大柔度臂架类工程机械智能化作业关键技术及应用

2022-03-15 15:29


在全球装备制造业“智能化”新浪潮的驱动下,为保持并提升行业竞争力,工程机械智能化转型升级势在必行。


  随着我国大型、超大型工程的需求快速涌现,臂架类尤其是大柔度臂架类工程机械的智能化程度成为产品竞争力的关键要素,该项目围绕“装备-应用场景动态融合体”实时感知、多系统协同作业的智能规划与精准控制、智能作业安全保障三大关键技术,历经近10年自主攻关,形成了覆盖工程机械“感知-决策-执行-安全保障”的智能化作业成套技术,获授权发明专利39件,软件著作权5件,制订国家标准2项。取得了如下创新成果:

  1.搭建了基于“装备-应用场景动态融合体”建模策略的感知系统,突破了大跨度远距离目标的动态识别与跟踪、复杂背景下细小障碍物动态检测、柔性臂架非线性变形及空间位置快速精确计算等关键技术,形成了“设备本体-环境-作业目标-障碍物”的实时建模方法,实现了作业的全程感知;

  2.提出了预测、规划与实时决策并行,多目标优化模型动态协调的臂架轨迹规划方法,建立了液压元件-系统非线性闭环控制和臂架负载-轨迹自适应阻抗控制模型,实现了超长大惯量臂架与机-电-液系统协同作业的高效精准智能控制;

  3.研发了基于支反力实时感知的动态防倾翻技术;提出了基于“角度-压力-排量”工况大数据分析的臂架应力谱的等效映射方法和组合缺陷加权折减的疲劳剩余寿命计算方法;建立了完善的大柔度臂架类工程机械电磁兼容评测体系,为工程机械提供了一套主动与被动相融合的整机安全保障,确保了自主作业的安全。

  研制出了3款行业首创智能作业机器人:智能吊装汽车起重机、智能吊装塔机、智能布料泵车。成套技术已应用于起重机械、泵送机械、高空作业机械3大系列产品的“全面智能化升级”,保障了“天眼”工程、华龙一号核穹顶吊装、港珠澳大桥等超大型工程的施工安全、质量、进度。经专家委员会鉴定认为“该项目在大柔度臂架类工程机械智能化作业领域填补了国内外空白,总体技术达到国际领先水平”。近五年获直接经济效益22.16亿元,利润5.54亿元,引领了我国工程机械智能化转型升级。

 获奖等级:一等奖

  完成单位:中联重科股份有限公司