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(dòng)基礎上,代替或輔助人的腦力勞動(dòng)。即通過(guò)將傳感器與智能決策軟件與起重機集成,實(shí)現感知、分析、推理、決策和控制功能,實(shí)現人機、物的交互、融合,代替人工進(jìn)行感知、決策和執行,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(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、肢體等感知器官,代替操作員判斷作出對應的動(dòng)作,完成在起重機工作過(guò)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、決策和執行的過(guò)程中,需要起重機自動(dòng)感知被吊物品的位置,自動(dòng)識別被吊物品并校驗,自動(dòng)取放被吊物品,自動(dòng)選擇運行路線(xiàn),自動(dòng)優(yōu)化運行路徑并克服柔性升降系統的搖擺,準確啟停物品存放相應的位置,并在自動(dòng)運行中記錄、監控自身設備的工作狀態(tài),自動(dòng)診斷故障并報警。起重機的人工智能需突破幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

3、物品的識別、校驗、反饋與信息存儲技術(shù)

根據被吊物品的形態(tài)、包裝方式、儲運方法等,常見(jiàn)被吊物品包括:卷 (鋼卷、紙卷、薄膜卷等)、箱(集裝箱、料箱、轉運箱等)、塊(鋼板、鋼胚、盾構構件等)、捆(鋼管、螺紋鋼、軌道、型鋼等)、盤(pán)(電纜、盤(pán)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(dòng)識別、檢驗和反饋是數據的編碼、采集標識管理、傳輸的標準化手段,是智能起重機的工作基礎。該技術(shù)涉及物品信息數據的編碼、采集、標識、管理、傳輸等過(guò)程。包括條碼識別、RFID 射頻識別、語(yǔ)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、 穩定性和不可復制性。

4、空間定位技術(shù)

國內部分高端產(chǎn)品應用了三維定位技術(shù)，但定位水平受限于整機系統的累積誤差,不能實(shí)現高精度定位。目前，普遍應用的定位方式有2類(lèi):-類(lèi) 是相對認址,一般采用旋轉編碼器、激光或雷達測距、視覺(jué)識別等方式實(shí)現;另-類(lèi)是認址, -般采用位置限位開(kāi)關(guān)、編碼電纜(格雷母線(xiàn))、線(xiàn)性編碼器、 BPS 條碼、鏈輪鏈條以及實(shí)時(shí)認址無(wú)線(xiàn)電、紅外線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)射頻、GPS等方式實(shí)現。伴隨無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的進(jìn)步， 通訊網(wǎng)絡(luò )的蜂窩定位及Wi-Fi、藍牙紅外線(xiàn)、超寬帶、RFID 和超聲波等室內無(wú)線(xiàn)定位技術(shù)的定位精度越來(lái)越高,已逐步在機械設備的定位推廣應用。

起重機定位技術(shù)不僅涉及被吊物品的外形監測、空位探測、實(shí)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(pán)、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(lèi)特定物品，通用性差，制約了起重搬運設備自動(dòng)化程度的提高。在吊取和搬運散料、箱、捆、卷等不同物品過(guò)程中,智能起重機需配套自動(dòng)取物裝置或智能吊具,包括自動(dòng)摘掛吊鉤、C形鉤、電磁吸盤(pán)、真空吸盤(pán)、俶夾鉗、具掛梁、箱式吊具罐、抓斗、抓具等。根據各類(lèi)被吊物品的狀態(tài),研發(fā)適合起重機應用的自動(dòng)取物裝置或智能吊具, 實(shí)現起重機的自動(dòng)存取,是起重機實(shí)現智能化的關(guān)鍵環(huán)節。

6、路徑規劃與柔性升降系統的電子防搖擺技術(shù)

運行路徑規劃和柔性升降系統的防搖擺定位控制是實(shí)現起重機運行的必要條件。起重機在工作過(guò)程中,大小車(chē)加減速以及負載的提升都會(huì )使負載出現來(lái)回擺動(dòng),不僅影響起重機作業(yè)效率,還會(huì )引發(fā)事故。目前,常用開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制技術(shù)實(shí)現起重機路徑規劃和防搖擺控制。開(kāi)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劃的定位防搖擺控制。實(shí)現路徑規劃和防搖擺的閉環(huán)控制方法有很多,如反饋線(xiàn)性化、增益調度控制、滑?？刂?、預測控制、模糊控制、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制、 無(wú)源性 控制等控制方式。

對于障礙物地點(diǎn)固定不變的吊裝和搬運環(huán)境,采用靜態(tài)路徑規劃即可滿(mǎn)足要求。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(shí)，需要 采用動(dòng)態(tài)路徑規劃的方法在線(xiàn)實(shí)時(shí)得到安全的路徑。吊裝的路徑規劃。近年來(lái)，學(xué)者們針對起重機的路徑規劃給出了- -些有效的規劃算法,如人工勢場(chǎng)法、概率路標算法、快速隨機生成樹(shù)算法、遺傳算法、蟻群算法等。

隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)移動(dòng)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(shí)現基于被吊物品的三維定位、路徑規劃和防搖擺控制將得到廣泛應用。1、智能起重機

根據被吊物品的形態(tài)、包裝方式、儲運方法等,常見(jiàn)被吊物品包括:卷 (鋼卷、紙卷、薄膜卷等)、箱(集裝箱、料箱、轉運箱等)、塊(鋼板、鋼胚、盾構構件等)、捆(鋼管、螺紋鋼、軌道、型鋼等)、盤(pán)(電纜、盤(pán)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(dòng)識別、檢驗和反饋是數據的編碼、采集標識管理、傳輸的標準化手段,是智能起重機的工作基礎。該技術(shù)涉及物品信息數據的編碼、采集、標識、管理、傳輸等過(guò)程。包括條碼識別、RFID 射頻識別、語(yǔ)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、 穩定性和不可復制性。

隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)移動(dòng)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(shí)現基于被吊物品的三維定位、路徑規劃和防搖擺控制將得到廣泛應用。