无线定位技术在移动式起重机中的应用

无线定位技术在移动式起重机中的应用

李清龙

身份证：420321199105205131  浙江省 杭州市 310000

摘要：在世界经济一体化发展形势下，国家各个地区乃至世界各国的贸易往来和物资流通越来越频繁，再加上各个领域的不断繁荣壮大，都促使移动起重机的应用范围不断拓展，起重机操作和工作安全的重要性也随之越来越突出，在相关技术人员的不懈研究下，目前的起重机已经得到不断改进和优化，相关现代化新技术也陆续应用到起重机操作和工作过程中，而本文主要探讨移动起重机运行中应用的无线定位系统设计，希望能助力起重机工作性能的优化。

关键词：无线定位技术；移动式起重机；技术应用

引言

移动式起重机在机械制造与冶金生产车间、石油、港口以及铁路和建材等领域都有所应用，很多时候，起重机所处的工作环境会比较复杂，大跨度、大负载以及高危环境等特殊作业要求，不仅对起重机操作人员的专业能力提出了严格要求，而且也在一定程度上增加了起重机工作过程中的安全风险系数，在起吊过程中，往往会出现被吊件和起重机吊钩存在位置偏差情况，从而导致安全事故的发生，因此亟需实现智能化信息化技术在起重机工作中的合理应用，以便为起重机操作工作安全提供可靠保障。

1 无线定位技术在移动起重机系统中的作用

当前，随着越来越多的起重机开始配备 GPS系统来满足不同的作业需求。但GPS系统受到信号稳定性较差以及分辨率较低的影响，大多只能对起重机的二维静态位置进行记录，无法对起重机作业过程中周边的复杂环境进行三维坐标的精确定位。在加装了性能较好的传感器以及复杂算法之后GPS设备的定位精度得到了有效的提升。但是相应的技术成本投入也快速上升，并且这些高清技术仍然掌握在发达国家手中，在使用的过程中会受到多种不同角度的限制，无法实现将这些高精度GPS系统应用在大多数起重机设备中。通过无线定位技术有效的缓解了起重机在开展三维定位过程中的劣势和成本较高的问题。

2 无线定位系统设计

2.1起重机定位

(一)目标，智能天车系统是当前起重机定位过程中所应用的主要技术，利用天车系统能够实现多个吊装位置的操控，同时还能够保证在操控过程中多个停车系统不会出现干扰碰撞问题，对于规避障碍物也实现了较好的精度和准确率。在对起重机定位系统进行研发的过程中首先要依据起重机及其工作作业面等多种因素进行规划设计，制定对应的编码逻辑方案，通过对周边环境的轮廓信息进行收集来调整作业系统的工作流程以提升天车系统的整体安全性和稳定性。

(二)系统实现

通过在停车系统中加装激光轮廓设备并编写相应的代码，结合天车自身结构特征，来对天车系统作业过程中的周边轮廓信息进行收集，并对这些信息进行安全性判断，从而实现障碍规避，保证天车系统的高效运行。通过对天车系统的结构以及编码内容设置相应的参数实现相应的预警能力，通过对运行过程中出现的各类问题进行收集和优化，使天车系统在出现碰撞时能够发出相应的预警信息。依据起重机高度和天车系统的自身结构来不断优化和改善预警判断逻辑。这对于提高天车系统的安全性保证企业的经济效益都有着非常重要的作用。

(三)系统模拟作业流程

在进行天车防撞系统的测试过程中需要对防碰撞系统进行模拟，通过模拟过程对防碰撞系统的判断能力进行优化。天车防碰撞系统的原理是利用天车系统两侧的激光轮廓设备在天车系统运行的过程中对其下方的仓库开展扫描作业通过获得高度信息，并将利用该信息来进行碰撞判断，保证了天车系统具备规避物体的能力。同时需要在停车系统的前进方向设置相应的保护区，当天车系统检测到障碍物时可以通过判断系统获得规避指令避免出现碰撞现象。利用旋转编码器能够在有效降低成本投入的前提下对天车系统运行过程中所涉及的空间三维坐标进行设置，就能够有效的提升旋转编码器的运行稳定性避免出现距离判断错误。

