴、Y1轴、Z1轴的方向向量在初始位置动坐标系A10-X0Y0Z0下的方向余弦分别设为(n1，n2，n3)、(o1，o2，o3)、(a1,a2,a3)，点A11在动坐标系A10-X0Y0Z0下的坐标设为(px1，py1，pz1)；其中初始位置动坐标系A10-X0Y0Z0的方向向量分别为则：动坐标系A10-X0Y0Z0经过空间坐标变换能与坐标系A11-X1Y1Z1重合，记A11-X1Y1Z1相对于A10-X0Y0Z0的变换矩阵为： T 1 = n 1 o 1 a 1 p x 1 n 2 o 2 a 2 p y 1 n 3 o 3 a 3 p z 1 0 0 0 1 ; ]]>在初始位置，三向顶的顶点B10、B20、B30在动坐标系A10-X0Y0Z0下的坐标分别设为则：设动坐标系A10-X0Y0Z0相对于大地坐标系O-XYZ的变换矩阵为： T 2 = n 10 o 10 a 10 p x 10 n 20 o 20 a 20 p y 10 n 30 o 30 a 30 p z 10 0 0 0 1 , ]]>则： n 10 = a 0 → · ( 1 , 0 , 0 ) 1 · | a 0 → | , n 20 = a 0 → · ( 0 , 1 , 0 ) 1 · | a 0 → | , n 30 = a 0 → · ( 0 , 0 , 1 ) 1 · | a 0 → | ; ]]> o 10 = b 0 → · ( 1 , 0 , 0 ) 1 · | b 0 → | , o 20 = b 0 → · ( 0 , 1 , 0 ) 1 · | b 0 → | , o 30 = b 0 → · ( 0 , 0 , 1 ) 1 · | b 0 → | ; ]]> a 10 = c 0 → · ( 1 , 0 , 0 ) 1 · | c 0 → | , a 20 = c 0 → · ( 0 , 1 , 0...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨光友，占涛，刘文生，郑拓，马志艳，刘虎，祝传蜜，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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