王丹華

摘要：目前，隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，起重機(jī)作為一種不可缺少的搬運(yùn)、裝卸設(shè)備，使用者對(duì)其性能的要求越來(lái)越高，尤其是對(duì)起重機(jī)智能化作業(yè)方面的要求越來(lái)越高，突破復(fù)雜環(huán)境下的人工智能、自動(dòng)識(shí)別作業(yè)環(huán)境、復(fù)雜設(shè)備的壽命周期管理、故障診斷報(bào)警等智能化技術(shù)，最終開(kāi)發(fā)出具有高度自動(dòng)化水平、自帶安全管理系統(tǒng)、可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制的智能裝備也逐漸成為起重機(jī)智能化發(fā)展的研究熱點(diǎn)。本文從相關(guān)專(zhuān)利文獻(xiàn)的角度對(duì)起重機(jī)的智能化技術(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，包括專(zhuān)利申請(qǐng)的趨勢(shì)、專(zhuān)利申請(qǐng)分布情況和重要申請(qǐng)人信息，并具體對(duì)技術(shù)組成和具有代表性的專(zhuān)利進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：起重機(jī);智能化;自動(dòng)識(shí)別;安全管理系統(tǒng);故障診斷

中圖分類(lèi)號(hào)：TU61;G306文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2020）27-0153-05

1 引言

公元前10年，古羅馬建筑師維特魯維斯曾在其建筑手冊(cè)里描述了一種起重機(jī)械，這種機(jī)械有一根桅桿，桿頂裝有滑輪，由牽索固定桅桿的位置，用絞盤(pán)拉動(dòng)繞過(guò)滑輪的纜索，以吊起重物，但起升幅度很小，操作也十分吃力。到了15世紀(jì)，意大利科學(xué)家發(fā)明了轉(zhuǎn)臂式起重機(jī)，才解決這些問(wèn)題。1805年，格蘭工程師倫尼為倫敦船塢建造了第一批蒸汽起重機(jī)。20世紀(jì)初期，歐洲開(kāi)始使用塔式起重機(jī)，隨著起重機(jī)的發(fā)展，起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)等成為了起重機(jī)設(shè)備不可缺少的重要結(jié)構(gòu)部件。直到現(xiàn)在，各行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造能力的提高，起重機(jī)作為各領(lǐng)域物料搬運(yùn)的主要設(shè)備，各行業(yè)對(duì)起重機(jī)的安全性、便捷性、智能化的要求也越來(lái)越高，其中智能化也逐步成為起重機(jī)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)之一[1]。

起重機(jī)在特定的范圍下進(jìn)行水平方向移動(dòng)和垂直方向起升物體，主要用來(lái)搬運(yùn)物料，其動(dòng)作特點(diǎn)具有動(dòng)作間歇性和作業(yè)循環(huán)性[2]。起重機(jī)被廣泛應(yīng)用于廠房、搬運(yùn)場(chǎng)地、倉(cāng)庫(kù)、港口等，在生產(chǎn)活動(dòng)中是不可或缺的。起重機(jī)具有多個(gè)不同的類(lèi)型，按照用途可以分為通用起重機(jī)、建筑起重機(jī)、冶金起重機(jī)、鐵路起重機(jī)、港口起重機(jī)、造船起重機(jī)、甲板起重機(jī)等，按照結(jié)構(gòu)不同可劃分為橋式起重機(jī)、龍門(mén)起重機(jī)、流動(dòng)起重機(jī)、懸臂起重機(jī)、塔式起重機(jī)、纜索起重機(jī)、船式起重機(jī)、運(yùn)載橋等[3]。

通常，智能起重機(jī)是將某些智能技術(shù)整合到起重機(jī)中，使起重機(jī)可以有效完成自身的起重任務(wù)，并可通過(guò)編程自動(dòng)控制操作和移動(dòng)，也可以全面識(shí)別外界環(huán)境，對(duì)人的操作進(jìn)行模擬，起升吊運(yùn)物體[4]。無(wú)需很多專(zhuān)業(yè)人員，僅需一名操作人員在中央控制室便可以監(jiān)控多臺(tái)起重機(jī)按照生產(chǎn)需求進(jìn)行規(guī)范作業(yè)，因此，智能起重機(jī)也被稱(chēng)為無(wú)人起重機(jī)或起重機(jī)器人，因此，智能起重機(jī)可以大大縮減人力需求，大幅度改善工作效率[5]。

