【編者按】就工程機械智能化的問題谚碌,本文對智能化工程機械的發(fā)展現(xiàn)狀及關鍵技術续徽,進行了研究畏妖,即電液比例控制技術傅瞻、狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術刺勇、自動變速技術、衛(wèi)星定位技術等迟摹,概述了施工過程的機群智能化控制觅氢。機械工業(yè)的智能化不僅可減少人類的體力勞動,而且更重要的是可替代人類的腦力勞動跋章,從而實現(xiàn)腦力勞動的機械化虐恋、自動化。智能化工程機械和機群智能化施工是工程機械的未來發(fā)展方向往姆,具有巨大的市場空間與廣泛的行業(yè)需求奇搪。
1概述
自動化工程機械一般可以分成三類:遙控操作工程機械曼中、可編程控制工程機械和智能化工程機械遗酷。遙控操作工程機械經(jīng)常被用于危險或人類難以進入的作業(yè)環(huán)境住龙,如水下、高溫笛驴、高壓监征、核輻射環(huán)境,由操作者通過遠程控制完成作業(yè)任務饵逐±撸可編程控制工程機械通過改變工程機械的控制程序,完成不同的任務倍权≈啦颍可編程控制工程機械適合在結構化環(huán)境下進行工作,一旦外部施工環(huán)境和施工對象發(fā)生變化薄声,則需要重新編寫控制程序当船。目前絕大多數(shù)自動化工程機械都是可編程的。智能化工程機械不需要操作人員的參與默辨,通過安裝各種復雜的傳感器來獲取環(huán)境的信息德频,具有自我感知、自主決策缩幸、自動控制的功能壹置。
工程機械的智能化,就是將智能化技術應用到工程機械中表谊,用信息技術钞护、計算機技術、控制技術等高新技術融入工程機械爆办,以提高工程機械的操縱性揩臊、平穩(wěn)性、舒適性宦逃,提高工作效率葬爽,并向智能化方向發(fā)展。智能化工程機械涉及機柄哀、電嘱董、液、聲把丹、光和化學等學科图兑,以計算機技術、控制技術躯法、微電子技術蔫卦、傳感器技術等為基礎,將多種技術組合起來進行機械內(nèi)部的信息處理。智能化工程機械是智能機器人的一類桨座,目前還正處于探索階段读黑,預計在未來將具有廣闊的前景。
1.1智能化系統(tǒng)概要
智能化系統(tǒng)的定義:具有(或部分具有)人類智能破讨,能模擬(或部分模擬)人類智能的系統(tǒng)稱為智能化系統(tǒng)丛晦。其特征如下:(1)多信息感知與融合;(2)正確地識別提陶、推理與決策烫沙;(3)聯(lián)想記憶;(4)自治控制隙笆,即自相似锌蓄、自學習、自適應撑柔、自組織瘸爽、自維護;(5)容錯乏冀。當然蝶糯,就智能的高級形態(tài)而言,還有信念辆沦、意圖昼捍、喜愛、厭惡丛滋、誠摯央匀、承諾等理性和情感的因素,這在當前“人為”的智能系統(tǒng)中還難以達到技窝。工程機械智能化系統(tǒng)一般由獲得環(huán)境信息的傳感器试著、認識判斷由傳感器獲得的信息及控制實際作業(yè)的執(zhí)行器3部分組成。
例如叙冕,當對剛爆炸破碎巖石進行挖掘作業(yè)時橱柒,其作業(yè)對象是破碎堆積物,必須用傳感器取得這種破碎堆積物的堆積狀況等三維信息和作業(yè)對象物以及自身(智能建設機器人)如何分離這些信息的方法鹉某。掌握破碎堆積物的堆積狀況主靡,自身認識環(huán)境,接著继躁,以計算機等存儲的知識為基礎否艺,弄清如何進行實際的高效率作業(yè),或者制定作業(yè)計劃虎炸,最后由執(zhí)行此作業(yè)的計算機通過執(zhí)行器發(fā)出指令盒苛,進行實際作業(yè)怜俐。但是工程機械的作業(yè)對象是自然界,很難具備有智能建設機器人適用的環(huán)境邓尤。地面狀況有軟有硬拍鲤,含水率和透水性也隨場所而不同。特別是剛爆破而碎裂的堆積物裁赠,巖石的粒度不一定殿漠,含有大巖石時搬運困難。當進行挖掘或裝卸作業(yè)時佩捞,其作業(yè)環(huán)境隨時都在變化。即這些作業(yè)不僅沒有達到事前定型化的作業(yè)循環(huán)蕾哟,而且在作業(yè)過程中還需要頻繁變更作業(yè)前制定的作業(yè)計劃一忱。就是說,智能建設機器人一旦開始作業(yè)谭确,要用另外的傳感器掌握作業(yè)的進行情況帘营,碰到硬巖石或者因外部干擾而不能跟蹤目標軌道時,要求以知識庫為基礎逐哈,自律進行一系列的動作來變更作業(yè)計劃芬迄。
1.2智能化技術現(xiàn)狀及展望
就目前的科學技術水平而言,智能化技術在其各領域的應用中主要體現(xiàn)在先進計算機技術蒙玩、精密傳感技術瘤贷、智能控制技術、互聯(lián)網(wǎng)技術绅刨、無線遙控技術招惜、GPS導航定位技術等的綜合應用。藉此達到優(yōu)化作業(yè)環(huán)境抗钻,降低勞動強度棚泛,保證工作質量,提高生產(chǎn)效率的目的褒述。另可使得一些人力不可及的作業(yè)得以完成牢米。同時設備本身的自我感知與適應能力增強,故而可降低運行成本逃窜,延長使用壽命郊舅。各行業(yè)對智能化技術都有著不同程度和范圍的應用與嘗試。隨著調(diào)整經(jīng)濟結構和轉變經(jīng)濟模式進程的加深仓陆,智能化技術水平的提升及成熟瞎嬉,智能化優(yōu)勢將得到廣泛體現(xiàn),其應用范圍也會不斷擴大厚柳。展望未來氧枣,到本世紀中期沐兵,將有可能以認知科學技術為中心,把信息科學技術便监、生命科學技術和系統(tǒng)科學技術等高新科學技術結合起來扎谎,形成智能(認知)科學技術群。如果真正實現(xiàn)了烧董,人類社會的經(jīng)濟毁靶、文化、科學逊移、技術就會產(chǎn)生更大的飛躍预吆,人類文明必將達到一個新的高度。
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