对起重机防摇技术的探讨
桥式起重机制动阶段防摇控制方案研究
No. 1Feb.第1期（总第224期）2021年2月机 械 工 程 与 自 动 化MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION 文章编号= 1672-6413（2021）01-0007-03桥式起重机制动阶段防摇控制方案研究**工信部2017年“智能制造综合标准化与新模式应用项目”收稿日期：2020-09-21；修订日期：2021-01-04作者简介：周奇才（1962-）,男，江苏宜兴人，教授，博士，博士生导师，主要研究方向：机械装备故障诊断与预测以及物流装备。
周奇才，张蕴，熊肖磊，赵炯（同济大学机械与能源工程学院，上海201804）摘要：针对由PLC 及变频器驱动的桥机系统加入防摇算法后在制动阶段防摇效果不明显的问题，从制动阶段计算速度曲线出发，分析了反向超调对制动阶段防摇效果的影响，提出了改变控制主导参数、分段减速制动、去除反向超调制动三种方法，在MATLAB 及实际桥机中对三种方法进行了仿真及试验，结果表明去除反向超调制动方法能有效提高桥机在制动阶段的防摇效果。
关键词：桥式起重机；防摇控制系统；制动阶段中图分类号：TP273：TH215 文献标识码：A0引言桥式起重机是物料搬运中使用范围最广、数量最 多的起重机械设备，广泛应用于港口装卸、工业生产及 设备安装等作业场合。
桥式起重机主要结构包括驱动 装置、卷扬装置、吊钩及行走机构等，卷扬装置通过柔 性连接与吊钩相连，行走机构的加、减速过程会导致吊 重摆动，对生产效率影响很大。
目前桥机防摇方法研究主要是基于现代及智能控 制理论展开的，如:Wang X 基于前馈控制设计了零振 动（ZV ）、零振动和微分（ZVD ）、超灵敏（EI ）三种输入 整形控制器⑴；Ermidoro M 提出了用定阶增益调度控 制来减少摆长改变对吊重摆动影响的方法;刘宏博 基于批次控制和模糊控制进行了防摇仿真设计［］； FrikhaS 将神经网络与滑模控制结合设计了神经与补 偿防摇控制器4。
起重机智能防摇控制系统设计及应用研究
—109—《装备维修技术》2021年第13期起重机智能防摇控制系统设计及应用研究杨毅升（惠州隆泰检验检测科技有限公司，广东 惠州 516003）摘 要：随着港口业务在近几年的不断发展，生产领域将起重机作为了搬运无聊最为重要的设备，但是在实际生产阶段，负责操作起重机的相关人员通常会根据自身的经验，来对小车进行控制，以此来使其能够向水平方向移动，进而对吊重进行快速定位，由于无法实现在操作水平的统一，因此，无法对其安全性和生产效率进行有效地控制。
随着工业生产的现代化发展，为了使安全风险和生产效率能够得到降低和提升，因此从安全性和定位方面，不断地对起重机和吊重提出了更高的要求。
同时，为了给港口提供具有节能减排性地使用设备，因此桥式起重机日后，必定会采用智能化的方式来控制系统的摆动，并提升工作效率，国内外也将其作为了目前的研究热点。
关键词：起重机；智能；防摇控制系统；设计；应用研究1 整体设计方案图1 整体设计方案根据相关要求能够得知，在对桥式起重机进行防摇控制的过程中，对速度的调节需要具有平滑性，因此，在调节大车，小车以及升起结构的过程中，都对变频调速法进行了采用。
图一所示的系统为防摇电气控制系统。
1.1保护起升机构1.1.1在上下最大位移处设限位开关，上升或下降的钓钩不能超过最大位移点。
1.1.2将过热保护装置配置到了电机内，当电机温度超过特定值时，其主回路会被切断，并且在检测阶段所采用的传感器为热敏电阻。
1.1.3对超载限制器进行了配置，当起重量比设定的荷载更高时，起升机构就不再继续工作，同时会伴随报警声的发出[1]。
1.2保护大、小车行走的机构1.2.1在大、小车的有限位和预限位分别设置了相应的开关，所采用的限位开关为十字形，轨道中的小车到达端部时，就不再继续运动。
1.2.2在驱动电机中应用了变频器，以此来对其进行电流保护以及过载保护等。
1.3保护电源13.1在整个起重机系统中，对过压保护以及欠压保护等进行了配置。
集装箱起重机吊具防摇和防扭技术分析
随着大型集装箱船的持续增多，有更多的码头选择应用大型集装箱起重机，以满足更大高度的作业要求。
根据集装箱起重机作业的特征分析，随着高度的不断增加，吊具摆动的问题会更加严重。
一般吊具出现前后方向的晃动时，司机可以通过控制小车将其趋于稳定。
但是，对于顺逆时针的旋转扭动，司机无计可施。
尤其是随着自动化水平的提高，很多码头集装箱装卸均是自动化作业，对于吊具的摆动没有有效的应对方法。
为解决此问题，需要有专业的技术作为支持，通过设计改造消除吊具的摇晃与扭动，从而满足码头集装箱装卸作业要求。
1 影响集装箱起重机吊具摇动因素分析吊具摇动是集装箱起重机作业过程中的常见问题，对作业效率、安全以及操作舒适性等影响严重。
想要在规定时间内完成所有装卸任务，必须采取措施消除吊具摇动的隐患。
结合集装箱起重机结构特征分析，利用钢丝绳连接吊具与小车。
