胡 雨

（中核機(jī)械工程有限公司，上海 201512）

1 智能起重機(jī)械技術(shù)概述

智能起重機(jī)械技術(shù)指通過(guò)集成智能控制、傳感、驅(qū)動(dòng)和通信等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)械設(shè)備的智能化、高效化和安全化運(yùn)行。該技術(shù)旨在提高起重機(jī)械的作業(yè)性能，降低操作難度，提高安全性能和工作效率，同時(shí)減少能源消耗和環(huán)境污染。智能起重機(jī)械技術(shù)的主要特點(diǎn)為：①智能控制。利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)和智能算法，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)械設(shè)備的智能化運(yùn)行和控制。例如，智能起重機(jī)可自動(dòng)識(shí)別貨物重量、尺寸和位置，自動(dòng)規(guī)劃最優(yōu)起吊路徑，自動(dòng)調(diào)整吊具姿態(tài)等。②狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷。通過(guò)安裝各種傳感器和檢測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)起重機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)，對(duì)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)和診斷，以提高設(shè)備的可靠性和可用性。③信息化和網(wǎng)絡(luò)化。利用現(xiàn)代通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)械設(shè)備與操作員、管理系統(tǒng)及其他設(shè)備的信息交互和共享，提高設(shè)備的協(xié)同作業(yè)能力和遠(yuǎn)程監(jiān)控水平[1]。

2 智能起重機(jī)械技術(shù)的研究進(jìn)展

2.1 智能控制技術(shù)

智能起重機(jī)械技術(shù)的智能控制技術(shù)是提高設(shè)備運(yùn)行性能的關(guān)鍵領(lǐng)域之一，具體包括以下幾方面：①神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)等特點(diǎn)，可提高起重機(jī)械設(shè)備的控制精度和魯棒性。研究人員將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于起重機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制、負(fù)載位移控制等方面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的智能化運(yùn)行。②模糊控制。模糊控制技術(shù)具有處理不確定性、非線性問(wèn)題的能力，適用于起重機(jī)械設(shè)備的負(fù)載升降、速度控制等。研究人員將模糊控制技術(shù)與PID 控制相結(jié)合，提高了起重設(shè)備的控制性能。③最優(yōu)控制。最優(yōu)控制技術(shù)可在滿足系統(tǒng)約束條件下，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)械設(shè)備的最優(yōu)化運(yùn)行。研究人員將最優(yōu)控制理論應(yīng)用于起重設(shè)備的路徑規(guī)劃、能耗優(yōu)化等方面，提高了設(shè)備的工作效率。④自適應(yīng)控制。自適應(yīng)控制技術(shù)可根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和外界環(huán)境的變化，自動(dòng)調(diào)整控制器參數(shù)，以提高系統(tǒng)的適應(yīng)性。研究人員將自適應(yīng)控制技術(shù)應(yīng)用于起重設(shè)備的抗干擾控制、振動(dòng)抑制等方面，提高了設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性。⑤集成控制。集成控制技術(shù)可將多種控制策略相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)械設(shè)備的綜合優(yōu)化控制。例如，研究人員將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制與PID 控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了起重設(shè)備的多目標(biāo)優(yōu)化控制。未來(lái)，隨著智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展，起重機(jī)械設(shè)備的控制精度、工作效率和抗干擾能力將持續(xù)提升。通過(guò)將更多先進(jìn)的智能控制技術(shù)應(yīng)用于起重機(jī)械領(lǐng)域，將進(jìn)一步推動(dòng)起重機(jī)械行業(yè)的智能化升級(jí)。

2.2 狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷

在智能起重機(jī)械技術(shù)的研究進(jìn)展中，狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷具體包括以下幾方面：①傳感器技術(shù)。在起重機(jī)械設(shè)備中安裝各種傳感器，如加速度傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器等，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)和關(guān)鍵部件的運(yùn)行情況。②信號(hào)分析技術(shù)。通過(guò)對(duì)傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域分析，以識(shí)別設(shè)備可能出現(xiàn)的故障或異常狀況。例如，利用小波變換、經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解等方法對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析，以診斷設(shè)備的故障部位和原因。③機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，如支持向量機(jī)（SVM）、隨機(jī)森林（RF）等，訓(xùn)練故障診斷模型，以提高故障診斷的準(zhǔn)確性和泛化能力。④遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷。通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)將起重機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和故障診斷，提高設(shè)備的維護(hù)效率和安全性。⑤在線診斷與預(yù)測(cè)。利用先進(jìn)的診斷方法，如殘差生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）、長(zhǎng)短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)（LSTM）等，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)和預(yù)警，以提高設(shè)備的可用性和可靠性。未來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)在起重機(jī)械領(lǐng)域?qū)⒌玫礁訌V泛的應(yīng)用。通過(guò)將這些技術(shù)應(yīng)用于起重機(jī)械設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，可提高設(shè)備的運(yùn)行效率，降低維護(hù)成本，為起重機(jī)械行業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大支持。

