1、起重機(jī)介紹

現(xiàn)階段使用最多的大型起重機(jī)包括門式起重機(jī)和門座起重機(jī)。

1.1門式起重機(jī)

是橋架型起重機(jī)的一種，具有場地利用率高、作業(yè)范圍大、適應(yīng)面廣、通用性強(qiáng)等特點，在船舶制造企業(yè)得到廣泛使用。門式起重機(jī)主要用于室外的貨場、料場貨、散貨的裝卸作業(yè)。它的金屬結(jié)構(gòu)像門形框架，承載主梁下安裝兩條支腳，可以直接在地面的軌道上行走，主梁兩端可以具有外伸懸臂梁。造船用門式起重機(jī)用于船臺拼裝船體，常備有兩臺起重小車：一臺有兩個主鉤，在橋架上翼緣的軌道上運(yùn)行；另一臺有一個主鉤和一個副鉤，在橋架下翼緣的軌道上運(yùn)行，以便翻轉(zhuǎn)和吊裝大型的船體分段。起重量一般為100~1500t，跨度達(dá)185m，起升速度為2～15m/min，還有0.1~0.5m/min的微動速度。

1.2門座起重機(jī)

是臂架型起重機(jī)的一種，具有沿地面軌道運(yùn)行，可轉(zhuǎn)動的起重裝置裝在門形座架上的一種臂架型起重機(jī)。門座起重機(jī)主要用于碼頭貨場的散貨、件雜貨等貨種的裝卸作業(yè)，較大型的門座起重機(jī)當(dāng)然也可以用于安裝大型設(shè)備的特殊作業(yè)。有多檔起升速度，吊重輕時可提高起升速度。有些工作機(jī)構(gòu)還備有微動裝置，以滿足安裝要求。它的門座高度通常較高，適應(yīng)大起升高度和大幅度作業(yè)的要求，但工作速度較低，作業(yè)生產(chǎn)率不高。門座起重機(jī)有起升、回轉(zhuǎn)、變幅和運(yùn)行機(jī)構(gòu)，前三種機(jī)構(gòu)裝在轉(zhuǎn)動部分上。每一周期內(nèi)都參加作業(yè)。轉(zhuǎn)動部分上還裝有可俯仰的傾斜單臂架或組合臂架及駕駛室。多吊造船起重機(jī)的主要安全隱患存在于兩個環(huán)節(jié)，一是行走環(huán)節(jié)，二是起升吊裝環(huán)節(jié)。行走時的安全防護(hù)是遏制多吊造船起重機(jī)之間發(fā)生安全事故的主要環(huán)節(jié)，大車行走過程中主要存在兩類危險，一是同軌道上兩車間的碰撞，二是單車行走時的兩腿行走偏差。其中尤以第二種的情況發(fā)生概率大，造成危害嚴(yán)重。

2、起重機(jī)防碰撞面臨的主要問題

近些年國內(nèi)外學(xué)者對于起重機(jī)防碰撞技術(shù)做了大量的研究，也己經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。現(xiàn)階段，國內(nèi)外應(yīng)用比較多的主要有光線、微波和超聲波等防碰撞裝置，它們的檢測距離較遠(yuǎn)、精度很高、功能也比較全并且可以設(shè)定多個報警距離。

但是在實際工作時，工作區(qū)域相距較近的多臺起重機(jī)間的碰撞事故還是時有發(fā)生。這主要是因為傳統(tǒng)的防碰撞裝置存在著不足之處，例如雖然紅外線防碰撞裝置防碰撞距離較遠(yuǎn)，但是容易被外界環(huán)境影響，在強(qiáng)紅外福射場所，信號可能被淹沒；而激光防碰撞裝置抗干擾能力強(qiáng)、定位準(zhǔn)確，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，而且天氣尤其是大霧所引起的光的色散和障礙物等因素都會影響激光通信的可靠性；超聲波防碰撞裝置成本雖低，但超聲波定位精度較差，而且隨著頻率的增加，檢測距離將減小。另外，由于光線直射式、反射式防碰撞裝置和傳統(tǒng)的激光防碰撞裝置都是利用三角定位原理來確定防碰撞距離的，但起重機(jī)一般跨度都較大，兩邊車輪走行的也不一致，再加上軌道鋪設(shè)不平等原因，使得這些防碰撞裝置的實際防碰撞距離往往與之前設(shè)定好的距離有較大的誤差。

