智能控制技术在工程机械中的应用探讨

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

王仕军

贵州航天电器股份有限公司,贵州550009

摘要

伴随着当前我国工程项目建设中机械化水平的不断提升,各类工程机械的应用确实发挥出了较强的作用价值,明显提升了工程项目施工效果,也成为未来工程项目建设优化的重要目标和对象。对于工程机械的创新优化发展而言,智能控制技术的应用是不容忽视的关键所在,智能控制技术恰当融入运用到工程机械中去,能够明显提升其运用性能,促使其更好服务于工程项目施工建设,值得研究和实践探索。下面本文就智能控制技术在工程机械中的应用进行简要探讨。


关键词

智能控制技术;工程机械;应用

正文

1智能控制技术的特点

智能控制的思想产生于20世纪60年代,由美籍华人傅景孙教授提出。智能控制是指智能机器独立实现目标的驱动过程。机器可独立操作,无需直接人工干预即可自动控制目标。智能控制最重要的方法为专家控制、模糊控制、神经网络控制等。其主要研究对象是不确定模型、高度非线性和复杂的任务需求。智能控制以控制理论、科学信息学、人工智能等学科为基础,扩展了相关理论和技术。生产过程中的智能控制首先包括局部智能控制和全局智能控制。智能控制技术在农业中广泛应用。在现代先进制造系统中,我们不得不依靠这些不完整和不准确的数据来解决不可预测的情况。近年来,智能控制技术在国内外发展迅速,进入了技术实践阶段。但作为一种新的理论和技术,它仍处于发展阶段。随着人工智能和计算机技术的飞速发展,智能控制将进入一个新的发展阶段。

1.1更安全

智能化设计比较漫长,整体性特征较强。在设计智能机械时,为了提升科学性、合理性,需要基于网络载体进行数据的传输与监督,保证不断完善操作技术。当制造出现异常情况时,利用智能化设计技术可以及时自检故障,妥善解决问题,提升整个设计过程的安全性,同时对机械产品提出更高的安全性要求。

1.2更便捷

智能化水平较高是智能机械制造最显著的优势,机械制造的整个过程也属于智能化运行过程,只需一键操作就可以完成所有制造流程,进一步提高便捷化程度。通过智能技术应用,机械设计制造流程更加安全、简洁、完整,并节省大量资金,特别是智能化水平、人性化水平有极大的提升,满足智能制造时代发展需要[1]

1.3低消耗

智能机械制造是利用智能技术进行机械制造,可以有效减少材料损耗。因为利用能机械设计技术可以精确计算材料,适应当今的节能降耗需求。特别是当下机械制造的智能化水平、节能要求都在不断提高,资源能耗需求越来越低。

2智能控制技术在工程机械中的应用效果

工程机械中智能控制技术的应用在当前越来越受重视,其作用效果主要表现在以下几个方面:首先,智能控制技术的应用可以实现工程机械的无人化作业,有效降低工程机械运行对于操作员的过高依赖,绝大部分工程机械都可以在脱离人员的背景下运行,如此也就可以在规避操作人员伤亡的同时,保障施工任务同样得以优化落实,尤其是在一些高风险的施工区域,这种无人化作业的效果突出;其次,智能控制技术的应用还能够明显优化工程施工质量,这也是工程机械运用需要高度关注的核心目标,只有确保工程机械运行精确可靠,且能够在现场予以实时调控,进而才能够优化最终施工质量效果,而这也正是智能控制技术应用所能够表达的重要作用,有助于规避各方面工程机械运行不畅问题;另外,智能控制技术的应用还可以明显提升工程机械运行效率,相对于人工操纵和调控,智能控制技术的运用可以促使工程机械更为高效运行,且不会受到人员疲劳度的影响,促使工程机械保持全天候运行,如此也就可以满足一些工期要求较为严格的工程项目。

