1、智能起重機

與通用起重機相比,智能起重機具有人工智能,在代替人的體力勞動基礎(chǔ)上,代替或輔助人的腦力勞動。即通過將傳感器與智能決策軟件與起重機集成,實現(xiàn)感知、分析、推理、決策和控制功能,實現(xiàn)人機、物的交互、融合,代替人工進行感知、決策和執(zhí)行,使起重機能適應工作環(huán)境的變化。其工作流程與通用起重機相同,但增加的智能控制能夠代替人的視覺、聽覺、嗅覺、肢體等感知器官,代替操作員判斷作出對應的動作,完成在起重機工作過程中的識別、感知、操作和管理等。

2、智能起重機關(guān)鍵技術(shù)

在代替操作員感知、決策和執(zhí)行的過程中,需要起重機自動感知被吊物品的位置,自動識別被吊物品并校驗,自動取放被吊物品,自動選擇運行路線,自動優(yōu)化運行路徑并克服柔性升降系統(tǒng)的搖擺,準確啟停物品存放相應的位置,并在自動運行中記錄、監(jiān)控自身設(shè)備的工作狀態(tài),自動診斷故障并報警。因此,起重機的人工智能需突破幾個關(guān)鍵技術(shù)。

3、物品的識別、校驗、反饋與信息存儲技術(shù)

根據(jù)被吊物品的形態(tài)、包裝方式、儲運方法等,常見被吊物品包括:卷 (鋼卷、紙卷、薄膜卷等)、箱(集裝箱、料箱、轉(zhuǎn)運箱等)、塊(鋼板、鋼胚、盾構(gòu)構(gòu)件等)、捆(鋼管、螺紋鋼、軌道、型鋼等)、盤(電纜、盤條等)、件(斗、包等)、根(軌道、工字鋼、H形鋼、梁等)。各種狀態(tài)物品的自動識別、檢驗和反饋是數(shù)據(jù)的編碼、采集標識管理、傳輸?shù)臉藴驶侄?是智能起重機的工作基礎(chǔ)。該技術(shù)涉及物品信息數(shù)據(jù)的編碼、采集、標識、管理、傳輸?shù)冗^程。包括條碼識別、RFID 射頻識別、語音識別、光字符識別、磁識別等特定格式信息識別技術(shù)和圖像、圖形識別、生物特征識別等圖像、圖形格式信息識別技術(shù)。識別、檢驗后存儲的物品信息需具備普遍性、性、 穩(wěn)定性和不可復制性。

4、空間定位技術(shù)

國內(nèi)部分高端產(chǎn)品雖然應用了三維定位技術(shù)，但定位水平受限于整機系統(tǒng)的累積誤差,不能實現(xiàn)高精度定位。目前，普遍應用的定位方式有2類:-類 是相對認址,一般采用旋轉(zhuǎn)編碼器、激光或雷達測距、視覺識別等方式實現(xiàn);另-類是認址, -般采用位置限位開關(guān)、編碼電纜(格雷母線)、線性編碼器、 BPS 條碼、鏈輪鏈條以及實時認址無線電、紅外線、無線射頻、GPS等方式實現(xiàn)。伴隨無線通訊技術(shù)的進步， 通訊網(wǎng)絡(luò)的蜂窩定位及Wi-Fi、藍牙紅外線、超寬帶、RFID 和超聲波等室內(nèi)無線定位技術(shù)的定位精度越來越高,已逐步在機械設(shè)備的定位推廣應用。

起重機定位技術(shù)不僅涉及被吊物品的外形監(jiān)測、空位探測、實際存放位置的一維、二 維、三 維認址和定位方法,還涉及起重機取物裝置(吊鉤、貨俶、吸盤、抓具、抓斗等)的一維、二維、三維認址和定位方法。

由千起重機的作業(yè)范圍較大,單- -的定位方法難以達到需要的定位精度，故大區(qū)域、復雜環(huán)境下的**定位常采用”相對趨近尋址+定位認址”的綜合定位技術(shù),相比單純的認址或相對認址定位的方式,具有更準確、更穩(wěn)定、更經(jīng)濟，對土建 工程質(zhì)量的要求更低,更能適用起重設(shè)備惡劣的環(huán)境。