2.2 防摆系统的作用

起重机在运行的过程中通过钢丝将吊具进行连接，使得起重机的稳定性得到了一定程度的加强，避免了在起吊货物的过程中出现严重的摆动。这是起重机系统中所包含的防摆系统的重要任务。该任务的主要目标是对控制摆动过程中所出现的各类问题展开分析并建立相应的解决方案使得起重机能够更加符合企业生产过程中的各类需求。在实现起重机防摆过程中，通过防摆控制系统来辅助对起重机进行的控制操作。该系统适用于门式和桥式等不同类型的起重机，系统采用了Simotion平台作为主要技术基础，该平台具备较好的经济性和较强的适用范围，同时因为系统具备升级能力，使得该系统能够通过升级来改善作业过程的各种问题。利用网络平台与Simotion平台进行有效的融合，实现了通过起重机作业过程中起吊物体的摆动方向作为依据，通过龙门轴以及移动轴来控制摆动幅度。在启动期作业的过程中可能会因为移动所导致的摆动，通过该系统进行摆动控制使得起重机提高了运输效率，降低了安全风险，保证了起吊货物的安全。

2.3 地面信息交换系统

在起重机开展起吊作业时要制定相应的工作计划，并结合地面管理系统使得设备的运行过程得到有效的控制，同时还要保证设备在移动过程中对其移动信号进行收集和传输，使得地面控制系统能够依据这些信号展开操作，同时能够利用相关的信息数据来对信息系统进行不断地优化，保障通信过程的流畅，这对于起重机作业过程中的信息交互有着非常重要的保障作用。

在具体的信息交换系统优化过程中，首先要将网络系统进行优化和升级，对于网络系统的基础包括无线基站以及光纤通信及其对应的服务器进行正确的设置，以保证网络通信辐射范围包含整个作业区域。通过对通信过程中所存在的各类问题和弊端进行有效的解决使得作业系统的通信能力得到大幅度提高。在通讯系统协议的优化过程中要保证车载无线客户端以及不同区域的基站能够依照TCP IP作为基础通讯协议来展开通信活动，同时要将光纤和无线网络进行有效的关联使其信号传输能力得到有效的加强，保证信号的实时传输效率和完整度。在工业通信领域所使用的以太网中所选择的协议多为Profinet。该协议多集中于西门子的相关设备中，在远程控制过程中有着较好的信号传输能力。通过车载工控机所配备的双网口通信设备来开展信息交互，同时对交互过程中存在的问题进行分析，并在此基础上对工控机进行优化和调整。通过CLTS服务器来对数据交换进行管理和监督，通过该服务器和MESHUOZHE CLTS进行数据交换，完成了数据处理流程，实现了数据的优化和保障目标。最后是通过图像监控系统将相关信息传输至CLTS系统中，同时通过无线系统管理流程对视频系统采集的图像进行配置和优化 ，使得企业生产过程中出现的问题得到清晰全面的掌握。能够得到全面的掌握在进行视频设备的选择过程中应当尽量选择成像质量较好清晰度较高的设备，对于监督管理效果有着良好的提升作用。

结束语：以上文章首先简单分析了在起重机上配置通用和专业GPS设备的不足之处，以及在移动式起重机上应用无线定位技术的实际意义，然后从起重机定位过程、起重机防摆系统以及地面信息交换系统三个方面同时入手，比较详细的探讨了移动起重机运行中应用的无线定位系统的合理设计，希望能为保证移动起重机使用安全做出一点贡献，

参考文献

[1] 袁智, 陶艺辉. 基于神经网络的桥式起重机定位系统设计[J]. 现代电子技术, 2020, 43(11):5.

[2] 刘东辉, 余珍胜, 李书强. 远控岸边集装箱起重机定位技术[J]. 港口装卸, 2020(4):3.

[3] 游谊, 张自强, 董燕,等. 基于模糊控制的塔式起重机定位和防摆仿真实验[J]. 实验室研究与探索, 2022(2).