机群智能化工程机械体系结构和关键技术

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机群智能化工程机械体系结构和关键技术 摘要：机群智能化施工是工程机械未来发展的主导方向，具有着 巨大的市场空间和广泛的行业需求。本文从机群智能化定义和分类 入手，研究了机群智能化技术现状，着重探讨了机群智能化的关键 技术，旨在为同行日后工作提供相关参考。 关键词：机群智能化；机械设计；工程机械；遥控 上个世纪末期至今，以计算机技术、微电子技术、智能控制技术 为代表的自动化技术得到

了飞速的发展。各种新技术、新工艺、新 设备不断推出，并广泛的应用在机械工程领域，使得工程机械产品 的性能、效率和自动化程度都得到了大幅度提升。机群智能化便是 在这种时代背景下产生的一种机械产品，是现代化工程领域应用最 为广泛的一种，为此我们在目前有必要对其结构和关键技术进行分 析和归纳。 一、机群智能化概述 所谓的机群智能化主要指的是工程机械为了完成某一具体工程的 施工，以实现最佳资源配置、最优工作效率和最好工作质量为目的 的智能化工程机械组合，其工作是以同步施工为主，通过对各种智 能化机械的状态、位置和可靠性进行研究的环节。 1、机群定义 所谓的机群主要指的是为了完成某一特定工程项目，采用不同的 机种、机械类型、机械数量的设备构成的一个机械化群体。在工程 项目中，涉及到机群的每一个单元设备都被称之为单机。在工作中 针对不同的施工需要、施工数量和施工需求，所选择的机群也不尽 相同。 2、分类 机群智能化按照其操作系统一般可以分为遥操作工程机械、可编 程工程机械以及智能化工程机械三种。 2.1、遥操作工程机械主要指的是那些经常处于高危、工作环境复 杂的机械，，在这些机械由于受到环境因素的影响其中存在着极大的 风险，为此采用远程操控进行作业对于提高工程安全有着重要意 义。 2.2、可编程工程机械主要指的是通过改变工程机械控制程序来完 成不同任务的工程机械，是一种适用于结构环境复杂、施工对象多 变的工程机械。 2.3、智能化工程机械主要指的是在工程施工中无需要工作人员直 接参与工作，通过安装各种复杂传感器以及微型处理器来获取信 息，从而制定出相关应对策略的一种自动化施工机械，这种施工机 械是一种自我感知、自我辨别、自我决策和自我控制的工作。 二、机群智能化技术现状 机群智能化工程机械是我国近几年来才提出的一个概念，其在国 外也不多见。这一结构体系的出现是与计算机技术、网络技术的基 础上形成的，是随着工程机械单机智能化技术的成熟而发展的一个 系统模式。由于工程机械在过去都被人们普遍的认为是特种机器 人， 它通常工作在非结构环境下且工作环境复杂、 危险性大的区域， 这就造成了其智能化程度控制的困难。经过多年的研究分析，截至 目前，世界上只有美国、加拿大、英国、德国等发达国家有这种机 群智能化技术，这对于提高工程施工速度、施工效率和施工安全有 着重要意义。 我国智能化工程机械技术的研究工作始于 20 世纪 90 年代初， 1991 年开展工程机械机器人化技术的研究工作，先后进行了挖掘机机器 人化和推土机机器人化的技术开发。其后，在 863 智能机器人主题 的支持下，清华大学智能技术国家重点实验室等一些科研单位与徐 工集团合作开展了工程机械机器人关键技术和产品化的多项研究， 己取得了初步进展。 三、机群智能化技术关键技术以及发展趋势 结合我国行业特点，建议选择工业基础较好、市场占有率较高、 具有行业带动作用的道路施工工程机械（包括装载机、混凝土拌和 站、自卸车、摊铺机、压路机和汽车起重机等） ，开展在线机群智 能化同步施工工程机械的研究开发和示范。该技术涉及多种大型智 能施工设备

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