項(xiàng)目的背景及目的
橋式吊車是一種十分常見(jiàn)的裝配運(yùn)輸工具，在港口、倉(cāng)庫(kù)、建筑工地等場(chǎng)所得到了廣泛的應(yīng)用，當(dāng)前，對(duì)于橋式吊車主要還是通過(guò)有經(jīng)驗(yàn)的工人來(lái)進(jìn)行操縱的，存在著培訓(xùn)周期長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，安全性不高等缺點(diǎn)。為此，設(shè)計(jì)一套操作方便的吊車自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以提高吊車系統(tǒng)的工作效率與安全性能, 并將工作人員從當(dāng)前這種艱苦的工作環(huán)境中解放出來(lái)。
技術(shù)原理與工藝流程
1） 橋式吊車自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
橋式吊車自動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分：吊車控制單元，工作空間監(jiān)控單元，和操作單元?？刂茊卧钦麄€(gè)系統(tǒng)的核心部分，它主要負(fù)責(zé)吊車的作業(yè)控制。該單元接收來(lái)自操作員的命令，還接收來(lái)自工作環(huán)境監(jiān)測(cè)單元的環(huán)境信息，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障或緊急制動(dòng)。監(jiān)測(cè)單元主要由多個(gè)CCD攝像頭和圖像處理器構(gòu)成，主要包括兩方面功能：將采集到的環(huán)境圖像實(shí)時(shí)地傳輸?shù)讲僮鲉卧?；?duì)環(huán)境信息進(jìn)行處理，得到障礙位置信息傳輸給控制單元以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障。操作單元是橋式吊車自動(dòng)控制系統(tǒng)的人機(jī)接口。
2）橋式吊車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
橋式吊車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要由機(jī)械主體，驅(qū)動(dòng)裝置，測(cè)量裝置和控制系統(tǒng)四部分組成。機(jī)械主體是指橋式吊車的機(jī)械部分。驅(qū)動(dòng)部分根據(jù)控制量來(lái)為機(jī)械部分提供相應(yīng)的力/力矩，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的安全、平穩(wěn)運(yùn)送?？刂葡到y(tǒng)的控制命令是跟據(jù)吊車系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型以及實(shí)時(shí)狀態(tài)反饋來(lái)在線計(jì)算的，而實(shí)時(shí)狀態(tài)的反饋則通過(guò)測(cè)量部分（主要包括編碼器等傳感元件）來(lái)完成。
主要技術(shù)性能指標(biāo)
? 橋式吊車自動(dòng)控制系統(tǒng)橋式吊車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要技術(shù)指標(biāo)：
? 負(fù)載定位精度：5mm。
? 負(fù)載擺角抑制：-10度~10度。
? 具有負(fù)載緊急制動(dòng)能力。
? 友好的人機(jī)界面。
? 橋式吊車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要技術(shù)指標(biāo)：
? 外形尺寸：2m×1.2m×0.5m。
? 控制周期：<1ms。
? 控制方式：力控制。

技術(shù)水平及用途
本項(xiàng)目得到天津市自然科學(xué)基金項(xiàng)目支持，應(yīng)用行業(yè) 1.運(yùn)輸 2.工業(yè) 3.建設(shè)。本項(xiàng)目的應(yīng)用可以提高橋式吊車系統(tǒng)的工作效率與安全性能, 既可將工作人員從艱苦的工作環(huán)境中解放出來(lái)，又可以增加橋式吊車在危險(xiǎn)、極端環(huán)境下的作業(yè)能力。此外，本項(xiàng)目所設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的橋式吊車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，也可以用于各大高校研究所進(jìn)行非線性欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)教學(xué)、科研的平臺(tái)。
應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)
本項(xiàng)目的研究成果，可以有效地提高橋式吊車系統(tǒng)的裝運(yùn)效率，減小系統(tǒng)操作復(fù)雜度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，增加系統(tǒng)的安全可靠性。從而將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，創(chuàng)造出良好的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，隨著素質(zhì)教育的進(jìn)一步深化，各大高校正不斷地尋求良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以提高學(xué)生的動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)興趣，橋式吊車作為一種典型的欠驅(qū)動(dòng)非線性系統(tǒng)是一個(gè)很好的研究對(duì)像，因此，項(xiàng)目組所設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的橋式吊車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在教學(xué)、科研上也有廣闊的應(yīng)用前景。