2 起重機(jī)智能化技術(shù)的專(zhuān)利現(xiàn)狀分析

本文主要采用incopat數(shù)據(jù)庫(kù)，針對(duì)去噪后的起重機(jī)智能化技術(shù)在全球的970件專(zhuān)利文獻(xiàn)進(jìn)行申請(qǐng)趨勢(shì)分析，其中，由于專(zhuān)利文獻(xiàn)從提出申請(qǐng)到向公眾公開(kāi)有時(shí)間的延后，因此，2019年及2020年的樣本會(huì)不完整，所以，對(duì)于申請(qǐng)量趨勢(shì)圖中2019年和2020年申請(qǐng)量下降的趨勢(shì)不排除是由于樣本數(shù)據(jù)量的不完整性造成的。排除了2019—2020年部分尚未公開(kāi)的專(zhuān)利，可以看出，起重機(jī)智能化技術(shù)專(zhuān)利文獻(xiàn)的申請(qǐng)量從2005年開(kāi)始呈現(xiàn)上升態(tài)勢(shì)，而從2009年開(kāi)始該技術(shù)的專(zhuān)利文獻(xiàn)申請(qǐng)量進(jìn)入了明顯增長(zhǎng)階段，這也與各起重廠家和研究單位對(duì)起重機(jī)行業(yè)智能化技術(shù)的關(guān)注程度變化相一致。

2.1 專(zhuān)利申請(qǐng)量趨勢(shì)分析

圖1示出了起重機(jī)的智能化技術(shù)的全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)狀態(tài)。由圖1可以看出，該技術(shù)專(zhuān)利最早出現(xiàn)在1989年，其技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)按照專(zhuān)利申請(qǐng)量的情況主要分為3個(gè)階段：

階段1：申請(qǐng)起步階段（2006年之前）

1989年—2006年，這一時(shí)期起重機(jī)的智能化技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)量較少，1989年出現(xiàn)了第一項(xiàng)涉及起重機(jī)智能化技術(shù)的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)，隨后的一段時(shí)期內(nèi)，申請(qǐng)量一直維持在較低的水平，沒(méi)有明顯的增幅，直到2006年專(zhuān)利申請(qǐng)量達(dá)到5項(xiàng)，相比2005年申請(qǐng)量開(kāi)始出現(xiàn)了有史以來(lái)第一次明顯的增加。這段時(shí)期由于產(chǎn)業(yè)化水平以及起重廠家和科研單位對(duì)智能化起重機(jī)的關(guān)注程度相對(duì)較低，導(dǎo)致起重機(jī)的智能化技術(shù)相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)量較少。

階段2：緩慢發(fā)展階段（2007年—2009年）

2007年—2009年，起重機(jī)的智能化技術(shù)相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量開(kāi)始出現(xiàn)增長(zhǎng)，但增長(zhǎng)速度較慢，這也標(biāo)志著起重機(jī)的智能化技術(shù)進(jìn)入了初步發(fā)展階段，同時(shí)，該技術(shù)的生命周期也進(jìn)入成長(zhǎng)期，標(biāo)示著起重機(jī)的智能化技術(shù)的專(zhuān)利研究開(kāi)始受到相關(guān)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，使該技術(shù)的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)量處于緩慢平穩(wěn)增長(zhǎng)狀態(tài)。

階段3：快速發(fā)展階段（2010年—2018年）

從2010年開(kāi)始，起重機(jī)智能化技術(shù)的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)量呈現(xiàn)出迅速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，直到2018年申請(qǐng)量達(dá)到214件，這說(shuō)明該技術(shù)已廣泛受到關(guān)注，且該技術(shù)領(lǐng)域主體對(duì)起重機(jī)智能化技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)和對(duì)專(zhuān)利的重視程度大大提高，并逐漸開(kāi)始重視專(zhuān)利布局。

