桥式起重机实现在危险环境的无人化、自动化运行,对保障车间工人生命安全,提高生产率具有重要意义。本文根据桥式起重机运行的特点,结合机器人系统设计技术,设计了桥式起重机自动运行系统。为了实现其高效、节能、安全地自动运行,提出了空间分层路径规划方法。不同于以往的以路径最短为优化目标的路径规划方法,本文所提出的方法以吊运时间、驱动机构的有效能和可表征碰撞风险的避障拐点数为评价标准来优选最佳吊运路线。为桥式起重机实现自动化、节能化、高效化运行提出了可行的方法。首先,分析了桥式起重机的基本组成,设计了桥式起重机自动运行系统的基本结构,确定了桥式起重机主控制器的硬件设计方案。分析了桥式起重机自动运行系统软件的功能,确定了桥式式起重机自动运行系统软件的结构和流程。搭建了桥式起重机实验室模型,对其硬件部分和软件部分进行了阐述。然后,提出了空间分层路径规划方法来完成桥式起重机吊运的路径规划。在每层空间采用栅格法划分地图,以蚁群算法来搜索出本层优化路径。再以时间、有效能和避障拐点数为评价标准优选出最佳路径。以车间模型为例,进行路径规划分析,计算各层优化路径的吊运时间、驱动机构的有效能和避障拐点数,以变异系数法确定评价标准的权重,通过各层优化路径的评价值确定最佳吊运路线,验证了空间分层路径规划方法的合理性。最后,设计障碍物摆放模拟车间环境。实验运行桥式起重机模型,分析实验结果,验证桥式起重机模型自动运行系统的可行性。