现场装卸作业时，由小车运动机构驱动小车产生动作，相应的通过钢丝绳吊具也会保持一定的加速力动作。
这种情况下虽然小车停止，但是小车会继续动作产生摇动。
以停止动作的小车为中心进行分析，将连接小车与吊具的悬垂钢丝绳看作柔性绳子，以吊具为质点，吊具的摇动可以简单看做单摆模型，因此判断无法完全避免集装箱起重机吊具的摇动。
实际装卸作业中需要由司机操作来控制吊具，尽量消除吊具摇动带来的不利影响，顺利完成集装箱的定位装卸。
在此情况下想要实现高效率作业，需要解决吊具摇晃摆动的问题。
在自动化或半自动化起重机设计中，防摇技术与防扭技术不可或缺，对实现码头集装箱装卸高效率、高安全作业具有重要作用。
2 集装箱起重机吊具常见减摇装置2.1 起升钢丝绳交叉缠绕为减轻集装箱起重机吊具的摇动问题，常见的方法是采用起升钢丝绳交叉缠绕的方式。
此种方法不在减摇装置范围内，本质在于通过增大钢丝绳与水平面的夹角来有效调节进入摇动状态下钢丝绳的张力与阻摇。
虽然此种方法有一定的减摇效果，但是有效性较差，尤其是在吊具高度与荷载状态不同的情况下，起到的减摇效果差异大。
集装箱起重机电子防摇控制技术研究
上海交通大学硕士学位论文
scheme which requires a complex and expensive vision sensor system, this control scheme is simple and efficient.
This thesis proposes the mathematic model of the trolley and load system, analyzes the relation between the load sway and the movement of trolley, then a new anti-sway control scheme is proposed and verified by the computer simulation experiment with the help of MATLAB software. And introduces the speed control system in details include inverter, PLC and so on, finally, accomplish the hardware and software design of the whole anti-sway control system. KEY WORDS Container crane, electrical anti-sway, velocity control mode, accelerator, inverter, PLC, simulation experiment
上海交通大学 硕士学位论文 集装箱起重机电子防摇控制技术研究 姓名：肖鹏 申请学位级别：硕士 专业：机械设计及理论 指导教师：王冰
起重机防摇技术研究
起重机防摇技术研究一、前言吊具的摇摆问题，一直是令起重行业设计和调试人员头痛的一个问题。
起重机在装卸货物时，由于其速度的变化以及外界干扰因素的影响，使吊具前后、左右的来回摆动，在影响生产效率的同时造成一定的安全隐患，最终造成严重的经济损失。
因此，研究一套起重机的吊具防摇系统，实现稳定吊具、平稳操作成为起重机制造商和研究机构一直关注的问题。
一个好的防摇系统能起良好的减摇效果，大大提高了劳动生产率。
近年来, 考虑到现代起重机增加吊重防摇控制系统的必要性，对防摇控制方法的理论研究较多,但这些理论方法只要以理论研究和仿真为主导，与实际可行的物理实现还存在一定距离，很多方面的应用还不是很理想。
二、机械式防摇技术机械式防摇技术通过在小车架下安装防摇装置，包括减摇钢丝绳、卷筒和力矩限制器传动链及带单向轴承的卷筒和制动器，通过机械手段消耗摆动的能量以实现最终消除摇摆的目的，从而提高起重机的工作效率。
要控制吊具的摇摆，首先就必须采用合理的钢丝绳缠绕方式，使车架上起升滑轮与吊具上牵引滑轮在同一平面内偏离成一定角度;利用单向轴承控制卷筒的旋转方向，通过实现放绳方向与传动轴相互锁合，保证卷筒只能向钢丝绳收绳方向旋转;在其重机作业过程中，通过对力矩限制器加以持续通电，始终给减摇钢丝绳一个张力，将其卷起，避免减摇钢丝绳的处于松散状态。
当出现吊具摇摆情况时，通过设定弹簧力来调整制动器给减摇钢丝绳的张力，从而保证在不同情况下阻止吊具的摇摆，起到减摇效果。
吊具在下降过程中，制动器打开，单向轴承的内外圈相互锁住，由于吊具重力使每个力矩限制器受到一个反向力，该力就作为减摇钢丝绳张紧力对减摇产生一定作用;当吊具上升时，减摇钢丝绳上少了吊具自重而引起的张紧力，此时减摇钢丝绳被力矩限制器带动卷筒不断卷起，一定程度上减少了吊具的摇摆;另外，单向轴承的内外相互分离，旋转力没有作用在轴上，轴处于制动状态，制动器由于被锁住而不起作用，因此制动器就会对吊具摇摆产生一定的阻尼作用;当吊具停止升降时，单向轴承的内外圈相互离合，轴处于制动状态，制动器被锁住，从而减少吊具的摇摆。