2.2主要國(guó)家/地區(qū)/組織專(zhuān)利申請(qǐng)量分析

專(zhuān)利申請(qǐng)具有地域性，某一特定技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)的地域分布可以反映出該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。經(jīng)過(guò)對(duì)起重機(jī)智能化技術(shù)相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)的地域分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（如圖2所示），可以看出，中國(guó)、韓國(guó)、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)量排在前三位，其中，中國(guó)的申請(qǐng)量占據(jù)第一位，占全部申請(qǐng)量的95.97%，遙遙領(lǐng)先其他國(guó)家或組織。由此可以反映出中國(guó)在起重機(jī)的智能化技術(shù)上具備較強(qiáng)的技術(shù)儲(chǔ)備和研發(fā)能力，同時(shí)也展現(xiàn)了中國(guó)的相關(guān)企業(yè)和科研單位在起重機(jī)的智能化技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)。

2.3 全球主要申請(qǐng)人分析

由圖3可知，全球排名比較靠前的申請(qǐng)人大多數(shù)是中國(guó)的企業(yè)、高校及科研單位。其中，徐州重型機(jī)械有限公司、武漢理工大學(xué)、長(zhǎng)沙桑尼重工機(jī)械有限公司排在前三位，申請(qǐng)量相差不多，均具有較強(qiáng)的技術(shù)研發(fā)能力，另外，排在第四位和第五位的分別是中聯(lián)重科股份有限公司和太原科技大學(xué)，也具有較多的申請(qǐng)量，技術(shù)能力同樣不可小覷。排名第六位到第十九位的申請(qǐng)人擁有幾乎相同數(shù)量的專(zhuān)利申請(qǐng)量，由此可見(jiàn)，本技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利分布并非一枝獨(dú)秀，相反，分布比較廣泛，呈現(xiàn)遍地開(kāi)花的景象，這一現(xiàn)象也對(duì)該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展大有裨益。

對(duì)于中國(guó)申請(qǐng)人，由圖4可見(jiàn)，主要申請(qǐng)人為企業(yè)、個(gè)人、大專(zhuān)院校、科研單位以及機(jī)關(guān)團(tuán)體，其中，起重企業(yè)的申請(qǐng)量最大，包括徐州重型機(jī)械有限公司、長(zhǎng)沙桑尼重工機(jī)械有限公司、中聯(lián)重科股份有限公司等在內(nèi)的一些企業(yè)，其申請(qǐng)量具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，例如，徐州重型機(jī)械有限公司于2016年申請(qǐng)了一種起重機(jī)吊鉤擺動(dòng)的監(jiān)控系統(tǒng)及方法（CN201610679199.4），通過(guò)控制器實(shí)時(shí)讀取回轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)的回轉(zhuǎn)角度信號(hào)，計(jì)算出當(dāng)前回轉(zhuǎn)速度及加速度，結(jié)合當(dāng)前車(chē)身姿態(tài)參數(shù)計(jì)算出吊鉤擺動(dòng)角度、幅度，并發(fā)送給顯示器，顯示器將吊鉤擺動(dòng)角度、幅度在人機(jī)界面上進(jìn)行顯示;控制器通過(guò)讀取力矩限制器發(fā)送的吊重量信息，結(jié)合吊鉤擺動(dòng)角度、吊鉤擺動(dòng)幅度、繩長(zhǎng)信息，實(shí)時(shí)計(jì)算出吊鉤擺動(dòng)引起的臂架側(cè)向載荷力，并發(fā)送給顯示器進(jìn)行顯示。同時(shí)本發(fā)明將吊鉤擺動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)在人機(jī)交互界面上形象化展示，當(dāng)擺角及臂架側(cè)向力過(guò)大時(shí)，進(jìn)行智能報(bào)警提醒，對(duì)手柄操作快慢智能評(píng)價(jià)并提醒，引導(dǎo)操作者安全作業(yè)。

