轮胎式龙门起重机全自动纠偏方法

　　当前，成熟的码头自动化方案均是基于轨道式集装箱龙门起重机（简称轨道吊，RMG），需要钢筋混凝土地基以及轨道作为基础，因此往往用在新建码头，其动工较大，成本高，影响原有码头作业［1］。而占有港口 90％市场的是传统的轮胎式装箱龙门起重机（简称轮胎吊，RTG），主要靠人工操作。对 RTG 的自动化改造是当前港口自动化的重要机遇和挑战，其关键是解决大车直线行走纠偏问题。由于 RTG 没有轨道，地面没有限制，容易发生轨迹偏离，胎压、负重、小车位置、甚至机械刚度都会影响其大车的直线行走。另一方面，大车朝着大跨距、大起重量的方向发展，单纯的依靠人工来驾驶定位难度不断增大，而且为了能够最大限度的使用场区空间，提高堆场利用率，集装箱的排列比较紧密，集装箱两侧留给起重机的偏移距离比较小，如果控制不够准确，极有可能发生碰撞事故。
1 轮胎吊纠偏常用方法
当前，无自动化的 RTG 纠偏采用目测法，即通过驾驶员观察运行线路上提前规划好的标志线来控制大车行进，使用这种方法的缺点是受天气条件限制比较大，而且驾驶员长时间观察标志线容易产生疲劳驾驶，会导致停车位置不精确［2］。为了适应港口自动化近年来出现了很多新的大车直线纠偏的技术方案。可分为如下几类：
1）差分全球定位纠偏法［3－4］。全球定位系统包含了 GPS、北斗、GLNOSS。差分全球定位可以提供厘米级别精度。但是全球定位系统对于周围环境要求较高，要避免高楼遮挡、电磁干扰，对于卫星遮挡时间要进行复杂处理。
2）图像识别纠偏法［5］。通过在大车行进方向上画参考线，并通过多摄像头识别确定当前大车是否跑偏。但该法易受雨、雪等天气影响。　
3）电磁感应纠偏法。通常在运行方向上，埋设磁钉（如厦门远海集装箱码头）或感应电缆，通过电磁感应确定位置［6］。这种方式易受干扰，对感应距离有要求。
4）光电测距、超声波测距纠偏法［7］。光电测距法通常需要激光测距传感器或激光扫描传感器，在大车两侧设置隔板，根据传感器测出大车和隔板之间的距离来判断是否跑偏。它对反射面有要求且易受外部光线干扰。超声波则测量不出小物体，响应较慢且易受到大风和温度的影响。
5）编码器纠偏法［8］。该法在造船厂龙门吊及 RMG 上使用较多。在 RTG 上，较难检测路面起伏和道路损坏引起的误差。
　　上面的方法，重点都在检测外部环境，识别偏差进而实现纠偏，所以也易受外部环境的干扰。近年来，随着罗经技术的发展，其精度越来越高，成本越来越低，使其在港口应用成为可能［9－10］。罗经是一种不受外界干扰靠自身的旋转陀螺仪测定方位基准的仪器，常用于确定航向基准和提供观测运动物体方位基准。普通的电罗经精度可达 0．1°，而光纤罗经精度可达 0．01°。同时，它安装方便，不受外界影响。基于此本文提出并实现了一种基于罗经和光电距离传感器相结合的纠偏方案。由于光纤罗经成本较高，本文采用普通电罗经。

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结束语

本研究出现了一些问题，如电机在高速的状态下电流出现了畸变，这限制了步进电机的最高转速的提高，这是下一步研究工作中要重点解决的问题。

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