本發(fā)明屬于塔機(jī)安全控制領(lǐng)域，涉及一種塔機(jī)群主動(dòng)安全作業(yè)方法。

背景技術(shù)：
塔機(jī)是現(xiàn)代工程建設(shè)中應(yīng)用最普遍的工程機(jī)械之一，為了加快施工進(jìn)度，消除吊運(yùn)盲區(qū)，塔機(jī)的布設(shè)密度越來(lái)越大，這大大增加了作業(yè)過(guò)程中塔機(jī)間發(fā)生碰撞的可能性。目前市場(chǎng)出現(xiàn)了一些塔機(jī)間防撞產(chǎn)品：如法國(guó)SMIE公司的AC30系統(tǒng)，韓國(guó)WECON公司的ATC-10系統(tǒng)、新加坡E-Build公司的TAC3000系統(tǒng)、成都新泰起重安全系統(tǒng)有限公司的CXT/800塔機(jī)群防互撞系統(tǒng)、西安智敏測(cè)控公司的ZM-ACS30塔吊群交叉作業(yè)防護(hù)智能測(cè)控系統(tǒng)。這些防碰系統(tǒng)大都是在預(yù)測(cè)到塔機(jī)間有可能發(fā)生碰撞時(shí)，其中一臺(tái)或多臺(tái)塔機(jī)在交迭區(qū)外停機(jī)等待，或反向回轉(zhuǎn)退出交迭作業(yè)區(qū)，直至另一臺(tái)塔機(jī)駛離后，再重新通過(guò)交迭區(qū)，這就大大降低了塔機(jī)群的作業(yè)效率，增加了能耗，也加大了塔機(jī)駕駛員的操作難度，而且也會(huì)導(dǎo)致塔機(jī)的各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)切換頻繁，沖擊加劇，影響塔機(jī)的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決塔機(jī)群作業(yè)時(shí)不能主動(dòng)規(guī)避、作業(yè)效率低、且對(duì)塔機(jī)沖擊大的問(wèn)題，本發(fā)明公布一種塔機(jī)群主動(dòng)安全作業(yè)方法，該方法按以下步驟實(shí)施：步驟1、根據(jù)塔機(jī)群作業(yè)特點(diǎn)，設(shè)定塔機(jī)群安全通過(guò)交迭區(qū)的條件；所述步驟1包括：當(dāng)塔機(jī)T1即將進(jìn)入交迭區(qū)時(shí)，及時(shí)判斷交迭區(qū)內(nèi)是否存在其它塔機(jī)，若存在其它塔機(jī)，則比較它們的塔身高度、塔臂回轉(zhuǎn)方向及駛出交迭區(qū)的時(shí)間；若等高且回轉(zhuǎn)方向相同，則塔機(jī)T1在交迭區(qū)外停機(jī)等待，直至交迭區(qū)塔機(jī)駛出交迭區(qū)；若等高但回轉(zhuǎn)方向不同，則比較兩塔機(jī)駛出交迭區(qū)的時(shí)間，若塔機(jī)T1駛出交迭區(qū)的時(shí)間大于交迭區(qū)塔機(jī)駛出交迭區(qū)的時(shí)間，則兩塔機(jī)保持原狀態(tài)安全運(yùn)行，反之，則塔機(jī)T1減速回轉(zhuǎn)，與前方塔機(jī)保持安全距離；若非等高且高位塔機(jī)塔臂和低位塔機(jī)拉桿互相干涉，其安全通過(guò)塔臂與拉桿交迭區(qū)的條件與等高塔機(jī)安全通過(guò)塔臂與塔臂交迭區(qū)的條件相同；若非等高且回轉(zhuǎn)方向相同，則比較高位塔機(jī)的最小變幅lmin.h、變幅制動(dòng)距離lbr.h、低位塔機(jī)的塔臂長(zhǎng)度R1三者之和是否小于兩塔機(jī)的中心距離d，若lmin.h+lbr.h+R1＜d，則高位塔機(jī)向內(nèi)變幅lc.h，使lc.h+lbr.h+R1＜d，即高位塔機(jī)吊繩不再和低位塔機(jī)發(fā)生干涉；若lmin.h+lbr.h+R1≥d，則塔機(jī)T1在交迭區(qū)外停機(jī)等待，直至交迭區(qū)塔機(jī)駛出交迭區(qū)；若非等高但回轉(