几种防摇摆装置在起重机上应用技术
几种防摇摆装置在起重机上的应用-机械制造论文几种防摇摆装置在起重机上的应用几种防摇摆装置在起重机上的应用牛训华（河南省矿山起重机有限公司，河南长垣 453400）[摘要]阐述起重机常用的几种防摇摆特性，提出了电气式防摇摆和机械式防摇摆中的倒八字防摇摆为较佳方案，具有一定的推广价值。
[ 关键词]起重机；防摇摆装置；应用起重机在正常工作时，大、小车运行的起、制动所产生的加、减速导致挠性悬挂的载荷产生一定的摆动，这种摆动直接影响到起重机使用的生产效率，对于频繁作业的起重机而言，降低载荷的摆动时间，提高工作效率刻不容缓。
另外，载荷的摆动还会对工作人员、设备和起重机本身造成极大的安全隐患，因此，研究一套起重机的防摇摆系统，实现平稳作业、已成为起重机研究机构关注的热点问题之一。
一个好的防摇摆系统能起良好的减摇效果，可以提高生产效率，减小生产过程中的安全隐患。
起重机常用的防摇摆方式主要有手动式、机械式、电气式。
1手动式防摇摆利用司机熟练的操作，当载荷到达目的地时，司机采用打反车的方式，让小车反方向运行，这样能消弱摆动量，使载荷较快地停下来，但是这种方式对桥架、传动部分冲击大，也容易损坏电气元件，降低使用寿命。
操作人员频繁的操作，容易疲劳，安全隐患也比较大。
2机械式防摇摆2.1交叉钢丝绳防摇摆沿小车运行方向在小车架上装设两组交叉悬挂的减摇钢丝绳及驱动装置，来驱动液压泵，依据液压回路中安全阀的作用，使钢丝绳产生张力，从而控制载荷的摆动。
这种方式不影响起升钢丝绳的使用寿命，如果该装置出现问题，也不会影响整机的安全性，只是在起吊载荷与空载使用时，效果差异比较大。
2.2分离小车式防摇摆分离小车式防摇摆的工作原理是当小车行走时，前后两组小车通过驱动机构向两侧分离，使起升机构的钢丝绳呈“V”型，这样能够有效控制载荷的摆动。
当小车停止运行作起升或下降动作时，两组小车自行靠拢。
这种装置使小车自重增加，结构形式也比较复杂。
2.3跷板梁式防摇摆跷板梁式防摇摆装置是由跷板梁和安装在起重机上面的液力缓冲缸组成，当小车起动或是加速时，由于惯性的作用，载荷将向小车运行的反向摆动，从而使跷板梁也跟着倾斜，跷板梁的倾斜能量将由液力缓冲缸吸收，由于载荷向后方向的摆动受阻，于是载荷将向反方向摆动，此时，跷板梁也跟着向相反的方向倾斜，如此反复由液力缓冲缸吸收能量，从而有效控制载荷的摆动。
集装箱门式起重机减摇模型及其控制方法解析
集装箱门式起重机减摇模型及其控制方法解析摘要：集装箱门式起重机在使用过程无法控制摇晃幅度，若摇晃幅度过大必然会限制集装箱门式起重机的使用效率，还可能增加使用过程的安全风险。
为从根本上解决这一问题，应以减摇模型为基础，通过模型构建确定控制方法，以此为起重机正常使用予以保障。
本文先行阐明集装箱门式起重机概述，继而提出减摇模型以及控制方法，以供参考。
关键词：门式起重机；减摇模型；控制方法前言：集装箱门式起重机在装卸领域属于核心设施之一，广泛应用于港口装卸、物流运输、国防安全等大型建设项目。
集装箱门吊传统的卷绕方式无法抑制集装箱在起重机双向运动过程中的摆动，为了提高集装箱门式起重机的装卸效率，需要结合防摆模型制定摆动控制措施，快速防止集装箱摆动，提高集装箱装卸效率。
一、集装箱门式起重机集装箱门式起重机主要用于各种堆场，其效率以TEU/h衡量，工作循环包括集装箱吊装工作循环的一半和空吊工作循环的一半。
在工作循环中，集装箱吊具在A点着箱，吊具旋锁旋转90度完成闭锁，从A点上升到B点，然后小车移动到C点，然后在集装箱堆场从C点下降到D点，然后随着集装箱行进到D点落箱后解锁，而后，空吊具按照原路线返回A点，这样就完成一个工作循环。
由于D的位置不同，循环距离不同，需要的时间也不同。
理论计算根据一系列集装箱的平均装载或卸载时间来衡量循环时间，称为平均循环时间[1]。
通常情况下，循环的平均运行时间不应超过90s，包括循环中对齐和锁定集装箱的时间，如下图所示：图1：场桥工作循环示意图二、集装箱门式起重机减摇模型1.模型结构模型主要结构涵盖大车行走机构、吊具旋转机构、起升机构、小车行走机构和电气控制系统。
吊具旋转机构包括吊具旋转（水平旋转）和吊具左右倾斜（立体旋转），集装箱门式起重机电气控制系统中包括吊具载荷重量控制单元。
载荷重量控制模块用于确定所吊集装箱的重量。
吊具旋转主控单元是根据载荷重量控制单元进行的测试结果，确定吊装集装箱的重心位置。
防摇功能在回转起重机上的运用
防摇功能在回转起重机上的运用朱晨嵘 王佳俊 罗佩玉上海振华重工（集团）股份有限公司 上海 200125摘 要：回转机构作为回转起重机使用频率最高的机构，该机构效率直接影响起重机的作业效率，文中主要针对回转起重机的作业特点，通过数学建模找到回转机构的作业规律，通过适时改变回转机构的加减速时间实现缩短回转机构在启动、停止过程中的摆动周期时间。
