摘 要：我國(guó)的海運(yùn)碼頭如今正在不斷地增加，而海運(yùn)碼頭每天所運(yùn)輸?shù)呢浳锪扛桥c日劇增。貨物量的增加使得更多的海運(yùn)從事者將目光聚焦在了海運(yùn)貨物卸船方式上面，如何采用更加適應(yīng)潮流的貨物卸船方式從而提高卸船效率和搬運(yùn)質(zhì)量就成為了一個(gè)普遍被關(guān)注的話題。

關(guān)鍵詞：智能化；抓斗卸船機(jī)；關(guān)鍵技術(shù)

我國(guó)的海上絲綢之路計(jì)劃使得我國(guó)的海運(yùn)得到了極大的發(fā)展，而海運(yùn)本身也是需要很多技術(shù)支持的，除了在海上運(yùn)輸?shù)倪^程中需要極高的航海技術(shù)，在船只到達(dá)碼頭后對(duì)船上貨物進(jìn)行卸貨也同樣需要技術(shù)支持。在貨物卸船中難度最大的貨物卸船應(yīng)當(dāng)是散貨卸船，散貨卸船所指的是在海運(yùn)中運(yùn)載煤炭、化肥、蔗糖、谷物、礦石等運(yùn)載船只的卸船工作，散貨運(yùn)載船目前的運(yùn)載量是僅次于集裝箱運(yùn)載量的第二大海運(yùn)運(yùn)載船。而對(duì)于散貨運(yùn)載船的卸貨而言其遠(yuǎn)比集裝箱卸貨要困難的多，于是針對(duì)這樣的情況橋式智能化抓斗卸船機(jī)就應(yīng)運(yùn)而生了，利用這種卸船機(jī)進(jìn)行散貨卸船工作可以在最大程度上提高卸船的效率并且保證卸船的質(zhì)量。

1 橋式智能化抓斗卸船機(jī)的控制方式

橋式智能化抓斗卸船機(jī)有著不同的運(yùn)行方式，通過對(duì)人工依賴程度的不同，我們將之分為手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)三種。在當(dāng)今智能化控制技術(shù)快速發(fā)展的情況下橋式抓斗卸船機(jī)也同樣走上了智能化的道路。橋式抓斗卸船機(jī)的智能化方面主要是表現(xiàn)在其防擺自動(dòng)控制系統(tǒng)方面，這種自動(dòng)控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛但是這種技術(shù)只是一種緩解司機(jī)工作中連續(xù)作業(yè)過于疲勞的一種途徑，其并不能真正實(shí)現(xiàn)橋式抓都卸船機(jī)的真正自動(dòng)化工作，充其量也僅僅是一種半自動(dòng)化的系統(tǒng)。在橋式抓斗卸船機(jī)的工作過程中其主要操作者和決策者依然還是橋式抓斗機(jī)的司機(jī)而非智能化程序，并且在對(duì)料點(diǎn)進(jìn)行抓取時(shí)還是需要人工的幫助因此這種智能化抓斗卸船機(jī)如果真正想脫離人工還需要走一段很長(zhǎng)的路，尤其是在人工智能對(duì)智能化抓斗卸船機(jī)的控制方面和對(duì)于貨物堆料點(diǎn)的檢測(cè)及圖像分析方面都還需要有更大的進(jìn)步。下面就來介紹一下目前的幾種橋式抓都卸船機(jī)的控制方式。

1.1 傳統(tǒng)抓斗卸船機(jī)

手動(dòng)卸船方式是對(duì)司機(jī)要求最高的一種卸船方式，司機(jī)在操作工程中必須高度集中精力，不能有絲毫差池，因此對(duì)手動(dòng)卸船方式時(shí)，其操作難度也是最大的。司機(jī)用操作聯(lián)動(dòng)臺(tái)上的手柄對(duì)車的行走和抓斗的速度及抓斗的開合進(jìn)行控制。這個(gè)過程中需要司機(jī)具有極多的橋式抓斗卸船機(jī)的操作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)抓料點(diǎn)的控制與對(duì)抓斗擺動(dòng)的控制都是一種相對(duì)主觀的工作起最考驗(yàn)司機(jī)的操作水平。并且就算司機(jī)的經(jīng)驗(yàn)老道但對(duì)于這些復(fù)雜的工作也依舊可能會(huì)在體力與腦力消耗過度的情況下出現(xiàn)失誤。