zhuǎn)方向不同，則比較兩塔機(jī)駛出交迭區(qū)的時(shí)間，若塔機(jī)T1駛出交迭區(qū)的時(shí)間t1大于交迭區(qū)塔機(jī)駛出交迭區(qū)的時(shí)間t2，則兩塔機(jī)保持原狀態(tài)運(yùn)行，不會(huì)發(fā)生碰撞；若t1≤t2，則比較高位塔機(jī)的最小變幅lmin.h、變幅制動(dòng)距離lbr.h、低位塔機(jī)的塔臂長(zhǎng)度R1三者之和是否小于兩塔機(jī)的中心距離d，若lmin.h+lbr.h+R.1＜d，則高位塔機(jī)向內(nèi)變幅lc.h，使lc.h+lbr.h+R1＜d，即高位塔機(jī)吊繩不再和低位塔機(jī)發(fā)生干涉；若lmin.h+lbr.h+R1≥d，塔機(jī)T1減速回轉(zhuǎn)，與前方塔機(jī)保持安全距離；動(dòng)臂塔機(jī)能通過(guò)改變動(dòng)臂仰角來(lái)防止動(dòng)臂塔機(jī)間、動(dòng)臂塔機(jī)與其它塔機(jī)間相碰撞，與非等高塔機(jī)通過(guò)小車變幅來(lái)防止低位塔機(jī)和高位塔機(jī)吊繩相碰撞一樣，均是通過(guò)改變吊繩的回轉(zhuǎn)半徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此可按非等高塔機(jī)安全通過(guò)交迭區(qū)的要求，來(lái)設(shè)定動(dòng)臂塔機(jī)的安全作業(yè)條件；步驟2、以塔機(jī)安全通過(guò)交迭區(qū)為約束條件，建立塔機(jī)群主動(dòng)安全作業(yè)的斥力勢(shì)場(chǎng)模型和引力勢(shì)場(chǎng)模型；所述步驟2包括：對(duì)等高塔機(jī)，為防止兩塔機(jī)塔臂端點(diǎn)相碰撞，將斥力場(chǎng)設(shè)置在塔機(jī)塔臂端點(diǎn)處，以等高塔機(jī)安全通過(guò)交迭區(qū)為約束條件，建立等高塔機(jī)塔臂間的斥力勢(shì)場(chǎng)模型；對(duì)非等高塔機(jī)，為防止高位塔機(jī)塔臂和低位塔機(jī)拉桿相碰撞，將斥力場(chǎng)設(shè)置在高位塔機(jī)塔臂端點(diǎn)處，以低位塔機(jī)拉桿與高位塔機(jī)塔臂安全通過(guò)交迭區(qū)為約束條件，建立低位塔機(jī)拉桿與高位塔機(jī)塔臂的斥力勢(shì)場(chǎng)模型；對(duì)非等高塔機(jī)，為防止低位塔機(jī)塔臂和高位塔機(jī)吊繩相碰撞，將斥力場(chǎng)設(shè)置在低位塔機(jī)塔臂的端點(diǎn)處，以低位塔機(jī)塔臂和高位塔機(jī)吊繩安全通過(guò)交迭區(qū)為約束條件，建立低位塔機(jī)塔臂和高位塔機(jī)吊繩間的斥力勢(shì)場(chǎng)模型；對(duì)動(dòng)臂塔機(jī)，為防止動(dòng)臂和其它塔機(jī)塔臂或吊繩相碰撞，將斥力場(chǎng)設(shè)置在動(dòng)臂端點(diǎn)處，以動(dòng)臂塔機(jī)安全通過(guò)交迭區(qū)為約束條件，建立動(dòng)臂塔機(jī)間、動(dòng)臂塔機(jī)和其它塔機(jī)間的斥力勢(shì)場(chǎng)模型；在塔機(jī)運(yùn)行目標(biāo)點(diǎn)處設(shè)置相對(duì)位置引力勢(shì)場(chǎng)，引力作用在塔機(jī)吊鉤處，方向?yàn)樗C(jī)吊鉤指向目標(biāo)點(diǎn)；步驟3、求塔機(jī)主動(dòng)安全作業(yè)斥力勢(shì)場(chǎng)和引力勢(shì)場(chǎng)模型的負(fù)梯度，得出塔機(jī)的勢(shì)場(chǎng)引力和勢(shì)場(chǎng)斥力，將塔機(jī)的勢(shì)場(chǎng)引力按照塔機(jī)的變幅、回轉(zhuǎn)、起升三個(gè)運