十二杆张拉整体结构动态分析及路径规划研究

摘要

张拉整体因其区别于传统结构的特点在土木和可动结构领域有广泛的发展前景，目前学者对于多步态或更复杂的球形张拉整体研究较少，且一些传统路径规划方法不适用于多面体张拉整体结构.因此，本文采用几何方法找寻了一种多步态的十二杆球形张拉整体结构(Snub-12)的合理构型，并用找形方法进行了验证.定义并分析了Snub-12的多种基本步态和各步态形成的理论路径空间，并将其与单步态的6杆球形张拉整体结构(TR-6)进行对比，明确了两种结构运动的特点和区别.对快速搜索随机树算法进行改进并利用其产生引导路径，结合Snub-12步态组合的情况，生成适合不同场景的合理运动路径，最后通过仿真分析验证了方法的可行性和有效性.分析结果表明：同等条件下，不论是路径空间中盲区占比还是独立滚动步态的翻滚步长，Snub-12均优于TR-6,更适宜开展长距离运动.基于引导策略的路径规划方法可以解决多步态张拉整体结构的路径规划问题，这丰富了球形张拉整体结构的运动理论，可以为该类球形张拉整体可动结构的实际应用提供了理论支撑.

关键词

张拉整体 / 多步态 / 引导策略 / 步态组合 / 路径规划