5、智能取物裝置

95%以上的起重機取物裝置都采用吊鉤, 只能采取人工摘掛，吊運某一類特定物品，通用性差，制約了起重搬運設(shè)備自動化程度的提高。在吊取和搬運散料、箱、捆、卷等不同物品過程中,智能起重機需配套自動取物裝置或智能吊具,包括自動摘掛吊鉤、C形鉤、電磁吸盤、真空吸盤、俶夾鉗、具掛梁、箱式吊具罐、抓斗、抓具等。根據(jù)各類被吊物品的狀態(tài),研發(fā)適合起重機應用的自動取物裝置或智能吊具, 實現(xiàn)起重機的自動存取,是起重機實現(xiàn)智能化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

6、路徑規(guī)劃與柔性升降系統(tǒng)的電子防搖擺技術(shù)

運行路徑規(guī)劃和柔性升降系統(tǒng)的防搖擺定位控制是實現(xiàn)起重機運行的必要條件。起重機在工作過程中,大小車加減速以及負載的提升都會使負載出現(xiàn)來回擺動,不僅影響起重機作業(yè)效率,還會引發(fā)事故。目前,常用開環(huán)和閉環(huán)控制技術(shù)實現(xiàn)起重機路徑規(guī)劃和防搖擺控制。開環(huán)控制方法主要包括基于輸入整形的定位防搖擺控制和基于軌跡規(guī)劃的定位防搖擺控制。實現(xiàn)路徑規(guī)劃和防搖擺的閉環(huán)控制方法有很多,如反饋線性化、增益調(diào)度控制、滑?？刂啤㈩A測控制、模糊控制、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、 無源性 控制等控制方式。

對于障礙物地點固定不變的吊裝和搬運環(huán)境,采用靜態(tài)路徑規(guī)劃即可滿足要求。但是,當環(huán)境中的障礙物不能事先確定或多臺起重機混合作業(yè)時，需要 采用動態(tài)路徑規(guī)劃的方法在線實時得到安全的路徑。吊裝的路徑規(guī)劃。近年來，學者們針對起重機的路徑規(guī)劃給出了- -些有效的規(guī)劃算法,如人工勢場法、概率路標算法、快速隨機生成樹算法、遺傳算法、蟻群算法等。

隨著無線移動通訊技術(shù)的發(fā)展,將感應器(陀螺儀、加速度傳感器、方位傳感器等)安裝在吊具或取物裝置.上 ，實現(xiàn)基于被吊物品的三維定位、路徑規(guī)劃和防搖擺控制將得到廣泛應用。1、智能起重機

根據(jù)被吊物品的形態(tài)、包裝方式、儲運方法等,常見被吊物品包括:卷 (鋼卷、紙卷、薄膜卷等)、箱(集裝箱、料箱、轉(zhuǎn)運箱等)、塊(鋼板、鋼胚、盾構(gòu)構(gòu)件等)、捆(鋼管、螺紋鋼、軌道、型鋼等)、盤(電纜、盤條等)、件(斗、包等)、根(軌道、工字鋼、H形鋼、梁等)。各種狀態(tài)物品的自動識別、檢驗和反饋是數(shù)據(jù)的編碼、采集標識管理、傳輸?shù)臉藴驶侄?是智能起重機的工作基礎(chǔ)。該技術(shù)涉及物品信息數(shù)據(jù)的編碼、采集、標識、管理、傳輸?shù)冗^程。包括條碼識別、RFID 射頻識別、語音識別、光字符識別、磁識別等特定格式信息識別技術(shù)和圖像、圖形識別、生物特征識別等圖像、圖形格式信息識別技術(shù)。識別、檢驗后存儲的物品信息需具備普遍性、 穩(wěn)定性和不可復制性。

隨著無線移動通訊技術(shù)的發(fā)展,將感應器(陀螺儀、加速度傳感器、方位傳感器等)安裝在吊具或取物裝置.上 ，實現(xiàn)基于被吊物品的三維定位、路徑規(guī)劃和防搖擺控制將得到廣泛應用。