关键词：回转起重机；防摇；摆动周期；数学建模中图分类号：TH213.4 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2023）16-0065-06Abstract: The swing mechanism is the most frequently used mechanism in the rotary crane, and its efficiency directly affects the working efficiency of the crane. For the working characteristics of the rotary crane, a mathematical model is established to obtain the working law of the swing mechanism, and the swing period of the swing mechanism can be shortened by changing the acceleration and deceleration time of the swing mechanism in time.Keywords:rotary crane; anti-swing; swing period; mathematical modeling0 引言目前，随着起重机自动化程度越来越高，用户对于起重设备的装卸效率也越来越重视。
在日趋成熟的起重机自动化领域，带有回转机构的起重机钢丝绳负载摇摆问题仍然是起重机作业面临的一个难题。
集装箱桥吊防摇控制措施研究
集装箱桥吊防摇控制措施研究发表时间：2019-06-10T16:12:58.220Z 来源：《防护工程》2019年第5期作者：滕友昌1 郑波2 [导读] 多年来，岸桥为港口物流行业当中提供了不少的便利，人们用它来在岸边对船舶的众多集装箱进行着日复一日的装卸操作作业。
上海振华重工（集团）股份有限公司 201913 摘要：随着现代工业的不断发展，工业的生产规模也随之不断扩大，在机械应用当中，自动化程度也不断的提升，故此，在搬运成本费用上也水涨船高。
在物料搬运当中，起重运输技术是其中重要的组成部分。
而由于地球的百分之73都是被海洋所覆盖，故此，水上运输占有着重要组成部分。
而其中的岸边桥式集装箱起重机（又称为岸桥）在港口物流当中占有举足轻重的地位，所以，如何加以提高其作业效率，则是厂家和工业当中最为关注的焦点[1]。
关键词：现代工业；起重运输技术；岸桥引言：多年来，岸桥为港口物流行业当中提供了不少的便利，人们用它来在岸边对船舶的众多集装箱进行着日复一日的装卸操作作业。
但是在岸桥起重机升降与加减速当中，吊具最容易出现摇摆作用，据调查，每一天岸桥师傅的工作时间当中，30%时间都是用来通过自然减摇等待摇晃的时间，这样无形中给岸桥师傅们带来不必要的劳动时间浪费。
因此，在提高岸桥起重效率和减摇的措施当中，许多起重机制作产家最为头痛。
一、常见的防摇技术措施（一）传统机械防摇技术它的作用原理是在小车架安装一个防摇装置，其装置有减摇钢丝绳、力矩限制器传动链与卷筒、带单向轴的卷筒与制动器，用传统机械手段将摆动能量消耗殆尽从而实现减摇效果，加以提升作业效率。
机械防摇当中，采用的是钢丝绳缠绕方式，让吊具上牵引滑轮与车架起升滑轮形成一定的角度，再用单向轴承来控制卷筒的旋转方向，这样可以让传动轴与放绳方向相互缩合起来，可以让卷筒只能向钢丝绳收绳的方向旋转，并且在其起重操作当中，使用力矩限制器持续对减摇钢丝绳增加一定的张力，可以有效避免钢丝绳的松散状况。
试论吊车防摆控制技术
试论吊车防摆控制技术发表时间：2018-12-21T11:10:13.260Z 来源：《防护工程》2018年第27期作者：郭晋[导读] 在实际应用中，吊车使用范围最广、数量最多，它一般横架于车间上空，两端坐落在高大的水泥柱或金属支架上，因形似桥状而得名。
中铁六局太原铁路建设有限公司山西晋中 030600 摘要：吊车作为一种运输工具广泛应用于各种工业场合。
但由于吊车自身结构的原因，负载在吊运过程中不可避免的会产生摆动，不仅降低了吊车的运行效率而且容易引起安全事故。
吊车是一种运载工具，它广泛地应用于工厂车间、建筑工地、装卸货物等场合。
吊车的快速、准确定位与防摆，对人们的工作效率以及人身安全具有重要意义。
因此，如何快速消除吊运过程中的摆动，长期以来是国内外控制领域研究的典型问题。
关键词：吊车；防摆；控制一、引言在实际应用中，吊车使用范围最广、数量最多，它一般横架于车间上空，两端坐落在高大的水泥柱或金属支架上，因形似桥状而得名。
为使吊车结构轻便，负载位置高低可控，一般采用吊绳（如钢索）等柔性来搭载重物，但因此也引入了非线性因素，使得吊车系统输入输出不能满足叠加原理，增加了控制难度。
台车在运动过程中，负载会跟随台车的运动而发生晃动，可能造成碰撞，引发安全事故，同时，由于控制过程中存在轨道摩擦力、风力、空气阻力等因素造成的扰动，加之吊车绳长变化与负载质量变化产生的影响都大大增加了控制的难度。