其次申請(qǐng)量較多的大專(zhuān)院校包括武漢理工大學(xué)、太原科技大學(xué)、上海海事大學(xué)以及大連理工大學(xué)等，且這些大專(zhuān)院校的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)的專(zhuān)利價(jià)值較高，例如武漢理工大學(xué)于2018年申請(qǐng)了一種起重機(jī)開(kāi)環(huán)優(yōu)化防搖控制方法（CN201810222004.2），針對(duì)起重機(jī)開(kāi)環(huán)防搖加速防搖和減速防搖運(yùn)行距離過(guò)大的問(wèn)題，本發(fā)明基于起重機(jī)動(dòng)力學(xué)原理，利用起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)作為邊界約束條件，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)運(yùn)行距離最小、加速或減速運(yùn)行時(shí)間最短和運(yùn)行軌跡最優(yōu)的防搖控制，可有效抑制和消除負(fù)載偏擺，提高起重機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性;同時(shí)基于數(shù)值分析和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，建立起重機(jī)運(yùn)行速度、運(yùn)行時(shí)間和起吊繩長(zhǎng)之間的數(shù)學(xué)模型，提高了起重機(jī)開(kāi)環(huán)防搖控制方法的適應(yīng)性和工程應(yīng)用性。武漢理工大學(xué)于2017年申請(qǐng)了一種基于模糊PID控制的起重機(jī)智能防搖控制系統(tǒng)及方法（CN201710637772.X），根據(jù)起重機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，采用位移PID和角度PID的雙閉環(huán)反饋控制策略，即實(shí)現(xiàn)起重機(jī)系統(tǒng)大、小車(chē)位移的PID閉環(huán)反饋控制和負(fù)載偏擺角度的PID閉環(huán)反饋控制，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)大、小車(chē)移動(dòng)位移的精確控制和負(fù)載偏擺角度的有效抑制。同時(shí)，利用模糊控制器實(shí)現(xiàn)PID控制器參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，提高防搖系統(tǒng)抵抗外界干擾的能力，增加防搖系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化的適應(yīng)性和魯棒性。防搖控制系統(tǒng)利用絕對(duì)值編碼器采集大、小車(chē)位移，并反饋至大、小車(chē)位移輸入端，有效提高了大、小車(chē)位移的控制精確性;同時(shí)，利用工業(yè)相機(jī)實(shí)時(shí)采集負(fù)載偏擺圖像，絕對(duì)值編碼器實(shí)時(shí)采集負(fù)載起升高度，并均將其數(shù)據(jù)傳遞給工控機(jī)，工控機(jī)基于圖像處理算法，根據(jù)負(fù)載起升高度得到負(fù)載偏擺角度反饋至負(fù)載偏擺角度輸入端，并且采用人機(jī)交互技術(shù)，實(shí)現(xiàn)防搖系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.4 專(zhuān)利技術(shù)構(gòu)成分析

通過(guò)對(duì)所分析的專(zhuān)利進(jìn)行權(quán)利要求書(shū)和說(shuō)明書(shū)的人工標(biāo)引和具體解讀，將起重機(jī)的智能化相關(guān)專(zhuān)利技術(shù)主題劃分為5類(lèi)，包括：一是定位識(shí)別技術(shù)，例如起重機(jī)的自動(dòng)定位系統(tǒng)，物料的識(shí)別技術(shù)，吊具定位技術(shù)，智能避障技術(shù)，身份識(shí)別技術(shù)等;二是智能監(jiān)測(cè)技術(shù)，例如遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，工況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，運(yùn)行速度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，智能監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)化，故障自診斷，智能防撞等;三是安全控制技術(shù)，例如安全吊裝方法，不安全行為智能識(shí)別技術(shù)，防勾連技術(shù)，安全信息輸入，防搖擺技術(shù)，安全距離監(jiān)測(cè)，防墜落及報(bào)警技術(shù)等;四是智能管理技術(shù)，例如智能運(yùn)行管理技術(shù)，安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，自動(dòng)循環(huán)工作管理，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集管理，智能管理方式及算法等;五是結(jié)構(gòu)優(yōu)化，例如電氣系統(tǒng)優(yōu)化，部件配置方式，梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)件連接關(guān)系優(yōu)化等。