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行分解，得出塔機(jī)的變幅、回轉(zhuǎn)、起升引力；再將塔機(jī)的所有勢(shì)場(chǎng)斥力按照變幅、回轉(zhuǎn)、起升三個(gè)運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行分解，得出塔機(jī)的變幅、回轉(zhuǎn)、起升斥力；分別求引力和所有斥力在變幅、回轉(zhuǎn)、起升方向上的合力，如果在某運(yùn)動(dòng)方向上求得的合力為正，所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)向正方向運(yùn)動(dòng)，如果在某運(yùn)動(dòng)方向上求得的合力為負(fù)，所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)塔機(jī)的主動(dòng)安全作業(yè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是，塔機(jī)群主動(dòng)安全作業(yè)方法依靠塔機(jī)間的相對(duì)位置變化改變勢(shì)場(chǎng)斥力和勢(shì)場(chǎng)引力，從而改變塔機(jī)的起升、變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向，塔機(jī)就可以根據(jù)其在交迭區(qū)的位置進(jìn)行主動(dòng)避讓，并準(zhǔn)確將吊重送到終點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)塔機(jī)主動(dòng)安全作業(yè)。附圖說(shuō)明圖1為塔機(jī)群主動(dòng)安全作業(yè)方法流程圖；圖2為塔機(jī)群安全通過(guò)交迭區(qū)的作業(yè)流程圖；圖3為中心距離較近時(shí)兩塔機(jī)的交迭區(qū)域；圖4為中心距離較遠(yuǎn)時(shí)兩塔機(jī)的交迭區(qū)域；圖5為低位塔機(jī)拉桿與高位塔機(jī)塔臂的干涉示意圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。應(yīng)該說(shuō)明，這些描述只是示例性的，且省略了對(duì)公知技術(shù)的描述，但并非要限制本發(fā)明的范圍。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參照?qǐng)D1，本發(fā)明的塔機(jī)群主動(dòng)安全作業(yè)方法，具體包括如下幾個(gè)步驟：步驟1、根據(jù)塔機(jī)群作業(yè)特點(diǎn)，設(shè)定塔機(jī)群安全通過(guò)交迭區(qū)的條件；交迭區(qū)是在塔機(jī)群的作業(yè)范圍內(nèi)，彼此交叉的區(qū)域。根據(jù)塔機(jī)結(jié)構(gòu)及塔機(jī)群作業(yè)特點(diǎn)，要保障等高塔機(jī)安全通過(guò)交迭區(qū)，需防止兩塔機(jī)的起重臂之間、平衡臂與起重臂之間發(fā)生碰撞；要保障非等高塔機(jī)安全通過(guò)交迭區(qū)，需防止低位塔機(jī)塔臂(含起重臂和平衡臂)與高位塔機(jī)吊繩(含吊重)發(fā)生碰撞、高位塔機(jī)塔臂和低位塔機(jī)拉桿發(fā)生碰撞、動(dòng)臂塔機(jī)與其它塔機(jī)發(fā)生碰撞。