目前，工业现场的吊车系统通常需要由专业的操作员进行操作，他们能够通过目测对台车的位置与负载摆角的大小进行估计，然后实时调整操作方式从而达到快速将负载运送到目标位置且抑制负载摆动的目的。
但是，吊车操作人员一般要求具有丰富的经验，且该工作需要操作人员长时间进行单一重复劳动，易疲劳，因此，因操作不当造成的安全事故仍时有发生。
这不仅影响了生产过程中人的解放，阻碍了生产效率的提高，同时，对生产安全也产生了威胁。
在一些危险场合中，如核工业等，人的参与和安全更是受到了巨大的限制，因此针对吊车系统设计一种稳定高效的控制器，实现吊车系统的自动控制对工业生产等具有深远意义。
吊具天车防摇系统研究
吊具天车防摇系统研究作者：李启源来源：《科学与财富》2018年第14期摘要：本文介绍了冲压车间吊具天车的防摇系统，从系统结构、数据传输及自动定位的工作原理进行了分析。
关键词：CATS控制机；PLC；角度传感器；S120变频器1.系统结构天车的电子防摇控制系统采用CATS控制机对防摇摆功能进行计算与控制，它可在复杂的工作任务下，实现短周期，高精度控制变频器的调整电机运行速度。
系统中的配有西门子DP/DP耦合器，通过耦合器与起重机电控系统的PLC进行数据信息实时交换。
防摇系统采用的红外线角度传感器对起升机构的摇晃度进行测量，同时还配有2个绝对式编码器对大/小车的位置进行测量。
并通过PROFIBUS总线将测量数据传输给CATS控制机进行处理。
CATS控制机将采集的数据通过专门函数算法进行计算，并将计算的结果转换为速度给定信号通过PROFINET实时的传送给S120变频器，S120变频器根据给定的速度信号快速对运行电机进行加减速调节，最后达到防摇摆的功能。
2.数据传输如图2所示，行车PLC借助功能块FC65生成数据存储在DB块DB100中，CATS系统通过PN/PN连接器读出该数据并进行内部处理。
相反方向上CATS系统再通过PN/PN连接器里输入信号至DB210。
PLC再次通过功能块FC66从BD210上读出数据并且接收使用此信号实现变频器的行驶。
3.自动定位CATS系统的位置数据由起重机PLC进行监控，通过这种系统数据的匹配，可以使起重机在接近任意区域限位及大车运行轨道端部时，实现先减速后停止控制，防止在高速运行情况下突然停止而产生冲击导致所吊负载的晃动。
同时自动定位模式下，可以通过采集起重机的实时运行速度以及实际位置与目标位置的距离信息，将采集到的实时速度与实时距离进行运算处理，通过运算结果来控制S120变频器在接近目标定位位置时做最合适的减速曲线，此时防摇系统所带的绝对式编码器只提供用于速度减速曲线计算的实际位置与目标位置的距离数据，定位测量还是通过激光测距仪进行定位控制。
起重机防摇控制研究综述
程 中， 行走机 构 的 加 （ 减） 速 或 者 风 力 等 因 素都 会 引
起 货物 的摇 摆 。这 种现 象存 在 以下 风 险 ： （ １ ） 使货 物
难 以精 确定 位 ， 严 重影 响工 作 效 率 ； （ ２ ） 容 易 引起 钢 结 构 的疲劳 ， 缩 短起 重 机 的使 用 寿命 ； （ ３ ） 对 货 物 和 人 员带 来安 全 隐患 。因此 ， 起 重 机 的 防摇 控 制 系 统 受到 了 国内外专 家学 者 的广 泛关 注 。
电子 防摇 控 制 系统 的 理 论 和 设 计 方 法 。
关键词
起重机
防摇
控 制 系 统
文献标识码 Ａ
中图 分 类 号
Ｕ６ ７ ３
Ｔｈｅ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｙ ｏ ｎ Ａｎｔ ｉ — ｓ ｗｉ ｎｇ Ｃｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃｒ ａ ｎｅ
ｃ ｒ ａ ｎ ｅ ｉ ｓ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｔ ．Ｔｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｔ ｙ ｐ ｅ ｓ ｏ ｆ ａ ｎ ｔ ｉ — ｓ ｗｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｅ ｍｐ ｈ ａ ｓ ｉ ｚ ｅ ｌ ｙ ａ ｎ ａ ｌ —
２ ６・
造 船 技 术
２ ０ １ ３年 第 ２期 （ 总第 ３ １ ２期 ）
图 ２ 造 船 门 式 起 重 机
２ ． １ 人 工 防 摇
人 工 防摇是 防 摇 控制 的最 初 阶段 ， 也 是最 简 单
的阶段 。该 阶段 的防摇 主要 是通 过具 有 丰 富操作 经
图 ３ 液 压 系 统 防 摇 示 意 图
起重机防摇技术研究
起重机防摇技术研究
摘要：在起重机的启动和停止以及加速和减速过程中，很容易使吊具左右或前后摆动，在一定程度上影响了起重装卸效率和提高了司机的劳动强度，因此我们要通过采用先进的防摇技术，通过实现对起重机的准确定位来起重机效率。
文章主要对
plored.