對(duì)于定位識(shí)別技術(shù)的研究，從所分析的專(zhuān)利文件來(lái)看，其中中國(guó)專(zhuān)利CN109231011B涉及一種基于二維碼的起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)定位裝置及定位方法，通過(guò)分別設(shè)置在起重機(jī)大車(chē)運(yùn)行方向和小車(chē)運(yùn)行方向上的二維碼和設(shè)置在大車(chē)與小車(chē)上的二維碼識(shí)別裝置，接收小車(chē)二維碼識(shí)別裝置識(shí)別的第一識(shí)別信號(hào)和大車(chē)二維碼識(shí)別裝置識(shí)別的第二識(shí)別信號(hào)，再根據(jù)第一識(shí)別信號(hào)和第二識(shí)別信號(hào)計(jì)算獲得起重機(jī)小車(chē)的位置信息和大車(chē)的位置信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的定位，為起重機(jī)的智能化、自動(dòng)化運(yùn)行提供了有利條件。此外，其他涉及起重機(jī)定位識(shí)別的專(zhuān)利技術(shù)還包括傳感器技術(shù)、RFID射頻識(shí)別技術(shù)、紅外線(xiàn)等。

對(duì)于起重機(jī)的智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究，韓國(guó)專(zhuān)利KR102115584B1涉及一種起重機(jī)的智能化終端系統(tǒng)，卷?yè)P(yáng)機(jī)的負(fù)載監(jiān)測(cè)單元將監(jiān)測(cè)到的負(fù)載信息發(fā)送到智能終端的負(fù)載接收單元，智能終端對(duì)接收的負(fù)載信息進(jìn)行計(jì)算分析并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送給控制命令發(fā)送單元，從而根據(jù)負(fù)載信息控制卷?yè)P(yáng)機(jī)的起升作業(yè)，另一方面，操作者還可通過(guò)智能電話(huà)之類(lèi)的移動(dòng)設(shè)備與用戶(hù)終端進(jìn)行通話(huà)，以便用戶(hù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理起重作業(yè)的報(bào)警故障，即實(shí)現(xiàn)了起重機(jī)的智能化作業(yè)，又提高了安全性。

對(duì)于安全控制技術(shù)的研究，中國(guó)專(zhuān)利CN105883615B涉及一種多段勻變速起重機(jī)智能防搖擺控制方法，根據(jù)起重機(jī)的實(shí)際使用情況，預(yù)先輸入負(fù)載的最大允許擺幅和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的各檔位的速度，包括最大運(yùn)行速度。編碼器實(shí)時(shí)測(cè)量起升繩長(zhǎng)，并將測(cè)量信息傳遞給控制中心和上位機(jī)?？刂浦行母鶕?jù)編碼器測(cè)量的起升繩長(zhǎng)和預(yù)設(shè)負(fù)載的最大允許擺幅，基于起重機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析規(guī)律，計(jì)算運(yùn)行機(jī)構(gòu)加速度和負(fù)載偏擺周期，并根據(jù)輸入整形控制算法輸出控制信號(hào)，最終通過(guò)改變變頻器頻率控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)的多段勻變速運(yùn)行來(lái)抑制負(fù)載的偏擺。同時(shí)，控制中心將運(yùn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行參數(shù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并顯示。該防搖擺控制方法采用負(fù)載的最大允許擺幅作為控制輸入量，根據(jù)負(fù)載偏擺周期將小車(chē)加速或減速過(guò)程分為多段勻加速或多段勻減速過(guò)程，即在起重機(jī)啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)控制起重機(jī)小車(chē)多段勻加速運(yùn)行，或者在起重機(jī)制動(dòng)時(shí)，通過(guò)控制起重機(jī)小車(chē)多段勻減速運(yùn)行，來(lái)減小和消除起重機(jī)運(yùn)行過(guò)程中負(fù)載偏擺，提高了起重機(jī)的智能化水平和控制精度。

對(duì)于智能管理技術(shù)的研究，中國(guó)專(zhuān)利CN205545375U涉及一種起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，通過(guò)采用信息采集模塊、視頻轉(zhuǎn)換模塊、存儲(chǔ)單元、輸出模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、顯示單元、通信模塊和識(shí)別模塊對(duì)起重機(jī)分部件進(jìn)行探測(cè)以及對(duì)工作環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于起重機(jī)運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)了解，及時(shí)處理起重機(jī)械各部件發(fā)生的故障，避免引起重大的安全事故，同時(shí)在起重機(jī)械工作現(xiàn)場(chǎng)安裝有現(xiàn)場(chǎng)攝像頭，可以使得指揮人員以及操作人員同步掌握現(xiàn)場(chǎng)的情況，配合更加的默契，另外，采用的指紋識(shí)別機(jī)和作業(yè)卡識(shí)別器可以實(shí)現(xiàn)專(zhuān)人專(zhuān)機(jī)的操作，提高對(duì)于起重機(jī)械操作的監(jiān)管，而且設(shè)置有通信模塊直接通過(guò)GPRS信號(hào)將現(xiàn)場(chǎng)的信息傳遞到遠(yuǎn)程值班人員手機(jī)中，也可以傳遞到主管人員的手機(jī)中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)一體化的管理，提升管理的效率，信號(hào)采集模塊將起重機(jī)械的運(yùn)行信息經(jīng)過(guò)加密后存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元，這樣有利于后續(xù)針對(duì)故障的排查和后期的維護(hù)，智能化程度較高。

