一、成果简介 为了消除船舶清舱作业的安全风险，提高清舱效率，研发了船舶智能清舱作业系统，主要包含清舱机械远控清舱作业、门机自动化作业、清舱属具研制应用和船舱监控系统四部分内容。 1.清舱机械远控清舱作业 针对清舱机械司机劳动强度大，安全风险高的作业模式，采用“数字化、模块化、智能化”设计理念，实现了装载机和挖掘机的远程控制，将操作司机从舱内转移到远控操作室。 2.门机自动化作业 门机自动化系统采用三维激光扫描、高精定位、编码器定位、图像识别等技术，开发了智能三维数据采集和处理系统，实现船舱、物料数据仿真处理、门机抓斗姿态识别、轨迹模拟、安全防撞及最优作业路径规划等功能，实现门机远程控制、全自动化作业，门机自动化卸船率达90%，显著提高了作业效率。 3.多功能清舱属具的研制与应用 为了彻底将清舱工人解放出来，提高清舱效率，研究制作多功能清舱属具，主要包括、清舱刮板、振动夯及清扫刷，满足舱内边角、舱壁横梁的清理需要。 4.船舱监控系统研究应用 为了将上杆指挥手解放出来，应用视频监控和无线传输技术，研究应用了船舱监控系统。门机司机可以在司机室或者后方远控操作室实时查看舱内机械、货物和人员情况，提高了卸船清舱作业的安全性。 二、主要创新点 创新点1：清舱机械的远控改造 清舱机械远控改造总体架构分为五层，层与层之间相互交互，既有处理信息的能力，也有反馈信息的能力，通过对每一层进行开发和改造，达到完全远控和智能化的目的。 创新点2：清舱机械舱内环境感知 环境感知系统为舱内远控清舱机械设计的环境扫描系统，集成了多种传感器以实现环境扫描及流机定位的功能，使用到的传感器包括: Lidar，IMU，北斗。在船舱内没有定位信号的情况下，环境感知系统也能通过Lidar和IMU来实时进行流机的定位以及构建舱内情况的点云模型，与门机进行实时数据交互通讯，确保清舱机械和门机之间的协同避让安全可靠。 创新点3：船舱3D扫描系统 为掌握船舱内货物的实际情况，在门机臂架上安装3D扫描仪及云台，对船舱口和仓内物料进行扫描，并进行仿真处理，形成三维图像及舱口、料堆信息数据库。 智能三维数据采集和处理软件可以自动为门机规划最优作业路径，并将该信息转化为PLC控制指令，数据采集处理与三维成像系统与PLC控制系统之间数据实时交互，实现平稳、精确最佳取料点，同时稳定地在该区域进行抓取作业。 创新点4：挖掘机属具万向快接 为了更好的发挥清舱属具的作用且不需要外人协助进行安装，我们研制了挖掘机属具万向快接装置。该装置带液压油路自动连接装置，具有360平面旋转与左右上下倾斜等功能，可与多功能清舱属具在无外人协助条件下快速更换。 三、应用效果 船舶智能清舱作业系统的应用，将清舱工人从脏苦累险的工作环境中解放出来，实现了清舱机械司机、清舱工人和舱口指挥人员全部无人化，提高了清舱效率，保障了清舱作业安全，取得了良好的经济效益和社会效益。 一是通过技术改造，实现远程遥控，减少船舶清舱时装卸工人、外贸专班防疫人员合计48人，年可节约人工成本528万元。 二是是实现了清舱作业舱内无人，提高了清舱效率，保障了清舱作业的设备和人员安全。 三是将操作司机和清舱人员从舱内恶劣的环境中解放出来，改善了职工工作环境，保障了职工身心健康。 四是开创了国内外干散货无人清舱作业的新模式，有力推动干散货码头转型升级，全面引领行业发展。