Keywords:crane;anti-shaketechnology;electronicanti-sway
一、前言
吊具的摇摆问题，一直是令起重行业设计和调试人员头痛的一个问题。
起重机在装卸货物时，由于其速度的变化以及外界干扰因素的影响，使吊具前后、左右的
,考虑
,但
机械式防摇技术通过在小车架下安装防摇装置，包括减摇钢丝绳、卷筒和力矩限制器传动链及带单向轴承的卷筒和制动器，通过机械手段消耗摆动的能量以实现最终消除摇摆的目的，从而提高起重机的工作效率。
要控制吊具的摇摆，首先就必须采用合理的钢丝绳缠绕方式，使车架上起升滑轮
与吊具上牵引滑轮在同一平面内偏离成一定角度；利用单向轴承控制卷筒的旋转方向，通过实现放绳方向与传动轴相互锁合，保证卷筒只能向钢丝绳收绳方向旋转；在其重机作业过程中，通过对力矩限制器加以持续通电，始终给减摇钢丝绳一个张力，将其卷起，避免减摇钢丝绳的处于松散状态。
当出现吊具摇摆情况时，通过设定弹簧力来调整制动器给减摇钢丝绳的张力，从而保证在不同情况下阻止吊具的摇
摆。
目前大多数机械式防摇装置都是基于这个原理，但是该防摇装置非常复杂，可靠性又不高，因此维修保养的工作量较大，而且防摇效果并不是十分理想；另外还可以通过增加悬挂系统刚性抑制摇摆，此类装置同样存在维修保养工作量大和防摇效果不理想的缺点，因此机械式防摇技术还有待于改进和提高。
起重机防摇技术研究(标准版)
( 安全论文 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改起重机防摇技术研究(标准版)Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.起重机防摇技术研究(标准版)摘要：在起重机的启动和停止以及加速和减速过程中，很容易使吊具左右或前后摆动，在一定程度上影响了起重装卸效率和提高了司机的劳动强度，因此我们要通过采用先进的防摇技术，通过实现对起重机的准确定位来起重机效率。
文章主要对当前使用比较广泛的起重机防摇技术进行了简要的探讨。
关键词：起重机；防摇技术；电子防摇Abstract:Atthestartandstopthecranes,aswellastheprocessofac celerationanddeceleration,itiseasytomakebeforeandafterspre aderorswingaroundtoacertainextentontheimpactoftheliftingef ficiencyandimprovehandlingofthelaborintensityofthedrivers, sowewantthroughtheuseofadvancedAnti-shaketechnology,throughtheimplementationoftheaccuratepositioningofthecranetocran eefficiency.Themainarticleonthecurrentuseofabroaderanti-sw aycranetechnologybrieflyexplored.Keywords:crane;anti-shaketechnology;electronicanti-sway一、前言吊具的摇摆问题，一直是令起重行业设计和调试人员头痛的一个问题。
安全管理之起重机防摇技术
摇摆不仅会影响起重机的稳定 性和使用寿命，还可能对周围 环境和人员安全造成威胁。
摇摆可能导致起重机无法准确 对位，影响工作效率，甚至引 发安全事故。
防摇技术的必要性
为了确保起重机的安全运行和稳定性，防止摇摆 现象的发生，采用防摇技术是必要的。
防摇技术可以减少起重机在工作过程中的摇摆幅 度，提高定位精度和作业效率。
持续改进
企业应持续改进起重机防摇技术，提高安全 性能和可靠性，以满足国际安全标准的要求 。
05
安全事故案例分析
国内外典型案例介绍
国内案例
某钢铁厂在吊装作业中发生起重机失 控事故，导致现场人员伤亡和设备损 坏。
国外案例
某石油钻井平台在起重作业中发生起 重机钢丝绳断裂事故，造成人员伤亡 和环境污染。
算法优化
研究更高效、稳定的控制算法，提高起重机防摇系统的响应速度 和稳定性。
复合控制
结合多种控制方法，如阻尼控制、主动控制等，以实现更全面的 防摇效果。
智能化、远程监控技术的应用
智能化
通过集成AI技术，实现起重机的自主防摇、故障诊断和预测性维护等功能。
远程监控
借助物联网和云计算技术，实时监测起重机的工作状态和防摇系统性能，提高管理效率和安全性。
3
及时更新
企业应及时了解并更新国家和地方的相关法律法 规和标准，确保安全生产与法律法规和标准保持 一致。
国际安全标准与认证
国际安全标准
企业应遵循国际安全标准，如ISO、OHSAS 等，确保起重机防摇技术的安全性和可靠性 。
认证机构
企业应选择具有权威性和公信力的认证机构，对起 重机防摇技术进行认证，确保符合国际安全标准。
事故原因分析
设备维护不当
基于数据驱动的桥式起重机防摇控制策略
基于数据驱动的桥式起重机防摇控制策略在桥式起重机的运行过程中，由于吊钩上吊的重物会受到风力等外部因素的影响，从而导致起重机在作业过程中出现晃动和摇晃的情况，这不仅会影响作业效率，还会对安全性造成威胁。
提出了一种基于数据驱动的桥式起重机防摇控制策略，通过对起重机运行过程中产生的数据进行分析和处理，实现对起重机的防摇控制，保障其稳定性和安全性。
一、数据采集和处理在桥式起重机运行过程中，可以通过各种传感器对起重机的运行状态进行实时监测和数据采集，如吊钩位置、载荷大小、风力情况等。
这些数据可以通过数据处理系统进行处理和分析，得到吊钩的摆动情况、风力大小等关键信息，为后续的防摇控制策略提供数据支撑。
