1、起重机介绍

现阶段使用最多的大型起重机包括门式起重机和门座起重机。

1.1门式起重机

是桥架型起重机的一种，具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点，在船舶制造企业得到广泛使用。门式起重机主要用于室外的货场、料场货、散货的装卸作业。它的金属结构像门形框架，承载主梁下安装两条支脚，可以直接在地面的轨道上行走，主梁两端可以具有外伸悬臂梁。造船用门式起重机用于船台拼装船体，常备有两台起重小车：一台有两个主钩，在桥架上翼缘的轨道上运行；另一台有一个主钩和一个副钩，在桥架下翼缘的轨道上运行，以便翻转和吊装大型的船体分段。起重量一般为100~1500t，跨度达185m，起升速度为2～15m/min，还有0.1~0.5m/min的微动速度。

1.2门座起重机

是臂架型起重机的一种，具有沿地面轨道运行，可转动的起重装置装在门形座架上的一种臂架型起重机。门座起重机主要用于码头货场的散货、件杂货等货种的装卸作业，较大型的门座起重机当然也可以用于安装大型设备的特殊作业。有多档起升速度，吊重轻时可提高起升速度。有些工作机构还备有微动装置，以满足安装要求。它的门座高度通常较高，适应大起升高度和大幅度作业的要求，但工作速度较低，作业生产率不高。门座起重机有起升、回转、变幅和运行机构，前三种机构装在转动部分上。每一周期内都参加作业。转动部分上还装有可俯仰的倾斜单臂架或组合臂架及驾驶室。多吊造船起重机的主要安全隐患存在于两个环节，一是行走环节，二是起升吊装环节。行走时的安全防护是遏制多吊造船起重机之间发生安全事故的主要环节，大车行走过程中主要存在两类危险，一是同轨道上两车间的碰撞，二是单车行走时的两腿行走偏差。其中尤以第二种的情况发生概率大，造成危害严重。

2、起重机防碰撞面临的主要问题

近些年国内外学者对于起重机防碰撞技术做了大量的研究，也己经取得了很大的进展。现阶段，国内外应用比较多的主要有光线、微波和超声波等防碰撞装置，它们的检测距离较远、精度很高、功能也比较全并且可以设定多个报警距离。

但是在实际工作时，工作区域相距较近的多台起重机间的碰撞事故还是时有发生。这主要是因为传统的防碰撞装置存在着不足之处，例如虽然红外线防碰撞装置防碰撞距离较远，但是容易被外界环境影响，在强红外福射场所，信号可能被淹没；而激光防碰撞装置抗干扰能力强、定位准确，但其结构复杂，成本高，而且天气尤其是大雾所引起的光的色散和障碍物等因素都会影响激光通信的可靠性；超声波防碰撞装置成本虽低，但超声波定位精度较差，而且随着频率的增加，检测距离将减小。另外，由于光线直射式、反射式防碰撞装置和传统的激光防碰撞装置都是利用三角定位原理来确定防碰撞距离的，但起重机一般跨度都较大，两边车轮走行的也不一致，再加上轨道铺设不平等原因，使得这些防碰撞装置的实际防碰撞距离往往与之前设定好的距离有较大的误差。

3、起重机吊装防碰撞技术

监控服务器从各个起重机获得位置、速度等运行状态数据，根据上述模型和算法对起重机群进行监控，按照测量向起重机发出信息和指令。远程监控平台的核心功能之一是避免相邻起重机间的碰撞，这是根据整个起重机群的工作状态进行综合防碰撞管理的。本章将介绍的防碰撞算法的核心是找到运行过程中所有需要避免的碰撞条件。防碰撞算法需要考虑各种复杂的情况，包括每一台起重机、船厂现场建筑物、运行禁止区和天气条件。每个起重机的实时状态最初来自于通过安装于起重机不同部位的姿态传感器，再通过嵌入式测控机运行姿态解算算法计算而来提供了所有碰撞类型的分类，将重点介绍两种典型的防碰撞方式：两台相邻门座起重机的防碰撞方法及门座起重机和相邻门式起重机的防碰撞方法。

（1）起重机的碰撞分为四类。

• 即门式起重机与门式起重机的碰撞、门座起重机与门座起重机的碰撞、门式起重机与门座起重机的碰撞、门座起重机与建筑物的碰撞。
• 碰撞模型中主要考虑起重机之间的工作距离，其中门式起重机之间的碰撞模型是计算两门式起重机之间的距离；
• 门座起重机与门座起重机之间是计算其工作半径有无重叠区域；
• 门式起重机与门座起重机之间的防碰撞模型比较复杂，因为门座起重机的位置可能在门式起重机的轨道区域内，也可能在门式起重机轨道区域的两侧；
• 门座起重机与建筑物之间是计算门座起重机工作半径与建筑物边缘的距离。

（2）3D碰撞预警软件开发。

• 三维视景可以直观反应出起重机群的位置、运动等信息，而且可以任意切换观察角度、拉近拉远画面，不受天气、照明等环境因素的影响，这是其他任何监控方式都无法做到的。
• 在三维视景中的起重机上还可以叠加文字，显示吊件编号、任务计划起止时间、吊重等重要数据，便于指挥、调度和管理，可准确模拟演示实际运行效果。

（3）主要步骤包括。

• 根据设计图纸和实际测量，建立起重机和建筑等可能发生碰撞物体的精确三维模型和相互位置关系，并设置行程、方向等关键运行参数，构建虚拟起重机群场景。
• 运用空间解析几何等方法，设计三维空间距离计算和碰撞检测算法。
• 制定碰撞预警和防护策略，比如分为三级，起重机进入可能碰撞区域给出提醒，最小距离小于4米时发出警报，距离小于2米时紧急制动。

综上所述，近年来，国民经济的迅速发展，国家基础建设力度的逐渐加强，起重机作为工程机械领域的主要设备在各项工程建设中发挥了举足轻重的作用。但随着吊装难度的不断增大以及吊装环境复杂程度的不断增大，起重机驾驶员很难通过自己的注意力来保证安全吊装。希望对未来的起重机吊装工作有帮助。