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机电一体化-浅谈起重机的发展进程及趋势
浅谈起重机的发展进程及趋势
随着交通、冶金、建筑等行业的快速发展，起重机械设备需求量呈现增长趋势，不同行业对起重机的使用功能及性能也出现了不同的需求，所以本次研究集中于对起重机的发展进程及未来的发展趋势进行研究。通过对起重机的发展进程进行分析，发现后续起重机的发展应根据不同行业、不同岗位对起重机的需求进行针对性的优化。对于工作环境差，人为操作较为困难的行业及岗位是非常需要智能无人起重机的，所以后续对于这些岗位的起重机的优化可往无人智能化方向发展，如在起重机系统中增设智能操作系统，同时增设相应的传感技术、信息技术、自动化技术、通信技术、ERP信息技术等。
关键词：起重机；发展进程；趋势；智能
起重机械在中国的应用历史源远流长，古代灌溉用的桔槔便是现代臂架式起重器具的雏形。在现代社会，随着科技的向前发展，中国起重机械已经经过了已有二百余年的发展历史，其主要生产国家都是经济发达地区，如德国、芬兰，以及日本等，但其主要销售点仍集中于美国、欧盟，以及东南亚。中国起重机械的开发已经进行了进一步革新。近年来，由于铁路、冶金、建设等领域的迅速开发，起重机械设备需要量呈现出上升态势]，不同行业对起重机的使用功能及性能也出现了不同的需求，所以本次研究将集中于对起重机的发展进程及未来的发展趋势进行研究，为后续起重机的发展提供发展方向。
起重机械是指的是采用间歇、循环的工作形式，利用起落吊钩或其他吊具起升、落下或上升与水平转移货物的机械设备。根据中国国务院批复发布的特种设备名录中的要求，起重机器是指用以下垂上升或下垂下降与水准转移的机械设备，其适用范围要求为最高起重力超过或低于0.5t的起重型机器；额定起重力超过或等同3t以上（或额定起重力矩超过或等同40 t·m塔式起重机，或效率超过或等同300 t/h的装卸桥），且上升高程超过或等同2 m的起重型机器；层数超过或等同二层的机械式停车设施。
在中国经济的重大开发建设过程中，中国起重机械工业一直起着着重要的作用，它所生制造的起重机械设备在三峡水利工程、海洋重工和大中型基本建设工程中获得了广泛应用，三一重工、中联重工和徐州重型做为中国的先进重型设备生产单位，其生产工艺也早已达到了国外的先进水平。中国起重机械工业所制造的机械设备，一般分为较轻的机械起重力装置（千斤顶、滑车、卷扬机等）、吊车（桥式起重机、浮式、港口门座起重机、锚固式起重型机器、架桥机、履带起重机、塔式起重机及其全接地起重力机等）、起升机（启闭机、施工升降机及其举升机）、操作舞台和各种类的机械化停车装置。由于现在的工程建设离不开对起重机械的运用，所以为了应对各行业对起重机械技术装备的巨大需求，国家相关部门及相关研究部门应起到带动了起重机械行业标准化发展的作用。目前，中国起重机械业的年产值、起重机销售量和出口额都呈现了逐步上升的趋势。除了国内市场之外，中国的起重机械产业也开始获得了欧美国家的青睐，说明中国的起重机械产业的发展趋势已经开始逐步满足国际，并有着良好的发展趋势。
起重机也是一个欠驱动装置，可以用来减少起重机的成本、复杂度、体积和产品质量，起重机的从机数量的自由度。因而在它们出现非完整动作时显示出了很复杂多变的动态特征，这将对控制机构产生了很大的控制困难。而起重机也因为同时存在着高效负荷的振荡和被起重物小车或台车的动作，使得起重机手臂与高效负荷振荡间的关联是高度非线性的，并且它们相互之间是高度相互作用的。另外，风力以及其他不确定的外界扰动（例如摩擦等）也可以破坏起重机的工作特性。事实上，车辆的运动以及由该体育运动所产生的惯性运动也会造成高效负载的震动，但由于起重机的阻尼器数量一般很少，故所有暂态运动都要经过很较长时间，才能起到阻碍的作用。而起重型机器非结构化工作环境中也可以产生额外的高效负载运动，但电缆、吊钩和高效负载部件组成的柔顺特性，都会对较复杂系统的动作特性产生负面影响。有效载荷摆动方向的振动可包括纵向（平面内角）和横向（平面外角）两种分量，也可以利用控制婴儿车的运动方向来控制纵向摆动角度，而控制横面摆动角度则必须具有正确而合理的控制策略，有效负载的水平内、外部震动也可以由内部扰动或悬挂在中心时的外部扰动产生。