對(duì)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究，中國(guó)專(zhuān)利CN208561447U涉及一種智能起重吊鉤，因?yàn)榫哂性O(shè)置在所述吊鉤本體上的供電單元能夠供電;具有的應(yīng)變測(cè)量單元，固定安裝在所述安裝凹陷上，能夠測(cè)量所述彎鉤部分受到的應(yīng)變;數(shù)據(jù)傳輸單元，能夠接收應(yīng)變信號(hào)，并將所述應(yīng)變信號(hào)傳送給該計(jì)算終端，所以本實(shí)用新型的智能起重吊鉤能夠隨時(shí)監(jiān)測(cè)起吊時(shí)的載荷，通過(guò)與外部的計(jì)算終端的連接來(lái)對(duì)吊鉤的起吊載荷是否超載、吊鉤的受力是否處于安全范圍進(jìn)行控制和監(jiān)督，從而預(yù)防吊鉤損壞或超負(fù)荷導(dǎo)致的生產(chǎn)事故的發(fā)生，進(jìn)一步還能計(jì)算外部某一個(gè)智能起重吊鉤起吊的實(shí)際工作量，從而實(shí)現(xiàn)了普通吊鉤的智能化。

3 結(jié)論與建議

通過(guò)從專(zhuān)利申請(qǐng)角度全面分析國(guó)內(nèi)外對(duì)“起重機(jī)智能化技術(shù)”的研究現(xiàn)狀，可以了解到，由于起重機(jī)是一種比較大型且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備，即包含機(jī)械部件，又有電器控制元件，因此，起重機(jī)的智能化技術(shù)的研究方向比較多元化，但總的來(lái)說(shuō)，都是以實(shí)現(xiàn)工作環(huán)境自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)規(guī)劃作業(yè)軌跡、自動(dòng)避障、遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷報(bào)警等智能化技術(shù)為目的的，并最終使起重機(jī)設(shè)備具備自動(dòng)規(guī)劃、全面感知、多機(jī)協(xié)同和決策控制等能力。例如，為了實(shí)現(xiàn)多機(jī)協(xié)同作業(yè)，就需要對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行研究，以實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)起重機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，使其能夠協(xié)同作業(yè);為了提高起重作業(yè)的安全性，就需要對(duì)起重機(jī)的環(huán)境識(shí)別能力和安全保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行研究，使其根據(jù)周?chē)ぷ鳝h(huán)境自動(dòng)調(diào)整動(dòng)作指令，從而大大降低起重機(jī)設(shè)備的故障率以及人員傷亡事故的發(fā)生率。

通過(guò)對(duì)起重機(jī)的智能化技術(shù)專(zhuān)利的分析研究，雖然不同企業(yè)、大專(zhuān)院校及科研機(jī)構(gòu)等對(duì)該技術(shù)的重點(diǎn)研究方向不同，但對(duì)多機(jī)協(xié)同作業(yè)技術(shù)的研究還比較少，由于工程項(xiàng)目中吊裝的物件越來(lái)越朝著大型化發(fā)展，單臺(tái)起重機(jī)的吊裝能力已很難滿(mǎn)足吊裝要求，使用多臺(tái)起重機(jī)協(xié)同作業(yè)的需求也相對(duì)增加，因此，今后還需進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)多機(jī)智能化協(xié)同作業(yè)的研究，例如，可以使用檢測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多臺(tái)起重機(jī)的工作參數(shù)，同時(shí)使用無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)和監(jiān)控終端操控多臺(tái)起重機(jī)的精準(zhǔn)動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)起重機(jī)的協(xié)同控制功能。

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