3 智能起重機(jī)械技術(shù)檢驗(yàn)方式

3.1 靜態(tài)檢驗(yàn)

靜態(tài)檢驗(yàn)主要針對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、部件和材料進(jìn)行檢驗(yàn)，其內(nèi)容主要包括以下幾點(diǎn)：①檢查設(shè)備的外觀是否完好，是否存在裂紋、破損、變形等缺陷。同時(shí)，檢查設(shè)備的表面涂層是否完好，有無(wú)剝落、銹蝕等現(xiàn)象。②對(duì)設(shè)備的關(guān)鍵尺寸進(jìn)行測(cè)量，如主梁、吊鉤、軸承等，確保其尺寸符合設(shè)計(jì)要求和制造標(biāo)準(zhǔn)。③對(duì)設(shè)備的主要部件和材料進(jìn)行材質(zhì)分析，如金屬材料的化學(xué)成分、機(jī)械性能等，確保材料質(zhì)量合格且滿足使用需求。④檢查設(shè)備的結(jié)構(gòu)是否合理，有無(wú)設(shè)計(jì)缺陷或不符合規(guī)定的地方。同時(shí)，檢查設(shè)備的焊縫質(zhì)量、裝配精度等，確保設(shè)備結(jié)構(gòu)安全可靠。⑤對(duì)設(shè)備的關(guān)鍵部件，如吊鉤、鋼絲繩、制動(dòng)器等，進(jìn)行專門的檢驗(yàn)，確保部件性能可靠、安全耐用。⑥對(duì)設(shè)備進(jìn)行模擬載荷試驗(yàn)，測(cè)試設(shè)備的承載能力和結(jié)構(gòu)性能，評(píng)估設(shè)備的工作性能和安全性能。靜態(tài)檢驗(yàn)結(jié)束后，檢驗(yàn)人員需要根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果出具檢驗(yàn)報(bào)告，指出設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)和不足，為設(shè)備的維護(hù)、維修和改進(jìn)提供依據(jù)。通過(guò)靜態(tài)檢驗(yàn)，可確保智能起重機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量和安全性，為設(shè)備的安全運(yùn)行和性能優(yōu)化提供保障[2-3]。

3.2 動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)

動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)主要針對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)性能、操控性、穩(wěn)定性等進(jìn)行檢驗(yàn)。動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)主要內(nèi)容如下：①空載試驗(yàn)。在無(wú)負(fù)載條件下運(yùn)行設(shè)備，檢查設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)性能，如速度、加速度、剎車性能等。②負(fù)載試驗(yàn)。在負(fù)載條件下運(yùn)行設(shè)備，測(cè)試設(shè)備的起升、下降、平移等運(yùn)動(dòng)性能，以及設(shè)備的速度和穩(wěn)定性能。③速度試驗(yàn)。測(cè)試設(shè)備的最高速度、加速、減速性能等，評(píng)估設(shè)備的動(dòng)力性能和運(yùn)行效率。④制動(dòng)性能試驗(yàn)。檢查設(shè)備的制動(dòng)器性能，包括制動(dòng)距離、制動(dòng)力、制動(dòng)穩(wěn)定性等，確保設(shè)備在緊急情況下能夠快速、安全地制動(dòng)。⑤運(yùn)行穩(wěn)定性試驗(yàn)。通過(guò)模擬實(shí)際工作條件，檢驗(yàn)設(shè)備在負(fù)載狀態(tài)下的運(yùn)行穩(wěn)定性，評(píng)估設(shè)備的抗側(cè)向力、抗扭轉(zhuǎn)能力等性能。⑥操控性試驗(yàn)。檢查設(shè)備的操控系統(tǒng)，包括操作界面、操控手感、響應(yīng)速度等，確保操作人員能夠方便、高效地進(jìn)行設(shè)備操作。動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)結(jié)束后，檢驗(yàn)人員需要根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果出具檢驗(yàn)報(bào)告，指出設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)和不足，為設(shè)備的維護(hù)、維修和改進(jìn)提供依據(jù)。通過(guò)動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)，可確保智能起重機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)性能和安全性能，為設(shè)備的安全運(yùn)行和性能優(yōu)化提供保障。

