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(dòng)基礎(chǔ)上,代替或輔助人的腦力勞動(dòng)。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(duì)應(yīng)的動(dòng)作,完成在起重機(jī)工作過程中的識(shí)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(dòng)感知被吊物品的位置,自動(dòng)識(shí)別被吊物品并校驗(yàn),自動(dòng)取放被吊物品,自動(dòng)選擇運(yùn)行路線,自動(dòng)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(dòng)運(yùn)行中記錄、監(jiān)控自身設(shè)備的工作狀態(tài),自動(dòng)診斷故障并報(bào)警。起重機(jī)的人工智能需突破幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

3、物品的識(shí)別、校驗(yàn)、反饋與信息存儲(chǔ)技術(shù)

根據(jù)被吊物品的形態(tài)、包裝方式、儲(chǔ)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(dòng)識(shí)別、檢驗(yàn)和反饋是數(shù)據(jù)的編碼、采集標(biāo)識(shí)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(shí)、管理、傳輸?shù)冗^程。包括條碼識(shí)別、RFID 射頻識(shí)別、語音識(shí)別、光字符識(shí)別、磁識(shí)別等特定格式信息識(shí)別技術(shù)和圖像、圖形識(shí)別、生物特征識(shí)別等圖像、圖形格式信息識(shí)別技術(shù)。識(shí)別、檢驗(yàn)后存儲(chǔ)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(duì)認(rèn)址,一般采用旋轉(zhuǎn)編碼器、激光或雷達(dá)測(cè)距、視覺識(shí)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(shí)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(cè)、空位探測(cè)、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(duì)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(duì)認(rèn)址定位的方式,具有更準(zhǔn)確、更穩(wěn)定、更經(jīng)濟(jì)，對(duì)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(dòng)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(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、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(dòng)取物裝置或智能吊具, 實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的自動(dòng)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(huì)使負(fù)載出現(xiàn)來回?cái)[動(dòng),不僅影響起重機(jī)作業(yè)效率,還會(huì)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(cè)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(duì)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。當(dāng)環(huán)境中的障礙物不能事先確定或多臺(tái)起重機(jī)混合作業(yè)時(shí)，需要 采用動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃的方法在線實(shí)時(shí)得到安全的路徑。吊裝的路徑規(guī)劃。近年來，學(xué)者們針對(duì)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(shì)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(dòng)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(chǔ)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(dòng)識(shí)別、檢驗(yàn)和反饋是數(shù)據(jù)的編碼、采集標(biāo)識(shí)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(shí)、管理、傳輸?shù)冗^程。包括條碼識(shí)別、RFID 射頻識(shí)別、語音識(shí)別、光字符識(shí)別、磁識(shí)別等特定格式信息識(shí)別技術(shù)和圖像、圖形識(shí)別、生物特征識(shí)別等圖像、圖形格式信息識(shí)別技術(shù)。識(shí)別、檢驗(yàn)后存儲(chǔ)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(dòng)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。