機群智能化工程機械體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)
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機群智能化工程機械體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù) 摘要:機群智能化施工是工程機械未來發(fā)展的主導(dǎo)方向,具有著 巨大的市場空間和廣泛的行業(yè)需求。本文從機群智能化定義和分類 入手,研究了機群智能化技術(shù)現(xiàn)狀,著重探討了機群智能化的關(guān)鍵 技術(shù),旨在為同行日后工作提供相關(guān)參考。 關(guān)鍵詞:機群智能化;機械設(shè)計;工程機械;遙控 上個世紀末期至今,以計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、智能控制技術(shù) 為代表的自動化技術(shù)得到
了飛速的發(fā)展。各種新技術(shù)、新工藝、新 設(shè)備不斷推出,并廣泛的應(yīng)用在機械工程領(lǐng)域,使得工程機械產(chǎn)品 的性能、效率和自動化程度都得到了大幅度提升。機群智能化便是 在這種時代背景下產(chǎn)生的一種機械產(chǎn)品,是現(xiàn)代化工程領(lǐng)域應(yīng)用最 為廣泛的一種,為此我們在目前有必要對其結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)進行分 析和歸納。 一、機群智能化概述 所謂的機群智能化主要指的是工程機械為了完成某一具體工程的 施工,以實現(xiàn)最佳資源配置、最優(yōu)工作效率和最好工作質(zhì)量為目的 的智能化工程機械組合,其工作是以同步施工為主,通過對各種智 能化機械的狀態(tài)、位置和可靠性進行研究的環(huán)節(jié)。 1、機群定義 所謂的機群主要指的是為了完成某一特定工程項目,采用不同的 機種、機械類型、機械數(shù)量的設(shè)備構(gòu)成的一個機械化群體。在工程 項目中,涉及到機群的每一個單元設(shè)備都被稱之為單機。在工作中 針對不同的施工需要、施工數(shù)量和施工需求,所選擇的機群也不盡 相同。 2、分類 機群智能化按照其操作系統(tǒng)一般可以分為遙操作工程機械、可編 程工程機械以及智能化工程機械三種。 2.1、遙操作工程機械主要指的是那些經(jīng)常處于高危、工作環(huán)境復(fù) 雜的機械,,在這些機械由于受到環(huán)境因素的影響其中存在著極大的 風險,為此采用遠程操控進行作業(yè)對于提高工程安全有著重要意 義。 2.2、可編程工程機械主要指的是通過改變工程機械控制程序來完 成不同任務(wù)的工程機械,是一種適用于結(jié)構(gòu)環(huán)境復(fù)雜、施工對象多 變的工程機械。 2.3、智能化工程機械主要指的是在工程施工中無需要工作人員直 接參與工作,通過安裝各種復(fù)雜傳感器以及微型處理器來獲取信 息,從而制定出相關(guān)應(yīng)對策略的一種自動化施工機械,這種施工機 械是一種自我感知、自我辨別、自我決策和自我控制的工作。 二、機群智能化技術(shù)現(xiàn)狀 機群智能化工程機械是我國近幾年來才提出的一個概念,其在國 外也不多見。這一結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)是與計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基 礎(chǔ)上形成的,是隨著工程機械單機智能化技術(shù)的成熟而發(fā)展的一個 系統(tǒng)模式。由于工程機械在過去都被人們普遍的認為是特種機器 人, 它通常工作在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下且工作環(huán)境復(fù)雜、 危險性大的區(qū)域, 這就造成了其智能化程度控制的困難。經(jīng)過多年的研究分析,截至 目前,世界上只有美國、加拿大、英國、德國等發(fā)達國家有這種機 群智能化技術(shù),這對于提高工程施工速度、施工效率和施工安全有 著重要意義。 我國智能化工程機械技術(shù)的研究工作始于 20 世紀 90 年代初, 1991 年開展工程機械機器人化技術(shù)的研究工作,先后進行了挖掘機機器 人化和推土機機器人化的技術(shù)開發(fā)。其后,在 863 智能機器人主題 的支持下,清華大學(xué)智能技術(shù)國家重點實驗室等一些科研單位與徐 工集團合作開展了工程機械機器人關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品化的多項研究, 己取得了初步進展。 三、機群智能化技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)以及發(fā)展趨勢 結(jié)合我國行業(yè)特點,建議選擇工業(yè)基礎(chǔ)較好、市場占有率較高、 具有行業(yè)帶動作用的道路施工工程機械(包括裝載機、混凝土拌和 站、自卸車、攤鋪機、壓路機和汽車起重機等) ,開展在線機群智 能化同步施工工程機械的研究開發(fā)和示范。該技術(shù)涉及多種大型智 能施工設(shè)備
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