Σύντομη ιστορία της εφεύρεσης και ανάπτυξης γερανών γέφυρας

Αρχαία χρόνια: Οι πρώτοι εφευρέτες και χρήστες γερανών ήταν αρχαίοι πολιτισμοί όπως η Κίνα, η αρχαία Αίγυπτος, η αρχαία Ελλάδα και η αρχαία Ρώμη. Χρησιμοποίησαν γερανούς που οδηγούνταν από ανθρώπους ή ζώα για να χτίσουν πυραμίδες, ναούς και υδραγωγεία. Μεταξύ αυτών, ο Αρχιμήδης της αρχαίας Ελλάδας θεωρείται ο βελτιωτής των γερανών. Εφηύρε την αρχή της έλικας, του συστήματος τροχαλίας και του μοχλού, που βελτίωσαν την απόδοση και την ισχύ των γερανών.

Αρχές 19ου αιώνα: Το πρωτότυπο του γερανού της γέφυρας σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από τους William Fairbairn και Joseph Stirling στην Αγγλία το 1846. Χρησιμοποιούσαν υδραυλικούς κυλίνδρους για τον έλεγχο της κίνησης του γερανού και ήταν κατασκευασμένοι από χυτοσίδηρο και χάλυβα. Η δομή και τα εξαρτήματα του γερανού επιτρέπουν τη χωρητικότητα φορτίου του γερανού να φτάσει τους 25 τόνους.

Τέλη 19ου αιώνα: Η εμφάνιση των ηλεκτροκινητήρων άλλαξε εντελώς την πηγή ισχύος των γερανογεφυρών. Τα πλεονεκτήματα των ηλεκτροκινητήρων είναι ότι μπορούν να προσαρμόσουν την ταχύτητα και την κατεύθυνση, να βελτιώσουν την απόδοση ελέγχου και την ασφάλεια. Ο παλαιότερος γερανός γέφυρας που χρησιμοποιεί ηλεκτρικούς κινητήρες παρουσιάστηκε από τη Siemens της Γερμανίας στην Έκθεση του Βερολίνου το 1876. Θα μπορούσε να αναρτηθεί από την πίστα με καλώδια, να κινηθεί και να περιστραφεί κατά μήκος της διαδρομής και να ανυψώσει και να κατεβάσει βαριά αντικείμενα.

Μέσα του 20ου αιώνα: Ο δομικός σχεδιασμός και το επίπεδο αυτοματισμού των γερανών βελτιώθηκαν περαιτέρω και διάφοροι τύποι και ειδικοί γερανοί γέφυρας φάνηκαν να προσαρμόζονται σε διαφορετικά περιβάλλοντα εργασίας και ανάγκες. Ανάμεσά τους, ο Oliver Evans των Ηνωμένων Πολιτειών θεωρείται ο πρωτοπόρος του αυτοματισμού γερανών. Το 1785, εφηύρε έναν γερανό που μπορεί να φορτώνει και να ξεφορτώνει αυτόματα φορτίο και μπορεί να επιτύχει αυτόματη λειτουργία μέσω μιας σειράς συσκευών μετάδοσης και μηχανικών βραχιόνων.

Αρχές 21ου αιώνα: Η κατεύθυνση ανάπτυξης των γερανών είναι η ευφυΐα, η δικτύωση, η σπονδυλοποίηση και η προστασία του περιβάλλοντος. Η τεχνολογία πληροφοριών, η τεχνολογία ανίχνευσης, η τεχνολογία τεχνητής νοημοσύνης κ.λπ. χρησιμοποιούνται για την πραγματοποίηση αυτόματης αναγνώρισης, αυτόματης ρύθμισης, αυτόματης διάγνωσης, αυτόματης προστασίας και άλλων λειτουργιών για τη βελτίωση των γερανών. ασφάλεια, απόδοση και εξοικονόμηση ενέργειας. Ταυτόχρονα, το Διαδίκτυο, το Διαδίκτυο των πραγμάτων, το cloud computing και άλλες τεχνολογίες χρησιμοποιούνται για την πραγματοποίηση απομακρυσμένης παρακολούθησης, ανάλυσης δεδομένων, έξυπνης λήψης αποφάσεων και άλλων λειτουργιών του γερανού και για τη βελτίωση του επιπέδου διαχείρισης και της ποιότητας υπηρεσιών του γερανού.

Η εφεύρεση του γερανού γέφυρας επηρεάστηκε από τη Βρετανική Βιομηχανική Επανάσταση, όταν οι σιδηρόδρομοι, τα πλοία και τα εργοστάσια απαιτούσαν μεγάλες ποσότητες βαρέως εξοπλισμού και υλικών. Οι γερανοί γέφυρας του Armstrong έχουν σχεδιαστεί για να καλύπτουν τις ανάγκες των ναυπηγείων του Newcastle upon the River1.
Ένα διάσημο παράδειγμα γερανού γέφυρας που κινείται με ατμό χρησιμοποιήθηκε κατά την κατασκευή του Tower Bridge στο Λονδίνο. Αυτοί οι γερανοί μπορούν να κινηθούν πάνω από τις προβλήτες της γέφυρας, σηκώνοντας ογκόλιθους από πέτρες και ράβδους χάλυβα βάρους έως και 300 τόνων2.
Μια σημαντική καινοτομία στους ηλεκτρικούς γερανούς είναι η χρήση εναλλασσόμενου ρεύματος αντί συνεχούς ρεύματος. Εναλλασσόμενο ρεύμα μπορεί να ληφθεί από σταθερά καλώδια μέσω συσκευών όπως συρόμενοι αγωγοί ή συλλέκτες ρεύματος, αποφεύγοντας τη χρήση και την αντικατάσταση μπαταριών. Το εναλλασσόμενο ρεύμα μπορεί επίσης να ρυθμίσει την τάση και τη συχνότητα μέσω εξοπλισμού όπως μετασχηματιστές και μετατροπείς συχνότητας για να επιτευχθεί σταθερή ρύθμιση της ταχύτητας του γερανού3.
Βασικό στοιχείο του ηλεκτρονικού συστήματος ελέγχου είναι τα όρια και οι δείκτες του γερανού. Ο περιοριστής μπορεί να εμποδίσει τον γερανό να υπερβεί το ασφαλές εύρος εργασίας του, όπως ύψος ανύψωσης, ικανότητα ανύψωσης, ταχύτητα οδήγησης κ.λπ. Η ένδειξη μπορεί να εμφανίσει διάφορες παραμέτρους εργασίας του γερανού, όπως βάρος, θέση, ταχύτητα κ.λπ. ευκολότερο για τους χειριστές και τις οθόνες να κατανοήσουν την κατάσταση λειτουργίας του γερανού4.
Μία από τις κύριες κατευθύνσεις ανάπτυξης των σύγχρονων γερανογεφυρών είναι η ευφυΐα και η δικτύωση. Οι ευφυείς γερανοί μπορούν να πραγματοποιήσουν λειτουργίες όπως η αυτοματοποίηση, η βελτιστοποίηση και η διάγνωση μέσω αισθητήρων, ελεγκτών και διεπαφών ανθρώπου-μηχανής. Οι δικτυωμένοι γερανοί μπορούν να πραγματοποιήσουν λειτουργίες όπως ο τηλεχειρισμός, η κοινή χρήση δεδομένων και οι συνεργατικές λειτουργίες μέσω τεχνολογιών όπως η ασύρματη επικοινωνία, το cloud computing και το Internet of Things.