2022-02-22
 
研究人員將尖端重力研究與建筑起重機的安全操作聯系起來
2022年02月22日   閱讀量:3725

一開始,斯蒂芬·施拉明格想做的只是寫下一個方程,幫助他獲得 G 的更精確值,G 是決定大質量物體之間吸引力強度的引力常數。為了測量這種吸引力,美國國家標準與技術研究院 (NIST) 的物理學家施拉明格和他的同事研究了所謂的扭轉擺的運動——在這種情況下,一組質量由一根細線懸掛,周期性地扭轉和解開,而不是周期性地來回擺動。


Schlamminger 推導出的方程式為如何最小化或快速抑制導線來回扭曲的量提供了指導中國建材網cnprofit.com。如果數量較少,則更容易定位和測量導線的位置,從而可以更準確地測量 G. Schlamminger 急于立即公布結果。但隨后他開始思考:這一發現只會讓少數人感興趣,即那些使用扭擺法測量 G 的人。


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該等式可以應用于其他設備嗎?


事實證明,他不必跑很遠就能找到聯系。


在 2 月 17 日在線發表在《美國物理學雜志》上的一篇文章中,他和他的同事描述了他們的 G 方程與建筑工地起重機操作員安全快速運輸重物所需的操作之間的驚人聯系。


當然,Schlamminger 最初并沒有考慮建筑起重機。但他記得大約 15 年前他還是一名博士后時的一次談話,當時他正在西雅圖華盛頓大學從事一個類似的測量 G 的項目。施拉明格的顧問問他是否知道起重機操作員的詭計。


操作起重機不適合膽小的人。將一千磅重的鋼塊擺動得太快或太遠,都會有人被殺死。但只需兩次精心編排的操作,熟練的起重機操作員就可以拿起重物并將其完全停止,而不會發生任何危險的擺動,準確地到達正確的目的地。此外,起重機的電纜和負載可以建模為垂直擺,它以類似于扭轉擺扭轉和解開的方式來回移動。鐘擺完成這一運動一個周期所用的時間稱為周期。


應用他為扭轉擺推導出的方程,Schlamminger 發現他可以預測起重機操作員需要應用于小車的速度變化的強度和時間 - 一種沿軌道水平移動負載的輪式機構。


如果起重機操作員運輸靜止的負載并將其移動相對較短的距離,則方程式建議將負載停在正確的位置:操作員應首先施加與起重機小車運動相反的速度,然后準確施加正好在一個鐘擺周期之后,在相反方向上的相同速度。


如果操作員最初必須在靜止時拿起負載并將其移動相對較大的距離(數十米),則該等式提供了不同的指導來解釋起重機在這種情況下的較大擺動運動:操作員應首先施加力它將起重機小車從靜止加速到一定速度,然后在半個周期后應用小車速度的第二次變化,使該速度加倍。


如果負載有自己的一些初始擺動運動,獨立于起重機,事情會變得更加復雜。在這種情況下,操作員施加力以控制負載的兩次時間不再恰好相隔半個周期或一個周期,但該等式仍然提供了適當的動作時間。


NIST 工程師 Nicholas Dagalakis 說:“我相信訓練有素的操作員可以執行這些操作,”以更安全地運輸建筑負載,他開發了數學模型并優化了 NIST 的 RoboCrane 的設計。Dagalakis 不是這項新研究的合著者。


Schlamminger 說,盡管經驗豐富的起重機操作員本能地知道 NIST 研究人員開發的策略,并且小車的計算機控制包含了這些運動,但這似乎是起重機操作第一次被數學形式描述。


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