3智能控制技术在工程机械中的应用

3.1智能控制技术在挖掘机中的应用

在工程项目施工建设中,挖掘机是比较常见的一类机械设备,尤其是在项目基础施工处理中,挖掘机成为辅助完成挖掘以及修坡工作的重要设施。对于挖掘机在现阶段工程项目施工建设中的应用来看,同样也面临着更高的要求,尤其是对于开挖精准度以及处理效率,都需要予以不断提升,如此也就需要针对挖掘机予以创新优化。智能控制技术在挖掘机中的应用就可以表现出较强的作用价值,其能够确保挖掘机运行更为精确可靠,在开挖深度以及坡度控制方面优势明显,明显降低了原有挖掘机使用过程中对于人的依赖性。现阶段挖掘机中智能控制技术的应用越来越成熟,不仅能够有效处理现场中的各类状况,还可以避免人工开挖,尤其是对于以往为了有效控制开挖精度而需要在接近底部30cm时转由人工开挖的问题,在智能控制技术的引入运用下都可以得到有效解决。在一些施工安全风险较高的区域,挖掘机的使用同样也可以借助于智能控制技术予以优化控制,避免人员直接参与,这种无人化的挖掘作业可以具备更强的适用性,在保障施工作业安全性的同时,也能够有效提升经济效益。XsitePro智能挖掘系统就是当前挖掘机中比较有效的一种智能控制技术,其可以充分借助于GPS技术、传感器技术以及其它信息化手段,获取挖掘机运行中遇到的各类问题,同时严格按照施工计划予以挖掘机的调控把关,以此更好优化挖掘机运行控制效果。整个挖掘机运行过程往往均可以形成较为理想的智能化管控和调节,在更好完成挖掘任务的同时,解决了可能出现的开挖偏差问题。挖掘机作业过程中,技术人员往往不需要全程参与,仅需要远程利用显示器予以监视即可,最终开挖精确度可以得到良好保障,且具备较高安全性。

3.2智能控制技术在推土机中的应用

工程项目基础施工处理中除了需要大量挖掘机外,往往还离不开推土机,尤其是在土方作业中,推土机的应用必不可少,能够明显加快施工进度,降低工作人员压力。在以往工程项目中使用推土机时,往往过多依赖于操作人员,要求操作人员根据现场实际状况以及自身工作经验,参考测量结果,予以有效操作,进而促使推土机能够达到理想运行效果。这种推土机操作模式不仅仅明显加大了操作人员的负担,也会降低施工效率,且产生了较高的人工成本,最终土方作业质量也很难得到有效保障。在推土机中运用智能控制技术成为重要发展方向,在现阶段也得到了理想运用,比如在推土机运用中的找平控制中,该项控制任务的难度较大,依靠人工操作往往存在明显问题,对于操作人员的要求较高,如此也就可以借助于激光2D智能找平系统等智能化控制手段,促使推土机的运行更为准确高效,尤其是在铲刀的智能化控制方面,可以实现高程差的精确把关,以此最终确保理想的平整度,解决以往可能存在的明显凹凸不平问题。在智能控制技术应用于推土机作业时,其精确度往往可以达到厘米级,尤其是在以往控制难度较大的高程精度控制方面,更是可以表现出明显优势,施工辅助效果更强。

