1、项目背景：随着全自动海港及陆港货运码头的发展，物料搬运对起重机的自动化程度要求越来越高，特别是室外作业的具有精确定位防摇摆、视觉识别和路径优化技术的全自动起重机已成为世界桥门式起重装备的技术应用趋势，为打破核心技术“卡脖子”现象，该项目对智能起重装备关键技术进行了相应开发取得突破，并实现了了系列化和批量化生产，填补国内空白，创造了巨大的经济效益和社会效益。

2、研发内容及创新点：该课题研发了基于MEMS全环境的精确定位防摇摆系统系列全自动起重机，在起重机的精准定位及自动化方面有了显著的技术突破，形成了以下创新点：

2.1首创了基于微机械陀螺仪建立的室外全环境复杂工况的起重机柔性摇摆运动数学模型及防摇摆控制理论。

基于微机械陀螺仪的角动量守恒原理，在国际上率先将微机械陀螺仪用于吊钩终端(全闭环)作为室外全环境传感器件，微机械陀螺仪能自动识别室外的风力、风向、风速等外在条件，通过反馈信号反馈给PLC，PLC程序通过人工智能神经网络模型及模糊控制技术来计算出每一瞬间各个机构的运行加速度，通过执行机构变频器来控制各个机构的运行状态，实现起重机在载荷存在状态初始摆幅和室外有5级风以下的情况，最大剩余摆幅小于3％。

2.2首次将伺服控制及齿轮齿条啮合传动精度补偿技术应用于起重装备大小车运行机构精确定位控制系统。

采用双伺服电机齿轮消隙驱动方式控制原理，在齿轮齿条传动机构中加入弹簧机构来实现齿轮齿条间隙的自动调整，利用弹性元件的弹性来实现齿轮与齿条啮合时相互之间的作用力达到动态平衡，自动调节齿轮齿条中心距，使齿轮紧贴齿条啮合，达到自动调整间隙的目的，伺服控制提高了起重机运行的重复定位精度，起重机定位精度可达0.2毫米。

2.3首次在起重装备上综合应用了机器视觉识别、吊具液压系统集中管理与场景化呈现技术。通过自动识别控制技术及视觉图像处理技术实现目标精确定位，并通过网络化与工业物联网连接，呈现清晰的人机交互界面，实现起重机自动识别及场景化呈现功能。

2.4基于信息化、集成化自动控制技术及PLC自学习路径存储、自动规划起重机运行路线技术的应用，建立了多场景自学习理论模型，结合自检测及自诊断控制技术，实现了起重机自动优化运行路径、自动识别障碍物、躲避障碍物、自动故障诊断的功能。结合GPS全球定位系统，通过对吊具的定位实现对起重机和物料位置的定位，实现对起重机和物料的全程追踪、信息共享和可视化供应链管理，实现货物位置的优化分配，并实现对起重机安全信息与作业信息的采集。

3.知识产权及成果情况：该成果获得发明专利5项，实用新型专利15项，软件著作权6项，发表学术论文8篇；获得河南省科技成果3项，获得中国机械工业科学技术奖二等奖2项、三等奖1项，并获得航天重大贡献奖。

4、推广应用及效益情况：该成果已在军工、核电、航天航空、智能化工厂、钢铁等各种行业广泛应用，并获得了航天航空重大贡献奖。该成果近三年实现销售收入25096.5万元，利润5019.3万元，税收4174.5万元。并形成了年产500台智能化起重机的产业化能力，经济效益和社会效益非常显著。

成果说明

该成果产品在上海明匠智能系统有限公司、天津市中重科技工程有限公司、四川古蔺郎酒厂有限公司等多家单位投入使用，通过与公司MES系统的融合，实现物料搬运自动化运行和信息化管理，部分工序实现智能化应用，实现了无人值守的作业模式。同时由于实现了室外作业的全环境防摇摆控制，解决了室外作业方式智能化起重机的快速上下料操作，极大提高了企业的生产效率，减少了操作员工的劳动强度，给用户单位带来了显著的经济效益，投入使用之后均得到了客户的高度认可。近三年实现此类型产品销售合计612台套，收入25096.5万元，利润8019.

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