二、数据建模和预测通过对采集的数据进行建模和分析，可以得到起重机在不同工况下的摆动规律和趋势。
基于这些数据建模结果，可以预测起重机在特定工况下可能出现的摆动幅度和频率，为制定防摇控制策略提供依据。
三、控制策略制定基于数据模型和预测结果，可以制定针对不同工况的防摇控制策略。
在风力较大的情况下，可以通过调整起重机的运行速度和加减速曲线，减小起重机的摇摆幅度；在吊钩载荷较大的情况下，可以通过调整起吊速度和加减速曲线，减小载荷对起重机的摇摆影响。
还可以通过调整起重机的结构参数和增加辅助设备等方式，进一步提高起重机的防摇控制能力。
四、实时监测和调整在起重机实际作业过程中，可以通过实时监测系统对起重机的运行状态进行监控和分析，一旦发现起重机出现摇摆情况，可以及时采取相应的控制措施，调整起重机的运行参数，保障其稳定性和安全性。
基于数据驱动的桥式起重机防摇控制策略通过对起重机运行过程中产生的数据进行分析和处理，制定针对不同工况的防摇控制策略，实现对起重机的防摇控制，保障其稳定性和安全性。
这种控制策略不仅能有效减小起重机的摆动幅度，提高作业效率，还能有效降低起重机的运行风险，具有重要的工程应用价值。
桥式起重机是一种常用的工程机械设备，用于吊装和搬运重物。
基于吊重防摇控制的起重机快速对位关键技术研究
可以通过对起重机运行过程中的图像信息进行处理和分析，提取出与吊重防 摇控制相关的特征，从而实现对吊重的稳定控制。循环神经网络（RNN）则可以 用于处理时序数据，通过对时间序列的建模和分析，实现对吊重防摇控制的动态 预测和调整。
实验与结果分析
为了验证基于吊重防摇控制的起重机快速对位关键技术的有效性，我们进行 了一系列实验。实验结果表明，使用该技术可以使起重机的对位时间减少20%， 并显著提高了对位的准确性和稳定性。具体来说，通过对比实验，我们发现基于 吊重防摇控制的起重机快速对位关键技术可以使起重机在面对不同风速、不同负 载工况下仍能保持稳定的对位性能。同时，该技术在减小操作人员的劳动强度、 提高生产效率等方面也表现出了显著的优势。
参考内容二
一、工程概述
本工程为汽车吊起重吊装方案，旨在为一项重要设备的吊装提供安全、高效、 可靠的解决方案。工程位于市中心，周边建筑密集，交通繁忙，因此需要精心组 织，确保吊装过程安全有序。
二、吊装设备选择
根据设备尺寸、重量、吊装高度以及现场环境条件，我们选择了一台50吨的 汽车吊进行吊装作业。该汽车吊性能稳定，操作灵活，能够在狭窄的空间内进行 吊装作业。
基于吊重防摇控制的起重机快速对 位关键技术研究
目录
01 引言
03 基于机器学习的方法
02 吊重防摇控制技术 04 基于深度学习的算法
目录
05 实验与结果分析
07 参考内容
06 结论与展望
引言
起重机是一种广泛应用于建筑、物流、造船等行业的重大装备，其作业效率 和质量直接影响到工程建设和生产过程的顺利进行。在起重机的工作过程中，快 速准确地完成货物或材料的对位和搬运是非常重要的。然而，由于起重机在运行 过程中可能受到多种因素的影响，如风力、惯性力等，使得对位控制变得具有一 定的挑战性。为了解决这个问题，本次演示将探讨基于吊重防摇控制的起重机快 速对位关键技术。
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吊具在下降过程中，制动器打开，单向轴承的内外圈相互锁住，由于吊具重力使每个力矩限制器受到一个反向力，该力就作为减摇钢丝绳张紧力对减摇产生一定作用；当吊具上升时，减摇钢丝绳上少了吊具自重而引起的张紧力，此时减摇钢丝绳被力矩限制器带动卷筒不断卷起，一定程度上减少了吊具的摇摆；另外，单向轴承的内外相互分离，旋转力没有作用在轴上，轴处于制动状态，制动器由于被锁住而不起作用，因此制动器就会对吊具摇摆产生一定的阻尼作用；当吊具停止升降时，单向轴承的内外圈相互离合，轴处于制动状态，制动器被锁住，从而减少吊具的摇摆。
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要控制吊具的摇摆，首先就必须采用合理的钢丝绳缠绕方式，使车架上起升滑轮与吊具上牵引滑轮在同一平面内偏离成一定角度；利用单向轴承控制卷筒的旋转方向，通过实现放绳方向与传动轴相互锁合，保证卷筒只能向钢丝绳收绳方向旋转；在其重机作业过程中，通过对力矩限制器加以持续通电，始终给减摇钢丝绳一个张力，将其卷起，避免减摇钢丝绳的处于松散状态。当出现吊具摇摆情况时，通过设定弹簧力来调整制动器给减摇钢丝绳的张力，从而保证在不同情况下阻止吊具的摇摆，起到减摇效果。
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关键词：起重机；防摇技术；电子防摇
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一、前言
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吊具的摇摆问题，一直是令起重行业设计和调试人员头痛的一个问题。起重机在装卸货物时，由于其速度的变化以及外界干扰因素的影响，使吊具前后、左右的来回摆动，在影响生产效率的同时造成一定的安全隐患，最终造成严重的经济损失。因此，研究一套起重机的吊具防摇系统，实现稳定吊具、平稳操作成为起重机制造商和研究机构一直关注的问题。
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一个好的防摇系统能起良好的减摇效果，大大提高了劳动生产率。近年来， 考虑到现代起重机增加吊重防摇控制系统的必要性，对防摇控制方法的理论研究较多，但这些理论方法只要以理论研究和仿真为主导，与实际可行的物理实现还存在一定距离，很多方面的应用还不是很理想。