3.3智能控制技术在摊铺机中的应用

在高速公路类工程项目施工建设中,摊铺机同样也是比较关键的工程机械,要求确保摊铺机的作业较为高效准确,能够顺利将需要摊铺的材料予以科学处理,以此更好形成摊铺作业效果,保障路面施工质量。在以往摊铺机作业过程中,往往需要人工予以实施协调管控,尤其是对于下料量、运行速度以及熨平板相关参数等,都需要人工调控,如此也就必然加大了摊铺机运行控制难度,极容易出现一些操控失误问题,影响着最终路面摊铺质量效果。智能控制技术应用于摊铺机就可以有效解决上述难题,确保摊铺机的运行更为准确可靠,避免了运行过程中出现的参数失控或者是自身运行偏差问题。在智能控制技术的应用中,首先要求在摊铺机中合理布设传感器以及其它信息获取设施,同时设定好摊铺作业程序,确保所有摊铺作业参数都能够得到精确把关,进而在后续现场摊铺作业过程中予以实时调控,对于摊铺作业过程中遇到的不同情况也应该进行智能判断和制动调控,以此更好确保路面摊铺效果。比如在摊铺下料量的控制方面,智能控制技术的应用并非是直接设定某一个参数就不变了,而是能够结合现场原有平整度状况,实时调整下料量,进而确保摊铺后的路面结构能够更为平整合理,为后续路面压实作业创造理想条件的同时,避免了需要人工修复的环节,更好提升了施工作业的便捷性和准确度。

3.4智能控制技术在压路机中的应用

在工程项目施工建设中,压路机同样也是不容忽视的关键工程机械,尤其是在高速公路路面施工中,压路机的运行效果直接关系着最终路面压实度和平整度,要求予以规范可靠运用。在以往压路机的运行中,往往过多依赖于操作者的现场实时调控,不仅仅加大了操作者的工作难度,同时也容易造成一些处理偏差问题,尤其是在振动轮的管控上,更是极容易出现控制不到位现象,要求予以重点关注。但是在智能控制技术引入运用后,压路机的运行调控往往更为精确可靠,可以在智能测量的同时,对于压路机进行自动调控,以便更好达到预期处理效果。比如在压路机振动轮的加速度调控上,智能控制技术的应用就可以较好实现有效调控,能够促使压路机更好适应不同位置的基本状况,根据硬度进行调整,避免可能出现的压实不到位问题。BCM03就是当前可以应用到压路机上的有效智能控制系统,其可以实现压路机运行全过程的实时监管,有助于了解施工对象的基础上,确保自身各项参数得到灵活设置,以此更好优化施工作业效果。在此过程中,微机客户端的作用至关重要,要求确保其能够在合理运用智能化技术后,具备更强的逻辑判断和实时管控效果,以此更好优化压路机作用价值,确保路面压实度。

3.5 智能控制技术在农业工程机械中的应用

农业机械的自主操作必须基于导航系统的控制。基于视觉检测原理的视觉导航技术是农业机械导航方式中最为深入的研究。视觉导航是在农业机械中安装 CCD 摄像机,获取周围环境的图像,进行路径规划,并命令农业机械移动到预定的工作地点的采摘过程(图 1)。视觉导航具备目标成像完整,探测范围广等优点。能在复杂恶劣的环境下进行精准定位,因此高速图传处理和硬件及合理算法是保证视觉导航正常运作的基础。视觉传感技术具有可靠性高、成本低、图像处理容易实现等优点,因此运用于无人农场是最为合适,也是农场最为重要的技术之一。

图片7.png 

1视觉传感技术采摘过程

结束语

综上所述,工程机械作为推动工程项目优化落实的重要部分,合理融入运用智能控制技术成为关键优化手段,对于比较常用的挖掘机、推土机、摊铺机、压路机以及起重机等工程机械,更是需要结合不同运行要求,合理选择适宜的智能控制技术,以此更好增强这些工程机械的运行效果,解决以往由于操作员过度依赖带来的严重偏差问题。

参考文献:

[1] 徐立华,吴铮.智能制造时代机械设计技术思考[J].湖北农机化,2019,22.

[2] 蔡志容.智能制造时代机械设计制造及其自动化技术研究[J].内燃机与配件,2019,13.

[3] 杜昕,秦玉芳,吕琳,杨益其.智能制造时代机械设计技术分析[J].中国设备工程,2019,22.

[4] 夏建荣.浅谈智能制造时代机械设计技术的研究[J].内蒙古煤炭经济,2019,21.


...


阅读全文