3.3 安全防護(hù)檢驗(yàn)

安全防護(hù)檢驗(yàn)主要針對(duì)設(shè)備的安全防護(hù)裝置和功能進(jìn)行檢驗(yàn)，包括以下幾點(diǎn)：①限位器檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的限位器性能，包括上升限位、下降限位、運(yùn)行行程限位等，確保限位器能夠準(zhǔn)確動(dòng)作并停止設(shè)備運(yùn)行，防止過(guò)載和碰撞事故的發(fā)生。②制動(dòng)器檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的制動(dòng)器性能，包括制動(dòng)力、制動(dòng)效果、制動(dòng)穩(wěn)定性等，確保設(shè)備在緊急情況下能夠快速、安全地制動(dòng)。③安全閥檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的安全閥性能，包括開啟壓力、關(guān)閉壓力、密封性能等，確保設(shè)備在超過(guò)規(guī)定壓力時(shí)能夠及時(shí)釋放壓力，防止爆炸事故的發(fā)生。④防搖擺控制檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的防搖擺控制系統(tǒng)性能，包括傳感器、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，確保系統(tǒng)能夠有效降低設(shè)備的搖擺幅度，提高設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性。⑤防護(hù)裝置檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的防護(hù)裝置，如防護(hù)罩、防護(hù)欄、安全網(wǎng)等，確保裝置齊全、有效，避免設(shè)備運(yùn)行中對(duì)周圍人員和設(shè)備造成傷害。⑥電氣安全檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的電氣系統(tǒng)，包括電源、電路、控制系統(tǒng)、傳感器等，確保電氣系統(tǒng)安全、可靠，避免電氣故障導(dǎo)致的安全事故。安全防護(hù)檢驗(yàn)結(jié)束后，檢驗(yàn)人員需要根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果出具檢驗(yàn)報(bào)告，指出設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)和不足，為設(shè)備的維護(hù)、維修和改進(jìn)提供依據(jù)。通過(guò)安全防護(hù)檢驗(yàn)，可確保智能起重機(jī)械設(shè)備的安全防護(hù)性能達(dá)標(biāo)，為設(shè)備的安全運(yùn)行提供保障。

3.4 電氣系統(tǒng)檢驗(yàn)

電氣系統(tǒng)檢驗(yàn)主要針對(duì)設(shè)備的電氣系統(tǒng)、傳感器和通信系統(tǒng)進(jìn)行功能和安全性檢驗(yàn)，具體包括以下幾點(diǎn)：①電源檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的電源電壓、頻率和相位，確保電源參數(shù)符合設(shè)備要求，避免電源異常影響設(shè)備的正常運(yùn)行。②電路檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的電路設(shè)計(jì)、布線和連接，確保電路安全、可靠，避免電路故障導(dǎo)致的設(shè)備損壞或安全事故。③控制系統(tǒng)檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的控制系統(tǒng)性能，包括控制器、控制程序、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，確?？刂葡到y(tǒng)能夠準(zhǔn)確控制設(shè)備的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的各種功能。④傳感器檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的傳感器性能，包括傳感器類型、測(cè)量范圍、精度等，確保傳感器能夠準(zhǔn)確檢測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，為設(shè)備的控制和保護(hù)提供依據(jù)。⑤通信系統(tǒng)檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的通信系統(tǒng)性能，包括通信協(xié)議、通信接口、抗干擾性等，確保設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程控制。⑥電氣保護(hù)檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的電氣保護(hù)裝置，如接地保護(hù)、漏電保護(hù)、過(guò)載保護(hù)等，確保設(shè)備在出現(xiàn)電氣故障時(shí)能夠迅速切斷電源，保障設(shè)備和人身安全。⑦安全電壓檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的安全電壓是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，確保設(shè)備在人員接觸時(shí)不會(huì)造成觸電傷害。電氣系統(tǒng)檢驗(yàn)結(jié)束后，檢驗(yàn)人員需要根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果出具檢驗(yàn)報(bào)告，指出設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)和不足，為設(shè)備的維護(hù)、維修和改進(jìn)提供依據(jù)。通過(guò)電氣系統(tǒng)檢驗(yàn)，可確保智能起重機(jī)械設(shè)備的電氣系統(tǒng)安全可靠，為設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

3.5 信息化和網(wǎng)絡(luò)化檢驗(yàn)