據(jù)此，設(shè)定如圖2所示的塔機(jī)安全通過(guò)交迭區(qū)的作業(yè)流程，具體如下：當(dāng)塔機(jī)T1即將進(jìn)入交迭區(qū)時(shí)，及時(shí)判斷交迭區(qū)內(nèi)是否存在其它塔機(jī)，若存在其它塔機(jī)，則比較它們的塔身高度、塔臂回轉(zhuǎn)方向及駛出交迭區(qū)的時(shí)間；若等高且回轉(zhuǎn)方向相同，則塔機(jī)T1在交迭區(qū)外停機(jī)等待，直至交迭區(qū)塔機(jī)駛出交迭區(qū)；若等高但回轉(zhuǎn)方向不同，則比較兩塔機(jī)駛出交迭區(qū)的時(shí)間，若塔機(jī)T1駛出交迭區(qū)的時(shí)間大于交迭區(qū)塔機(jī)駛出交迭區(qū)的時(shí)間，則兩塔機(jī)保持原狀態(tài)安全運(yùn)行，反之，則塔機(jī)T1減速回轉(zhuǎn)，與前方塔機(jī)保持安全距離；若不等高且高位塔機(jī)塔臂和低位塔機(jī)拉桿互相干涉，其安全通過(guò)塔臂與拉桿交迭區(qū)的條件與等高塔機(jī)安全通過(guò)塔臂與塔臂交迭區(qū)的條件相同；若非等高且回轉(zhuǎn)方向相同，則比較高位塔機(jī)的最小變幅lmin.h、變幅制動(dòng)距離lbr.h、低位塔機(jī)的塔臂長(zhǎng)度R1三者之和是否小于兩塔機(jī)中心在水平面內(nèi)投影點(diǎn)間的距離d，若lmin.h+lbr.h+R1＜d，則高位塔機(jī)向內(nèi)變幅lc.h，使lc.h+lbr.h+R1＜d，即高位塔機(jī)吊繩不再和低位塔機(jī)發(fā)生干涉；若lmin.h+lbr.h+R1≥d，則塔機(jī)T1在交迭區(qū)外停機(jī)等待，直至交迭區(qū)塔機(jī)駛出交迭區(qū)；若非等高但回轉(zhuǎn)方向不同，則比較兩塔機(jī)駛出交迭區(qū)的時(shí)間，若塔機(jī)T1駛出交迭區(qū)的時(shí)間t1大于交迭區(qū)塔機(jī)駛出交迭區(qū)的時(shí)間t2，則兩塔機(jī)保持原狀態(tài)運(yùn)行，不會(huì)發(fā)生碰撞；若t1≤t2，則比較高位塔機(jī)的最小變幅lmin.h、變幅制動(dòng)距離lbr.h、低位塔機(jī)的塔臂長(zhǎng)度R1三者之和是否小于兩塔機(jī)中心在水平面內(nèi)投影點(diǎn)間的距離d，若lmin.h+lbr.h+R1＜d，則高位塔機(jī)向內(nèi)變幅lc.h，使lc.h+lbr.h+R1＜d，即高位塔機(jī)吊繩不再和低位塔機(jī)發(fā)生干涉；若lmin.h+lbr.h+R1≥d，塔機(jī)T1減速回轉(zhuǎn)，與前方塔機(jī)保持安全距離；動(dòng)臂塔機(jī)能通過(guò)改變動(dòng)臂仰角來(lái)防止動(dòng)臂塔機(jī)間、動(dòng)臂塔機(jī)與其它塔機(jī)相碰撞，與非等高塔機(jī)通過(guò)小車變幅來(lái)防止低位塔機(jī)和高位塔機(jī)吊繩相碰撞一樣，均是通過(guò)改變吊繩的回轉(zhuǎn)半徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此可按非等高塔機(jī)安全通過(guò)交迭區(qū)的要求，來(lái)設(shè)定動(dòng)臂塔機(jī)的安全作業(yè)條件；所述交迭區(qū)的準(zhǔn)確確定是塔機(jī)群安全通過(guò)交迭區(qū)的前提，具體過(guò)程如下：塔機(jī)的作業(yè)范圍是以塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心為圓心、塔臂為半徑的一個(gè)圓，所以交迭區(qū)可以用兩圓在水平面內(nèi)投影的交集來(lái)表示。以塔機(jī)T1的回轉(zhuǎn)中心O1為坐標(biāo)原點(diǎn)，以正西方向?yàn)閄軸正向，正北方向?yàn)閅軸正向，豎直向下為Z軸正向，建立柱坐標(biāo)系。以塔機(jī)起重臂在正西方向的回轉(zhuǎn)角為基準(zhǔn)零度。