3、起重機(jī)吊裝防碰撞技術(shù)

監(jiān)控服務(wù)器從各個起重機(jī)獲得位置、速度等運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)上述模型和算法對起重機(jī)群進(jìn)行監(jiān)控，按照測量向起重機(jī)發(fā)出信息和指令。遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺的核心功能之一是避免相鄰起重機(jī)間的碰撞，這是根據(jù)整個起重機(jī)群的工作狀態(tài)進(jìn)行綜合防碰撞管理的。本章將介紹的防碰撞算法的核心是找到運(yùn)行過程中所有需要避免的碰撞條件。防碰撞算法需要考慮各種復(fù)雜的情況，包括每一臺起重機(jī)、船廠現(xiàn)場建筑物、運(yùn)行禁止區(qū)和天氣條件。每個起重機(jī)的實時狀態(tài)最初來自于通過安裝于起重機(jī)不同部位的姿態(tài)傳感器，再通過嵌入式測控機(jī)運(yùn)行姿態(tài)解算算法計算而來提供了所有碰撞類型的分類，將重點介紹兩種典型的防碰撞方式：兩臺相鄰門座起重機(jī)的防碰撞方法及門座起重機(jī)和相鄰門式起重機(jī)的防碰撞方法。

（1）起重機(jī)的碰撞分為四類。

• 即門式起重機(jī)與門式起重機(jī)的碰撞、門座起重機(jī)與門座起重機(jī)的碰撞、門式起重機(jī)與門座起重機(jī)的碰撞、門座起重機(jī)與建筑物的碰撞。
• 碰撞模型中主要考慮起重機(jī)之間的工作距離，其中門式起重機(jī)之間的碰撞模型是計算兩門式起重機(jī)之間的距離；
• 門座起重機(jī)與門座起重機(jī)之間是計算其工作半徑有無重疊區(qū)域；
• 門式起重機(jī)與門座起重機(jī)之間的防碰撞模型比較復(fù)雜，因為門座起重機(jī)的位置可能在門式起重機(jī)的軌道區(qū)域內(nèi)，也可能在門式起重機(jī)軌道區(qū)域的兩側(cè)；
• 門座起重機(jī)與建筑物之間是計算門座起重機(jī)工作半徑與建筑物邊緣的距離。

（2）3D碰撞預(yù)警軟件開發(fā)。

• 三維視景可以直觀反應(yīng)出起重機(jī)群的位置、運(yùn)動等信息，而且可以任意切換觀察角度、拉近拉遠(yuǎn)畫面，不受天氣、照明等環(huán)境因素的影響，這是其他任何監(jiān)控方式都無法做到的。
• 在三維視景中的起重機(jī)上還可以疊加文字，顯示吊件編號、任務(wù)計劃起止時間、吊重等重要數(shù)據(jù)，便于指揮、調(diào)度和管理，可準(zhǔn)確模擬演示實際運(yùn)行效果。

（3）主要步驟包括。

• 根據(jù)設(shè)計圖紙和實際測量，建立起重機(jī)和建筑等可能發(fā)生碰撞物體的精確三維模型和相互位置關(guān)系，并設(shè)置行程、方向等關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)，構(gòu)建虛擬起重機(jī)群場景。
• 運(yùn)用空間解析幾何等方法，設(shè)計三維空間距離計算和碰撞檢測算法。
• 制定碰撞預(yù)警和防護(hù)策略，比如分為三級，起重機(jī)進(jìn)入可能碰撞區(qū)域給出提醒，最小距離小于4米時發(fā)出警報，距離小于2米時緊急制動。

綜上所述，近年來，國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，國家基礎(chǔ)建設(shè)力度的逐漸加強(qiáng)，起重機(jī)作為工程機(jī)械領(lǐng)域的主要設(shè)備在各項工程建設(shè)中發(fā)揮了舉足輕重的作用。但隨著吊裝難度的不斷增大以及吊裝環(huán)境復(fù)雜程度的不斷增大，起重機(jī)駕駛員很難通過自己的注意力來保證安全吊裝。希望對未來的起重機(jī)吊裝工作有幫助。