信息化和網(wǎng)絡(luò)化檢驗(yàn)主要針對(duì)設(shè)備的信息化和網(wǎng)絡(luò)化功能進(jìn)行檢驗(yàn)，具體包括以下幾點(diǎn)：①數(shù)據(jù)采集檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的數(shù)據(jù)采集性能，包括傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議等，確保設(shè)備能夠準(zhǔn)確收集運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。②數(shù)據(jù)處理檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的數(shù)據(jù)處理能力，包括數(shù)據(jù)處理算法、數(shù)據(jù)處理速度、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可靠性等，確保設(shè)備能夠有效地處理收集到的數(shù)據(jù)。③信息展示檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的信息展示性能，包括用戶界面、顯示方式、信息呈現(xiàn)效果等，確保設(shè)備能夠直觀地展示運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，方便操作人員實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行情況。④通信檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的通信性能，包括通信協(xié)議、通信接口、數(shù)據(jù)傳輸速率等，確保設(shè)備能夠與外部系統(tǒng)進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸和通信。⑤遠(yuǎn)程監(jiān)控檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控性能，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制功能、數(shù)據(jù)安全等，確保操作人員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和操作。⑥網(wǎng)絡(luò)化功能檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化性能，包括設(shè)備聯(lián)網(wǎng)能力、數(shù)據(jù)共享能力、協(xié)同作業(yè)能力等，確保設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作業(yè)和遠(yuǎn)程協(xié)作。⑦信息安全檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的信息安全性能，包括數(shù)據(jù)加密、安全認(rèn)證、訪問(wèn)控制等，確保設(shè)備傳輸和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)安全，防止信息泄漏和網(wǎng)絡(luò)攻擊。信息化和網(wǎng)絡(luò)化檢驗(yàn)結(jié)束后，檢驗(yàn)人員需要根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果出具檢驗(yàn)報(bào)告，指出設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)和不足，為設(shè)備的維護(hù)、維修和改進(jìn)提供依據(jù)。通過(guò)信息化和網(wǎng)絡(luò)化檢驗(yàn)，可確保智能起重機(jī)械設(shè)備的信息化和網(wǎng)絡(luò)化功能穩(wěn)定可靠，為設(shè)備的智能化管理提供保障。

3.6 疲勞耐久性檢驗(yàn)

疲勞耐久性檢驗(yàn)主要針對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、部件和材料在重復(fù)加載和卸載條件下的耐久性和可靠性進(jìn)行檢驗(yàn)，具體包括以下幾點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)。通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行疲勞耐久性試驗(yàn)，評(píng)估設(shè)備的結(jié)構(gòu)和部件在重復(fù)加載和卸載條件下的強(qiáng)度、剛度和耐久性。②材料檢驗(yàn)。檢查設(shè)備關(guān)鍵部件的材料性能，如金屬材料的疲勞強(qiáng)度、塑性變形性能、抗腐蝕性能等，確保材料能夠滿足疲勞耐久性要求。③焊接質(zhì)量檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的焊接質(zhì)量，包括焊縫質(zhì)量、焊縫強(qiáng)度、焊接缺陷等，確保焊接質(zhì)量符合要求，避免焊接部位成為疲勞斷裂的源頭。④疲勞裂紋檢驗(yàn)。通過(guò)無(wú)損檢測(cè)方法，如磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、超聲檢測(cè)等，檢查設(shè)備是否存在疲勞裂紋，確保設(shè)備安全性。⑤磨損檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的磨損情況，包括摩擦磨損、疲勞磨損等，評(píng)估設(shè)備的耐磨性和使用壽命。⑥潤(rùn)滑檢驗(yàn)。檢查設(shè)備的潤(rùn)滑系統(tǒng)，包括潤(rùn)滑劑類型、潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑效果等，確保設(shè)備在各潤(rùn)滑狀態(tài)下的摩擦磨損性能和耐久性。疲勞耐久性檢驗(yàn)結(jié)束后，檢驗(yàn)人員需要根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果出具檢驗(yàn)報(bào)告，指出設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)和不足，為設(shè)備的維護(hù)、維修和改進(jìn)提供依據(jù)。通過(guò)疲勞耐久性檢驗(yàn)，可確保智能起重機(jī)械設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間負(fù)荷條件下的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，為設(shè)備的使用壽命提供保障[4-5]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，智能起重機(jī)械技術(shù)的研究進(jìn)展為起重設(shè)備的性能優(yōu)化和安全保障提供了有力支持。通過(guò)實(shí)施相應(yīng)的檢驗(yàn)方式，可有效地評(píng)估設(shè)備在各種工況下的性能和可靠性。未來(lái)，隨著科技的不斷發(fā)展，智能起重機(jī)械技術(shù)將在更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，推動(dòng)起重機(jī)械行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。