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起重机智能系统的技术演进、结构解析与应用展望

内容摘要

在众多需要安全性保证、领先、高速、准确位置、运行平稳的应用领域，现代智能起重机的应用显得尤为重要，因此，对其开展深入研究和讨论，不但有着重大的基础理论科学研究价值，而且也有助于提升整个控制系统的效率和可信度。

本文主要讨论了起重机智能系统的发展与应用。智能起重机是一种具有认知、计算、运动、协调、了解和决定操控等智能知识的机器。它的基本结构包括硬件和软件，可以帮助我们更好地理解和操控物体。目前，人工智能起重机的研究正在蓬勃发展，并且可以通过实际应用来解决科学问题。未来人工智能起重机的前景也是十分看好的。

关键词：起重机；智能起重机；智能系统

目录

TOC\o1-3\h\z\u内容摘要 1

引言 3

1智能起重机的定义 4

2国内外研究现状及分析 5

2.1安全监督和故障诊断 5

2.2精确定位和智能防摆 6

2.3结构智能优化设计 7

2.4遥控技术 7

2.5智能防撞 8

2.6机器人化起重机 8

3智能起重机的基本结构 9

3.1智能起重机的硬件结构 9

3.2智能起重机的软件结构 11

4起重机的智能化研究的应用 13

4.1无人驾驶起重机 13

4.2自动化集装箱码头 14

5起重机的智能化研究的展望 15

5.1智能起重机的体系结构 15

5.2智能控制的新理论和新技术 15

5.3多传感器的信息融合 15

5.4学习控制技术和方法研究 16

5.5智能人机接口 16

5.6智能路径规划 16

5.7智能结构优化设计的新方法 16

6结论 17

参考文献 18

引言

传统的起重机在运转中，由于受到外部各种因素的直接影响（如风力、摩擦力、电机力矩转动等），使得它们的吊装物品会发生来回摆动。这种摆动会导致载荷摆振，因此对操作人员的技术水平提出了更高的要求。随着2000t-m力矩的大型起重机在电厂设备吊装上的应用越来越普遍，它的工作效率的提高将会对电厂的施工和企业的效益产生影响。然而，由于负载摆动会对起重机金属结构产生周期性的倾覆力和扭矩，这将导致吊装工作定位准确度下降，辅助作业持续时间拉长，从而影响到整个施工过程的质量和效率。传统的起重机操作需要人工干预，由于操作室内视野有限，很难将重物准确地放置在指定位置。这不仅降低了作业效率，还会对现场人员造成危险。因此，现在有了更先进的技术，可以大大提高起重机的安全性和效率。传统的起重机已经跟不上时代的脚步，满足不了现代快速变化的世界。

起重型机器已经被应用于许多场合，如厂房、变电所、仓库、海港码头建筑、海洋钻探平台和建筑。它们的安全性、先进性、快速性和精确定位能力都得到了保证，并且正在朝着大吨位、高效、智能和多用途走向蓬勃发展。随着技术的蓬勃发展，用户对智能起重机的要求也越来越高，要求它具备出色的工作性能、舒适的操作体验、先进的自动化技术、安全可靠的工作环境以及完善的设备故障监控诊断能力。

经过多年的研究和探索，国家已经确定了利用机器人技术来改造现有的施工机械设备，即开发智能化工程机械设备。这种机械设备关系到机械工程、电子设备、液体、声音和光学等多个专业，它们通过电子计算机、控制、微电子技术和感应器科技等各种高新技术的综合，实现了机械设备内部信息的处理和传输。智能起重机是一种先进的工程机械，研究它的理论价值和实际意义都非常重要。

1智能起重机的定义

智能起重机是一种具备较高灵巧的智能化机械设备控制系统，它能够实现对物件的起重、搬运、拆卸和安置等作业，大大减少了体力劳作，提高了劳务生产力，并且能够完成各种特殊的工艺操作REF_Ref128347912\r\h[1]。它具备自动控制、可编程、人机交互和自动诊断等控制功能，使得起重型机器的运行更加高效、安全。智能起重机由一系列复杂的控制功能层构成，包括基本功能层、感应器层、讯号收集运行层、操控层和入机互动层，它具备人类智慧的特征，如认知、计划、动态、协调、学习以至进行决策管理等，能够实现更加高效、精准的操作。智能起重机是一种复杂的非线性系统，它关系到机械工程、电力电子、计算机技术、液压、信息系统和传感技术、新一代人工智能、通信与网络系统等多个学科领域。研究这种机械设备的目的在于提高其监测能力、控制效率、策划能力和结构设计能力。

智能监控系统是一种全部由微机操控的自主安全性控制系统，它可以实时监测起重型机器的运行状态，包括质量、吊臂高度、额定重量负荷、实际工作负荷、作业半径和吊臂高度等