并規(guī)定：在塔機(jī)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，塔機(jī)塔臂順時(shí)針回轉(zhuǎn)速度為負(fù)，逆時(shí)針回轉(zhuǎn)速度為正；塔機(jī)小車向內(nèi)變幅速度為負(fù)，向外變幅速度為正；塔機(jī)吊鉤向下運(yùn)動(dòng)速度為負(fù)，向上運(yùn)動(dòng)速度為正。當(dāng)R12+R22≤|O1O2|2時(shí)，兩塔機(jī)的圓形作業(yè)區(qū)域在XY平面內(nèi)投影的交點(diǎn)如圖3所示，圖中P1、P2為兩圓的交點(diǎn)，O1、O2分別為兩交迭塔機(jī)T1、T2回轉(zhuǎn)中心在XY平面內(nèi)的投影點(diǎn)，其坐標(biāo)分別為(x1，y1)，(x2，y2)。塔機(jī)T1和塔機(jī)T2回轉(zhuǎn)中心在xy平面內(nèi)投影點(diǎn)間的距離為：兩塔機(jī)中心連線與X軸正向的夾角α為：將兩塔機(jī)T1、T2交迭區(qū)所對(duì)應(yīng)的圓心角的一半分別記為α1、α2，則當(dāng)R12+R22＞|O1O2|2時(shí)，此時(shí)兩塔機(jī)的交迭區(qū)為如圖4所示的陰影部分，圖中線段O1P1切圓O2于P1點(diǎn)，則α1＝arcsin(R2/d)(4)α2＝arcsin(R1/d)(5)為了使塔機(jī)不因慣性作用和其它塔機(jī)碰撞，在塔機(jī)進(jìn)入交迭區(qū)前，需考慮其慣性制動(dòng)距離，及塔機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)制動(dòng)后因慣性作用而滑行的距離。將塔機(jī)的變幅制動(dòng)距離lb、回轉(zhuǎn)制動(dòng)角度θb、起升制動(dòng)距離hb擴(kuò)展到交迭區(qū)中，形成塔機(jī)的新交迭區(qū)。因此，當(dāng)塔機(jī)逆時(shí)針回轉(zhuǎn)時(shí)，塔機(jī)T1的新交迭區(qū)P1(lT1，θT1，hT1)可表示為：塔機(jī)T2的新交迭區(qū)P2(lT2，θ2，h2)可表示為：式中，lmin、lmax、lT分別表示塔機(jī)的最大、最小及當(dāng)前變幅，lb、θb、hb分別表示塔機(jī)的變幅制動(dòng)距離、回轉(zhuǎn)制動(dòng)角度、起升制動(dòng)距離，可根據(jù)動(dòng)能定理求得，hmax、hT分別表示塔身高度及吊鉤的當(dāng)前起升高度。當(dāng)塔機(jī)順時(shí)針回轉(zhuǎn)時(shí)，塔機(jī)T1的交迭區(qū)PT1(lT1，θT1，hT1)可表示為：塔機(jī)T2的交迭區(qū)PT2(lT2，θT2，hT2)可表示為：若式(2)～(5)中R1、R2分別表示塔機(jī)T1、T2的平衡臂長(zhǎng)度，意味著兩塔機(jī)的平衡臂存在交迭，依據(jù)上述步驟可求出兩平衡臂的交迭區(qū)；若R1表示塔機(jī)T1的起重臂長(zhǎng)度、R2表示塔機(jī)T2的平衡臂長(zhǎng)度，意味著T1的起重臂和T2的平衡臂存在交迭，依據(jù)上述步驟可求出T1的起重臂和T2的平衡臂的交迭區(qū)；若R1表示塔機(jī)T1的平衡臂長(zhǎng)度、R2表示塔機(jī)T2的起重臂長(zhǎng)度，意味著塔機(jī)T1的平衡臂和塔機(jī)T2的起重臂存在交迭，依據(jù)上述步驟可求出T1的平衡臂和T2的起重臂的交迭區(qū)。塔機(jī)安裝好后，其運(yùn)行區(qū)域的屬性也就確定了。將各區(qū)域所對(duì)應(yīng)的臨界角保存在塔機(jī)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，將其和塔機(jī)的實(shí)時(shí)回轉(zhuǎn)角進(jìn)行對(duì)比，就可確定各塔臂所在區(qū)域，進(jìn)而進(jìn)行安全作業(yè)決策。