1.2 半自動(dòng)抓斗卸船機(jī)已解決的技術(shù)難題及應(yīng)用

手動(dòng)方式的抓斗卸船機(jī)其使用方式如上所述其使用起來相當(dāng)麻煩并且對(duì)人工的要求也極高，司機(jī)必須高度集中精神這對(duì)司機(jī)的自身綜合素質(zhì)都有幾較強(qiáng)的需求并且就算是素質(zhì)達(dá)標(biāo)的司機(jī)在如此高強(qiáng)度的工作中也難免會(huì)出現(xiàn)操作失誤的可能。并且手動(dòng)的操作方式將通常橋式抓斗卸船機(jī)上面的可編程控制器與直接穿轉(zhuǎn)矩控制變頻器的性能進(jìn)行了限制和扼殺，因?yàn)槭侨倘藶椴僮髦率惯@兩種控制器與變頻器形同虛設(shè)失去了原有的作用。相對(duì)于手動(dòng)方式的卸船機(jī)操作半自動(dòng)的卸船機(jī)操作則變得更加簡(jiǎn)單，對(duì)司機(jī)的要求也沒有那么高，并且對(duì)于變頻器與控制其的使用方面也發(fā)揮了一定的應(yīng)有作用，這也是為何目前半自動(dòng)橋式抓斗卸船機(jī)被眾多港口作為對(duì)卸船機(jī)發(fā)展的方向之一的原因。但是需要注意的是，就算實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)卸船方式依然離不開司機(jī)的操作，半自動(dòng)抓斗卸船機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于其對(duì)于抓料點(diǎn)的選擇以及抓斗過程中的擺動(dòng)控制上有著比手動(dòng)操作更多的優(yōu)勢(shì)。它的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在料點(diǎn)的選取和抓斗抓取兩過程。這兩個(gè)過程涵蓋了如何消除抓斗的擺動(dòng)、怎樣實(shí)現(xiàn)抓斗避障、采用何種策略控制小車和抓斗的準(zhǔn)確位置、如何保證安全性的同時(shí)提高卸船系統(tǒng)運(yùn)行的效率。但是需要注意的是，目前半自動(dòng)卸船方式的系統(tǒng)的精準(zhǔn)性與可靠性并非那般盡如人意，因此在操作中其失誤率也是很高的，所以必須由司機(jī)一直進(jìn)行輔助性的操作以保證其準(zhǔn)確率與可靠性。現(xiàn)階段已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的半自動(dòng)運(yùn)行方式是：抓料過程由司機(jī)完成，抓取完畢后司機(jī)探下一個(gè)踏板，卸船機(jī)自動(dòng)運(yùn)行至料斗進(jìn)行卸料工作，此過程中司機(jī)踩著踏板不放。卸料結(jié)束，卸船機(jī)自動(dòng)運(yùn)行。在半自動(dòng)卸船機(jī)的操作過程中有一個(gè)極為影響其發(fā)展的技術(shù)難題，這個(gè)難題使得半自動(dòng)卸船機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用收到了很大的限制。這個(gè)技術(shù)難題就是半自動(dòng)卸船機(jī)必須假設(shè)其內(nèi)外側(cè)位置是一成不變的，如果在實(shí)際操作中由于潮水的潮汐以及由于重力的減輕造成船身的傾斜或上浮都會(huì)使得其假設(shè)的位置發(fā)生改變，從而造成半自動(dòng)卸船機(jī)的操作失誤。如果此時(shí)繼續(xù)采用半自動(dòng)模式卸船將存在一定的危險(xiǎn)。艙內(nèi)散貨物料為不規(guī)則分布狀態(tài)，為了提高卸船效率，卸船時(shí)應(yīng)該盡量滿斗抓料，同時(shí)為了避免埋斗等現(xiàn)象發(fā)生，啟動(dòng)自動(dòng)循環(huán)時(shí)，下一個(gè)循環(huán)船艙上方的返回點(diǎn)仍然需要司機(jī)手動(dòng)設(shè)定。目前這種單循環(huán)半自動(dòng)控制方式存在一定局限性，上一個(gè)循環(huán)與下一個(gè)循環(huán)之間的連接需要司機(jī)手動(dòng)調(diào)整完成，但是這種調(diào)節(jié)方式需要很長(zhǎng)一段時(shí)間的反復(fù)訓(xùn)練才能掌握，并且依然離不開司機(jī)的經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)。

