1、智能起重機(jī)

與通用起重機(jī)相比,智能起重機(jī)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(jī)集成,實(shí)現(xiàn)感知,、分析、推理,、決策和控制功能,實(shí)現(xiàn)人機(jī)、物的交互,、融合,代替人工進(jìn)行感知,、決策和執(zhí)行,使起重機(jī)能適應(yīng)工作環(huán)境的變化。其工作流程與通用起重機(jī)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(yīng)的動作,完成在起重機(jī)工作過程中的識別,、感知,、操作和管理等。

2,、智能起重機(jī)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(jī)自動感知被吊物品的位置,自動識別被吊物品并校驗(yàn),自動取放被吊物品,自動選擇運(yùn)行路線,自動優(yōu)化運(yùn)行路徑并克服柔性升降系統(tǒng)的搖擺,準(zhǔn)確啟停物品存放相應(yīng)的位置,并在自動運(yùn)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(jī)的人工智能需突破幾個關(guān)鍵技術(shù),。

3、物品的識別,、校驗(yàn),、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(yùn)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(yùn)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(yàn)和反饋是數(shù)據(jù)的編碼、采集標(biāo)識管理,、傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化手段,是智能起重機(jī)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(biāo)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(yàn)后存儲的物品信息需具備普遍性,、性、 穩(wěn)定性和不可復(fù)制性,。

4,、空間定位技術(shù)

國內(nèi)部分高端產(chǎn)品雖然應(yīng)用了三維定位技術(shù)，但定位水平受限于整機(jī)系統(tǒng)的累積誤差,不能實(shí)現(xiàn)高精度定位,。目前,，普遍應(yīng)用的定位方式有2類:-類 是相對認(rèn)址,一般采用旋轉(zhuǎn)編碼器、激光或雷達(dá)測距,、視覺識別等方式實(shí)現(xiàn);另-類是認(rèn)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(shí)時認(rèn)址無線電,、紅外線、無線射頻,、GPS等方式實(shí)現(xiàn),。伴隨無線通訊技術(shù)的進(jìn)步， 通訊網(wǎng)絡(luò)的蜂窩定位及Wi-Fi,、藍(lán)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(jī)械設(shè)備的定位推廣應(yīng)用,。

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

由千起重機(jī)的作業(yè)范圍較大,單- -的定位方法難以達(dá)到需要的定位精度,，故大區(qū)域,、復(fù)雜環(huán)境下的**定位常采用”相對趨近尋址+定位認(rèn)址”的綜合定位技術(shù),相比單純的認(rèn)址或相對認(rèn)址定位的方式,具有更準(zhǔn)確、更穩(wěn)定,、更經(jīng)濟(jì),，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(jī)取物裝置都采用吊鉤, 只能采取人工摘掛,，吊運(yùn)某一類特定物品，通用性差,，制約了起重搬運(yùn)設(shè)備自動化程度的提高,。在吊取和搬運(yùn)散料、箱,、捆、卷等不同物品過程中,智能起重機(jī)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(jī)應(yīng)用的自動取物裝置或智能吊具, 實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的自動存取,是起重機(jī)實(shí)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(yùn)行路徑規(guī)劃和柔性升降系統(tǒng)的防搖擺定位控制是實(shí)現(xiàn)起重機(jī)運(yùn)行的必要條件,。起重機(jī)在工作過程中,大小車加減速以及負(fù)載的提升都會使負(fù)載出現(xiàn)來回擺動,不僅影響起重機(jī)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(shí)現(xiàn)起重機(jī)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(shí)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(yù)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(diǎn)固定不變的吊裝和搬運(yùn)環(huán)境,采用靜態(tài)路徑規(guī)劃即可滿足要求,。但是,當(dāng)環(huán)境中的障礙物不能事先確定或多臺起重機(jī)混合作業(yè)時，需要 采用動態(tài)路徑規(guī)劃的方法在線實(shí)時得到安全的路徑,。吊裝的路徑規(guī)劃,。近年來，學(xué)者們針對起重機(jī)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(biāo)算法,、快速隨機(jī)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(yīng)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(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(yīng)用,。1,、智能起重機(jī)

根據(jù)被吊物品的形態(tài)、包裝方式,、儲運(yùn)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(yùn)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(yàn)和反饋是數(shù)據(jù)的編碼,、采集標(biāo)識管理、傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化手段,是智能起重機(jī)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(biāo)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(yàn)后存儲的物品信息需具備普遍性,、 穩(wěn)定性和不可復(fù)制性,。

隨著無線移動通訊技術(shù)的發(fā)展,將感應(yīng)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(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(yīng)用,。