若高位塔機(jī)的起重臂和低位塔機(jī)拉桿發(fā)生干涉，則干涉點(diǎn)為低位塔機(jī)拉桿上與高位塔機(jī)塔臂等高的點(diǎn)，由圖5可求出此點(diǎn)的回轉(zhuǎn)半徑Rds1＝(hts1+htj1-htsh)×Rcq1/htj1，因此將式(2)～(5)中R1或R2用Rds1來(lái)代替，即可求得高位塔機(jī)塔臂和低位塔機(jī)拉桿的交迭區(qū)。圖5中，hts1、htj1、Rcq1分別為低位塔機(jī)的塔身高度、塔尖高度、起重臂的回轉(zhuǎn)半徑，htsh為高位塔機(jī)的塔身高度。若在交迭作業(yè)區(qū)域內(nèi)存在動(dòng)臂塔機(jī)，其起重臂仰角的改變會(huì)引起起重臂回轉(zhuǎn)半徑的變化，其回轉(zhuǎn)半徑等于起重臂長(zhǎng)度l與塔臂仰角β余弦的乘積，即R＝l×cosβ，因此將式(2)～(5)中R1或R2用R來(lái)代替，即可求得動(dòng)臂塔機(jī)和其它塔機(jī)的交迭區(qū)。步驟2、以塔機(jī)安全通過(guò)交迭區(qū)為約束條件，建立塔機(jī)群主動(dòng)安全作業(yè)的勢(shì)場(chǎng)模型，其中包括：目標(biāo)點(diǎn)對(duì)塔機(jī)吊鉤的引力勢(shì)場(chǎng)模型、等高塔機(jī)塔臂(包括起重臂和平衡臂)之間的斥力勢(shì)場(chǎng)模型、高位塔機(jī)塔臂和低位塔機(jī)拉桿的斥力勢(shì)場(chǎng)模型、低位塔機(jī)塔臂與高位塔機(jī)吊鉤之間的斥力勢(shì)場(chǎng)模型、動(dòng)臂塔機(jī)間的斥力勢(shì)場(chǎng)模型、動(dòng)臂塔機(jī)與其它塔機(jī)間的斥力勢(shì)場(chǎng)模型。對(duì)等高塔機(jī)，為防止兩塔機(jī)塔臂端點(diǎn)相碰撞，將斥力場(chǎng)設(shè)置在塔機(jī)塔臂端點(diǎn)處，以等高塔機(jī)安全通過(guò)交迭區(qū)為約束條件，因而等高塔機(jī)間的斥力勢(shì)場(chǎng)模型為：目標(biāo)點(diǎn)對(duì)塔機(jī)吊鉤的引力勢(shì)場(chǎng)模型為：式中：X、Xo、Xg分別為塔機(jī)T1的吊鉤坐標(biāo)、干涉塔機(jī)T2的塔臂端點(diǎn)坐標(biāo)及目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)，ε為塔機(jī)回轉(zhuǎn)安全裕度，根據(jù)塔機(jī)型號(hào)確定，優(yōu)選為3°～5°，P1、P2分別為塔機(jī)T1交迭區(qū)與干涉塔機(jī)T2的交迭區(qū)，θ1、θ2分別為塔機(jī)T1與干涉塔機(jī)T2的實(shí)時(shí)回轉(zhuǎn)角，ω1、ω2分別為塔機(jī)T1與干涉塔機(jī)T2的回轉(zhuǎn)角速度，t1、t2分別為塔機(jī)T1與干涉塔機(jī)T2駛過(guò)交迭區(qū)的時(shí)間，t1、t2的表達(dá)式分別為：為防止高位塔機(jī)塔臂和低位塔機(jī)拉桿相碰撞，將斥力場(chǎng)設(shè)置在高位塔機(jī)塔臂的端點(diǎn)處，該斥力場(chǎng)只對(duì)低位塔機(jī)拉桿上與高位塔機(jī)塔臂等高的點(diǎn)起作用，使得低位塔機(jī)塔臂與高位塔機(jī)拉桿不會(huì)相碰撞，因此高位塔機(jī)塔臂和低位塔機(jī)拉桿采用的約束型勢(shì)場(chǎng)模型與等高塔機(jī)采用的約束型勢(shì)場(chǎng)相同。