1.3 全自動(dòng)卸船概念及技術(shù)難題

全自動(dòng)卸船方式，應(yīng)當(dāng)說這還是一種概念性質(zhì)的卸船方式目前還無(wú)法真正的制造出智能化橋式抓斗卸船機(jī)，全自動(dòng)化指的是在整個(gè)卸船過程中都可以利用三維成像技術(shù)進(jìn)行脫離人工的全自動(dòng)卸船。通過以上分析，半自動(dòng)運(yùn)行方式已經(jīng)解決了控制方面的技術(shù)難題，進(jìn)一步自動(dòng)化的研究對(duì)象將是料點(diǎn)選擇算法問題。這個(gè)方面將智能定位、智能傳感、圖形與圖像處理、智能控制和余料清理等技術(shù)融合在一起，隨著科技的發(fā)展，這些技術(shù)已經(jīng)基本滿足智能化卸船機(jī)的需要，但是在實(shí)際應(yīng)用中因?yàn)槟壳叭斯ぶ悄芑€沒有發(fā)達(dá)到可以脫離司機(jī)的判斷直接準(zhǔn)確沒有危險(xiǎn)地完成抓料過程，使得智能化全自動(dòng)抓斗卸船機(jī)還處于一個(gè)研究階段，無(wú)法徹底地被應(yīng)用和普及開來。

2 智能化抓斗卸船機(jī)的抓料點(diǎn)連續(xù)自動(dòng)定位算法

首先我們要有一個(gè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化抓斗卸船機(jī)的前提，那在這個(gè)前提下其最大的困難應(yīng)當(dāng)就是抓料點(diǎn)的連續(xù)自動(dòng)地位算法。想實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)并且具有較高準(zhǔn)確性的連續(xù)自動(dòng)定位抓料點(diǎn)必須通過三維成像技術(shù)利用激光進(jìn)行全區(qū)域的散貨掃描。但是這卻是不切實(shí)際的，因?yàn)椴豢赡苊看巫チ隙寄苋ミM(jìn)行這種耗時(shí)很長(zhǎng)的三維成像技術(shù)的激光掃描，因此如何在不用全區(qū)域掃描的情況下進(jìn)行精準(zhǔn)的抓料點(diǎn)連續(xù)自動(dòng)定位就成為了一個(gè)技術(shù)難題。為了提高效率和節(jié)省時(shí)間沒有人會(huì)采用每次抓料都需要全區(qū)域掃描的智能化抓斗卸船機(jī)技術(shù)。因此如果想要這種技術(shù)普及就必須先解決抓料定位問題。對(duì)于這個(gè)問題最好的解決方法就是在抓料的過程中進(jìn)行局部位置數(shù)據(jù)的重新建設(shè)，即在重新進(jìn)行全區(qū)域掃描的前提下對(duì)于每一個(gè)被抓斗取料完成的區(qū)域進(jìn)行一次局部數(shù)據(jù)重建，然后再將這些數(shù)據(jù)直接更新到原有的全區(qū)域掃描的數(shù)據(jù)中，實(shí)時(shí)更新從而達(dá)到不重新全區(qū)域掃描也可以進(jìn)行精準(zhǔn)抓料的效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

關(guān)于智能化抓斗卸船機(jī)的技術(shù)難題實(shí)際上還有很多，但是在這里就無(wú)法一一贅述了，其實(shí)如果想實(shí)現(xiàn)智能化抓斗卸船機(jī)還是需要高度發(fā)達(dá)的人工智能支持，目前這種人工智能還停留在概念階段，所以智能化抓斗卸船機(jī)還有很長(zhǎng)的一段路要走。

參考文獻(xiàn)

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