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（二）电子防摇技术的发展方向
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由于于起重机系统的数学模型具有非线性特性和不确定性，常规的控制方法（如传统的机械防摇技术、目前的电子防摇系统的控制方式）往往难以奏效，因此只有不依赖数学模型且能适应不确定性的智能控制方法才适合应用到这类控制中来。模糊控制作为能控制主要分支，通过模仿起重机司机的实际操作经验建立模糊控制规则库，控制好小车的速度及加速度，可以克服由于过程本身的不确定性、不精确性及噪声带来的困难，当前模糊控制技术在起重机防摇的试验或仿真方面取得了一定成果，并且取得了比较满意的控制效果。
对起重机防摇技术的探讨
2009-3-25
摘 要：在起重机的启动和停止以及加速和减速过程中，很容易使吊具左右或前后摆动，在一定程度上影响了起重装卸效率和提高了司机的劳动强度，因此我们要通过采用先进的防摇技术，通过实现对起重机的准确定位来起重机效率。文章主要对当前使用比较广泛的起重机防摇技术进行了简要的探讨。
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将神经网络模糊控制技术用于防摇系统，系统能够适应不同的工作路径、载荷、吊具高度（即绳长）、大小车加速度等，又会对一些外界干扰（如风力和断电等情况）表现出较强的鲁棒性。要使系统获得更加可靠的控制性能，防摇控制系统正常运行前要由操作人员进行若干周期的装卸作业，以获得训练样本来训练该控制器，最终使其投入正常运行。另外由于是采用模糊神经网络，要根据实际对象的工作特点和控制要求对网络训练前各权初值进行有效确定，在加快网络训练速度的同时为网络训练奠定了良好的基础。
近年来，有关起重机防摇控制的研究是越来越多，众多国外学者都作了大量的研究，电子防摇技术成为了起重机防摇的主要研究对象，我国也从国外引进了电子式防摇技术。由于单摆运动本身就是非线性时变运动，且其固定点不断加速、减速，这就使系统变得非常复杂，难以获得精确的数学模型。当前采用的电子防摇技术是利用各种传感器和检测元件对一些信息进行信息搜集和检测，再将检测到的信息传送至控制系统的微机，通过处理后将最佳的控制参数提供给小车调速系统来控制小车的运行，以达到对吊具及载荷的摆动幅度的控制。这类防摇技术可以实现对吊具摆动的控制，但是由于需要经常变化绳的长度，再加上小车电动机在运行过程中会产生一定的摩擦，因此实际应用中又出现调整小车运行速度太频繁，司机不舒服的现象，导致某些装备了电子防摇系统的集装箱起重机后来又被拆除。而为了提高性能，传统得控制理论变得非常复杂，从很大程度上增加了控制设备初始投资和维修费用，而且降低了系统的可靠性。
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为了解决以上问题，提高电子防摇技术，学者们做了大量研究。通过大量的研究，研制出了一个比较先进的装置。在小车架下安装一激光、红外发射器或摄像头，以作为发射装置，另外相应得再安装一个接受装置，在吊具上架安装反射器，当吊具出现摆动的情况，接受装置会检测到吊具前后摆动的角度和角速度，从而能够准确得控制好小车的运行方向和速度，使摆动角度限制在一定的范围内，最终实现了防摇的目的。
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三、电子式防摇技术
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（一）传统控制理论分析
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二、机械式防摇技术
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机械式防摇技术通过在小车架下安装防摇装置，包括减摇钢丝绳、卷筒和力矩限制器传动链及带单向轴承的卷筒和制动器，通过机械手段消耗摆动的能量以实现最终消除摇摆的目的，从而提高起重机的工r中国设备管理网 5pK
与电子式防摇技术相比，模糊控制能够实现更为理想的控制效果，但是单纯的模糊控制很难实现“隶属度函数的自动实现”和“模糊规则的自动提取”，而神经网络不但能很好地解决这两大难题，而且能够增强系统的适应能力。模糊神经网络控制器，即FNN，是一个四层的神经网络，其中第一层为为输入层，第二层为模糊化层，第三层为规则层，第四层为输出层。基于模糊神经网络控制器的电子防摇系统是在原来的系统中增加数字式旋转编码器和可编程智能化传感器。数字式旋转编码器与传动轴相连，用于对小车位置和吊具高度的检测，可编程智能化传感器检测吊具摆角，因此该系统硬件非常简单，不需要对原小车控制系统做很大的调整。
当起重机启动运行过程中，小车与吊具通过柔性钢丝绳连接，通过电机带动在桥架轨道上运动，同时吊具也随着小车的运动而运动，相当于一个按照固定点移动的单摆运动。系统存在复杂性、非线性、时变性、不确定性和不完全性等因素，因此无法获得精确地数学模型。
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目前大多数机械式防摇装置都是基于这个原理，但是该防摇装置非常复杂，可靠性又不高，因此维修保养的工作量较大，而且防摇效果并不是十分理想；另外还可以通过增加悬挂系统刚性抑制摇摆，此类装置同样存在维修保养工作量大和防摇效果不理想的缺点，因此机械式防摇技术还有待于改进和提高。