（1）背景

近年来，国内经济的迅速发展，推动了港口的经济发展，而作为港口常用机械设备的门座式起重机，因其具有高效的作业能力、低成本建设费用，机动灵活，通用性强等优点，在港口得到广泛的应用，目前国内已经有许多厂家可以自行生产门座式起重机，有的甚至畅销到国外。但由于发展时间较短，与西方发达国家相比还存在一定的距离，还需要继续坚定科技创新的理念，加快机械设备的技术水平和功能的发展。

目前，西方发达国家由于其发展时间较长，工业化程度高，在自动化码头方面处于领先地位，已经有不少自动化码头在运营使用。至于国内已经有不少的港口开始探索自动化码头建设，其中上海洋山港已经建设完成投入使用，取得了良好的经济效益。而作为港口重点设备的门座式起重机，如何实现它的自动化关乎着自动化港口的进一步深入优化。另外智能制造作为未来制造业的趋势和核心内容，而制造过程中必然存在着材料的搬运过程，起重机作为搬运的主要设备，它运动过程是否能够智能化，关乎着智能制造的推进。

（2）国内外研究现状

门座式起重机作为物料搬运机械中的最主要的一种，在各行各业中得到广泛的应用，而运行机构作为门座式起重机运行基础，它的好坏关系着起重机是否能够持续运行。近年来，在南京的部分港口[8]和日照港[4]等地方多次发生行走台车立轴座断裂故障，在影响起重机的正常使用的同时增加了维修费用，对港口的日常运行造成不利的影响。因此对其进行研究，改进其结构使其更加合理，减小出现故障的几率，具有重要的现实意义。

未来的一段时间内，门座式起重机主要发展趋势[1][2]包括以下几个方面：

（1）面向大型化，高速化，专用化发展。工业生产规模的不断扩大，市场竞争力急剧增加，为了提高港口生产效率，降低生产成本，提高经济效益，这就要求门座式起重机向大型化，高速化，专用化方向发展。

（2）提高产品的自动化、智能化和数字化程度。现如今，港口生产规模扩大，对于操作司机的身体素质要求较高，需要使用先进的电子技术和现代的机械设计方法实现门座式起重机的自动化和智能化以适应现代工业发展的需要。但由于货物的大小、形状等各异，难以实现完全自动化，故需继续用计算机和数字化技术结合，通过反馈等技术，使起重机具有自我保护和自我检测功能，以满足生产需求。

（3）采用仿真和虚拟技术。由于门座式起重机的独特性，港口难以直接对门座式起重机进行停机用于学者的研究，而且也会影响港口的日常生产，故急需建设门座式起重机虚拟模型，方便学者的研究。许多学者开始对门座式起重机机构的仿真和参数化设计进行研究，如张波等人对运行机构的平衡梁进行三维参数化设计[7]，对于运行机构的破坏原因研究具有重大意义，另外胡静波等人在建立门座式起重机模型的基础上[5]，利用ADAMS软件进行制动性能仿真，研究相关方法提高整机的抗滑安全性和抗倾覆。同时，由于计算机技术的发展，许多学者纷纷开始探索港口机械CAD系统[6]，CAD技术是人脑和电脑想结合的产物，使用CAD系统可以实现从设计到制作施工图纸的优化过程，减少设计者因失误而需反复修改的繁琐性。

（3）目的和意义