對(duì)非等高塔機(jī)，為防止低位塔機(jī)塔臂T1和高位塔機(jī)T2吊繩相碰撞，將斥力場(chǎng)設(shè)置在低位塔機(jī)塔臂端點(diǎn)處，以非等高塔機(jī)安全通過(guò)交迭區(qū)為約束條件，因而低位塔機(jī)塔臂與高位塔機(jī)吊繩間的斥力勢(shì)場(chǎng)模型為：目標(biāo)點(diǎn)對(duì)塔機(jī)吊鉤的引力勢(shì)場(chǎng)模型為：式中：lbf.h為高位塔機(jī)的向內(nèi)變幅幅度，R1為低位塔機(jī)的塔臂長(zhǎng)度，當(dāng)hmax.1＞hmax.2時(shí)，塔機(jī)T1為高位塔機(jī)，lbf.h＝lbf.1，lbr.h＝lbr.1，R1＝lq.2；否則lbf.h＝lbf.2，lbr.h＝lbr.2，R1＝lq.1，lq.1、Lq.2分別為塔機(jī)T1、T2的起重臂長(zhǎng)度。通過(guò)小車變幅來(lái)防止非等高塔機(jī)之間的碰撞，是通過(guò)改變吊繩的回轉(zhuǎn)半徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的，改變動(dòng)臂塔機(jī)仰角也能改變吊繩的回轉(zhuǎn)半徑，因此可采取與非等高塔機(jī)相同的約束型斥力勢(shì)場(chǎng)模型，來(lái)進(jìn)行動(dòng)臂塔機(jī)間、動(dòng)臂塔機(jī)與其它塔機(jī)間的安全作業(yè)決策。步驟3、求塔機(jī)主動(dòng)安全作業(yè)斥力勢(shì)場(chǎng)和引力勢(shì)場(chǎng)模型的負(fù)梯度，得出塔機(jī)的勢(shì)場(chǎng)引力和勢(shì)場(chǎng)斥力，將塔機(jī)的勢(shì)場(chǎng)引力按照塔機(jī)的變幅、回轉(zhuǎn)、起升三個(gè)運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行分解，得出塔機(jī)的變幅、回轉(zhuǎn)、起升引力；再將塔機(jī)的所有勢(shì)場(chǎng)斥力按照變幅、回轉(zhuǎn)、起升三個(gè)運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行分解，得出塔機(jī)的變幅、回轉(zhuǎn)、起升斥力；分別求引力和所有斥力在變幅、回轉(zhuǎn)、起升方向上的合力，如果在某運(yùn)動(dòng)方向上求得的合力為正，所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)向正方向運(yùn)動(dòng)，如果在某運(yùn)動(dòng)方向上求得的合力為負(fù)，所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。塔機(jī)所受勢(shì)場(chǎng)斥力和勢(shì)場(chǎng)引力的合力決定了塔機(jī)起升、變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向，而勢(shì)場(chǎng)斥力和勢(shì)場(chǎng)引力又取決于塔機(jī)間的相對(duì)位置。因此，塔機(jī)間的相對(duì)位置變化，就會(huì)使其勢(shì)場(chǎng)力變化，從而改變塔機(jī)的起升、變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向，塔機(jī)就可以根據(jù)其在交迭區(qū)的位置進(jìn)行主動(dòng)避讓，并準(zhǔn)確將吊重送到終點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)塔機(jī)主動(dòng)安全作業(yè)，還可避免塔機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方向不明確而進(jìn)行的頻繁切換，提高作業(yè)效率。如上所述，結(jié)合附圖和實(shí)施例所給出的方案內(nèi)容，可以衍生出類似的技術(shù)方案。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。