智能化抓斗卸船机若干关键技术分析

何长锁

摘要：在全球化背景下，世界各国各领域的联系都在不断加深。在经济领域，国家贸易获得了迅猛的发展，散货码头的吞吐量呈现出逐步提升的趋势，这对码头货物装卸的效率提出了更高的要求。为了提高我国港口的竞争力，必须对管理体系进行优化，同时改进传统的装卸工艺模式。本文将就智能化抓斗卸船机的关键技术进行深入的解读。

关键词：智能化；抓斗卸船机；关键技术

近些年来，随着社会经济的持续发展，我国海运规模也在不断能提升，这不仅对我国航海技术提出了更高的要求，同时也对码头船上货物卸载技术提出了更高的要求。在所有的货物中，散货卸船的难度最高，同时散货运载船的运载量在所有海运运载船中占据着较大的比例，因此对智能化抓斗卸船机关键技术进行探究具有十分重要的意义。

一、智能化抓斗卸船机的控制技术分析

本文将以桥式智能化抓斗卸船机为例，对相关控制技术进行阐述分析。该种类型的卸船机由于运行方式丰富多样，因此控制方式也十分多样化。以对人工以来程度的差异为依据，可以将其分为手动控制、半自动控制以及全自动控制三种[1]。随着科学技术的不断发展，智能化控制技术被引入到桥式抓斗卸船机中，主要用于船体防摆动方面，虽然该系统可以在一定程度上环节作业人员的疲劳，但是并未完全实现自动化。目前，桥式抓斗卸船机想要真正实现完全智能化控制还有很长的一段路要走。接下来笔者将介绍几种现阶段比较常见的桥式抓斗卸船机控制方式。

（一）手动控制

手动控制是最传统的抓斗卸船机控制方式，同时也是对司机要求最高的方式，因此这种方式下卸船机控制对人工的依赖性较高，所有操作都需要司机独立完成，因此必须做到全神贯注，容不得一点差错[2]。在具体工作的过程中，司机主要是通过操作联动台上的手柄实现对车移动、抓斗开合的控制。司机不仅需要具备一定的专业技能知识，还需拥有丰富的工作经验，如此才能作出正确的操作，完成对抓料点和抓斗摆动的良好控制。由此可见，在手动控制方式下，司机的操作水平直接影响着抓斗卸船机的工作效果。此外，手动控制对司机提离以及脑力的消耗十分巨大，若是长时间保持高强度工作，很容易的因疲劳或是精力不集中导致操作错误的发生。

（二）半自动控制方式

由于手动控制方式对人工的依赖程度较高，抓斗卸船机的工作成效将会受到司机工作状态的显著影响，加之工作强度较高，因此操作失误率居高不下。同时，手动控制的方式使得桥式抓斗卸船机上面的可编程控制器和直接穿转矩控制变频的性能无法得到有效的发挥。因此为了解决手动控制方式存在的弊端，并发挥上述两个设备的性能，人们探索出了半自动控制方式，并逐步成为桥式抓斗卸船机发展的主要方向。相较于手动控制，半自动控制的操作更加简单，因此对司机综合素质的要求出现了一定幅度的降低，但司机的操作仍旧不可缺少。半自动抓斗卸船机的应用优势在于抓料点的选择以及抓斗过程中的摆动控制更加便捷，在消除抓斗摆动、抓斗避障、小车及抓斗位置确定等方面发挥出了显著的效果，在保障安全性的同时大幅度的提升了卸船机系统运行的效率。

与此同时，半自动抓斗卸船机在精准性和可靠性方面也存在一定的不足，因此在具体操作的过程仍旧具有很高的失误率。想要推动半自动抓斗卸船机的发展，必须解决一项技术难题，即假设半自动抓斗卸船机的内外侧位置保持不变，在实际操作中会因潮汐以及重力等因素导致船身出现倾斜或是假设位置发生改变，导致操作失误的发生[3]。在这样的情况下，若是不及时停止作业，将会引发严重的后果。

（三）全自动控制方式

全自动卸船控制方式目前仍旧处于概念阶段，因此想要制造出完全智能化的桥式抓斗卸船机仍旧需要更深层次的研究。全自动指的是通过三维成像技术的应用，使整个卸船过程脱离人工。全自动控制方式实现的难点在于智能传感、智能定位、智能控制以及图像图形处理等方面。只有解决上述几个方面的问题，才能真正实现智能化控制。例如，在散货三维数据获取和数据方面，考虑到智能化抓斗卸船机的实现会受到舱内物料状况、物料特性等因素的影响，针对如何获取舱内散货分布情况这一问题，有人设计出了以下系统方案：在智能控制系统控制下，以大车和小车的运动带动激光扫描仪对整个船舱进行扫描。之后通过坐标换算掌握散货料堆的三维坐标，基于以上坐标数据获得船舱位置、区分舱板数据、分离出货聊数据，同时对干扰数据进行排除。之后采取高效组织和快速插值的方式对掌握的离散散货点云数据进行处理，最后利用OpenGL进行散货三维表面模型的恢复，如此就可以实现舱内散货料堆数据的可视化。

二、散货三维扫描系统技术

关于如何完成实物模型到数字模型的转换这一问题，关键点在于物体三維立体信息快速获取。经过长期的探索研究人们创造出了许多方法，而在具体实施的过程中，则需要综合装置的构造、性能、成本、适用范围等因素进行对比分析，最终选择最佳方法。在所有方法中，应用最广泛的就是三维扫描技术。智能化抓斗卸船机中采用的散货三维扫描系统主要有三坐标测量机、激光三维扫描仪、双目立体相机、工业CT等断层扫描设备构成。该技术的优势在于激光扫描效率高，且能够快速、大量的获取空间点位信息，同时还可以大面积高分辨率的获取被测对象表面的三维坐标数据。在散货三维扫描系统中，通常将三维激光扫描仪安装在抓斗卸船机主梁下方。

三、结语

综上所述，智能化抓斗卸船机拜托了货物卸载对人工的过度依赖，大幅度的提升了货物尤其是散货卸船的效率和质量。因此我国应该进一步研究智能化抓斗卸船机，正确突破技术难关，从而推动我国海运事业的发展。

参考文献：

[1]李利慧.智能化抓斗卸船机若干关键技术分析[J].科技创新与应用，2016（27）：144.

[2]胡金涛.智能化抓斗卸船机的若干关键技术研究[D].武汉理工大学，2013.

[3]陆俊杰.桥式抓斗卸船机地震动力响应分析[D].浙江工业大学，2017.