在整个工作流程中，最关键的是进行正确的车辆设定和控制有效载荷（货物）的摆动角，以便于在最少的时间内用最少的或不摆的方法把货物配送至目的地。另外，因为有效载荷的运动方式相似于摆锤，因此需要训练有素的操作者才能将起重机自动化和补偿有效载荷的摇摆运动。操作员们在操作过程中也要密切配合控制系统放慢步伐，同时合理补偿起重机的速度，以减少可能中断吊车运行的有效载荷摆动。一旦出现了严重晃动，甚至需要立即停止运行，直至停止摆动。想要更顺利的把载荷运送到需要的地方，就必须减少有效载荷的晃动最小化。
在实际工作中，起重机起重机可以采用多种动作形式加以控制，如抓紧、上升、搬运物品、降落等抓住物品的动作。其中控制系统的阻尼功能对精确控制过程起着关键性影响，通过使用被动及主动阻尼功能可以提高整体的控制。目前的研究成果认为，可以透过使用由径向簧片、阻尼器和电缆被动的阻尼器控制系统，来降低起重机速度摇摆。除操作员的控制之外，在操作过程中的反馈或前馈控制策略，也是一个很好的控制起重机的方式方法。
根据在不同的工程领域而相对应用的有许多种类的起重力机，如桥式起重机、龙门起重机、塔型起重机和动臂起重机等。一般说来，按照起重力机的基本构造原理和运动特性，可以把它们分成（1）桥式起重机和龙门起重机，（2）塔式起重机和动臂起重机这二个类别。
桥式起重机，是指可以随着生产线或厂房的宽度而在高架轨道体系上工作的起重机，一般它在x、y和z方位上设有三个工作自由度（DOF），车辆可以随着大梁的向右和向左移动。起重机的大梁以正交方位装设在桥上，这样就会形成往前和向后的运动方向。其吊钩也可上下吊起，以垂直装置的负载。
龙门式起重机和桥式起重机十分类似，但二者间最主要不同之处就是龙门起重机是可移动式的，它能在地面跑道上工作并由一个刚性钢质支腿承载，因此龙门起重机一般用作厂房、船坞和仓库。
塔式起重机的最明显特征就是具有径向回转运动。该径向运动方式可使悬臂结构围绕固定的垂直轴转动约180°至360°，而小车则随悬臂结构的平移方向移动负载，而吊钩也左右升降。因此塔式起重机主要应用于高层建筑的建设，以及把负载从一地方运送至另一地方，而塔式起重机一般设在固定的地方上，并重复同样步骤。
动臂起重机一般用作船舶或工程设备，它的在底座上通常设置有回转机构，并安装有动手机构，吊臂也可以进行回转运动，悬吊电缆或使负载的上升和向下运动。
起重机械工业在国民经济开发与建设中起到了巨大的作用，在各个行业的重大工程中对起重机械装备也作出了重大的贡献。起重机械在冶金建设项目、水电项目、核工业建设项目、天然气石化建设项目和重大城市基本建设项目中均获得应用。中联重科控股公司、徐工集团工程机械控股公司和三一重工均为国内一流的重型机械生产公司，主要生产工艺和品质近年均得到了大幅的提高。中国起重机械行业的发展经历几年的发展以后，在小型的机械生产领域已经有很大的进展，内容涉及：螺旋千斤顶、起重机以及其他起升作业设备等。在具体实施时，需要根据起重机械产业状况和用户对起重机械的要求状况，做好起重机产品的优化，实现起重机械产品标准化发展。尽管中国企业已研制成功了目前世界最高的四千吨级履带式起重机和一千二百吨级汽车式起重机，
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