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輪胎式龍門起重機全自動糾偏方法
閱讀：257 發(fā)布時間：2020-8-10 當(dāng)前， 成熟的碼頭自動化方案均是基于軌道式集裝箱龍門起重機（簡稱軌道吊，RMG）， 需要鋼筋混凝土地基以及軌道作為基礎(chǔ)，因此往往用在新建碼頭，其動工較大，成本高，影響原有碼頭作業(yè)［1］。 而占有港口 90％市場的是傳統(tǒng)的輪胎式裝箱龍門起重機（簡稱輪胎吊，RTG），主要靠人工操作。 對 RTG 的自動化改造是當(dāng)前港口自動化的重要機遇和挑戰(zhàn)， 其關(guān)鍵是解決大車直線行走糾偏問題。 由于 RTG 沒有軌道，地面沒有限制，容易發(fā)生軌跡偏離，胎壓、負(fù)重、小車位置、甚至機械剛度都會影響其大車的直線行走。 另一方面，大車朝著大跨距、大起重量的方向發(fā)展，單純的依靠人工來駕駛定位難度不斷增大，而且為了能夠大限度的使用場區(qū)空間，提高堆場利用率，集裝箱的排列比較緊密，集裝箱兩側(cè)留給起重機的偏移距離比較小，如果控制不夠準(zhǔn)確，極有可能發(fā)生碰撞事故。
1 輪胎吊糾偏常用方法
當(dāng)前，無自動化的 RTG 糾偏采用目測法，即通過駕駛員觀察運行線路上提前規(guī)劃好的標(biāo)志線來控制大車行進(jìn)， 使用這種方法的缺點是受天氣條件限制比較大， 而且駕駛員長時間觀察標(biāo)志線容易產(chǎn)生疲勞駕駛，會導(dǎo)致停車位置不精確［2］。 為了適應(yīng)港口自動化近年來出現(xiàn)了很多新的大車直線糾偏的技術(shù)方案。可分為如下幾類：
1）差分定位糾偏法［3－4］。 定位系統(tǒng)包含了 GPS、北斗、GLNOSS。 差分定位可以提供厘米級別精度。 但是定位系統(tǒng)對于周圍環(huán)境要求較高，要避免高樓遮擋、電磁干擾， 對于衛(wèi)星遮擋時間要進(jìn)行復(fù)雜處理。
2）圖像識別糾偏法［5］。 通過在大車行進(jìn)方向上畫參考線，并通過多攝像頭識別確定當(dāng)前大車是否跑偏。 但該法易受雨、雪等天氣影響。
3）電磁感應(yīng)糾偏法。 通常在運行方向上，埋設(shè)磁釘（如廈門遠(yuǎn)海集裝箱碼頭）或感應(yīng)電纜，通過電磁感應(yīng)確定位置［6］。 這種方式易受干擾，對感應(yīng)距離有要求。
4）光電測距、超聲波測距糾偏法［7］。 光電測距法通常需要激光測距傳感器或激光掃描傳感器，在大車兩側(cè)設(shè)置隔板，根據(jù)傳感器測出大車和隔板之間的距離來判斷是否跑偏。 它對反射面有要求且易受外部光線干擾。 超聲波則測量不出小物體，響應(yīng)較慢且易受到大風(fēng)和溫度的影響。
5）編碼器糾偏法［8］。該法在造船廠龍門吊及 RMG 上使用較多。 在 RTG 上，較難檢測路面起伏和道路損壞引起的誤差。
上面的方法，重點都在檢測外部環(huán)境，識別偏差進(jìn)而實現(xiàn)糾偏，所以也易受外部環(huán)境的干擾。 近年來，隨著羅經(jīng)技術(shù)的發(fā)展， 其精度越來越高，成本越來越低，使其在港口應(yīng)用成為可能［9－10］。羅經(jīng)是一種不受外界干擾靠自身的旋轉(zhuǎn)陀螺儀測定方位基準(zhǔn)的儀器，常用于確定航向基準(zhǔn)和提供觀測運動物體方位基準(zhǔn)。 普通的電羅經(jīng)精度可達(dá) 0．1°，而光纖羅經(jīng)精度可達(dá) 0．01°。 同時，它安裝方便，不受外界影響。 基于此本文提出并實現(xiàn)了一種基于羅經(jīng)和光電距離傳感器相結(jié)合的糾偏方案。 由于光纖羅經(jīng)成本較高， 本文采用普通電羅經(jīng)。