基于智能化传感的工程用管道起重机及其方法
一、起重机结构设计
- 模块化吊装组件
- 采用可调节间距的第一安装钢梁，通过轴向调节气缸动态调整吊装宽度，适配不同长度的管道。
- 分隔板与限位块设计，防止多管道吊装时发生碰撞，同时通过微波信号器实时监测吊装间距变化，确保安全。
- 智能化传感集成
- 传感控制组件集成于起重绳底侧，包含负载传感器（监测重量）、倾斜传感器（检测机身角度）及毫米波雷达（精准定位吊具高度）。
- 微波信号器通过发射与接收信号的时间差，计算吊具与管道的实时距离，误差≤1.5%。
二、吊装方法与控制逻辑
- 多维度数据采集
- 通过压电效应/应变片效应的负载传感器实时监测货物重量，结合MEMS加速度传感器检测机身倾斜度，数据传输至中央处理器。
- 图像识别技术辅助定位管道端头，结合高精度差分GPS规划吊装路径。
- 自动化控制流程
- 步进电机驱动卷绕筒自动调节固定绳长度，实现管道多圈捆绑，避免滑脱风险。
- 动态角度补偿算法：根据吊装重量和高度，自动调整吊杆角度，防止管道受力不均开裂。
三、数据处理与安全防护
- 边缘计算与云端协同
- 本地PLC控制器实时处理传感器数据，结合CNN-LSTM混合模型预测设备故障，故障识别准确率≥95%。
- 通过工业互联网平台上传数据至云端，实现远程运维与历史数据分析。
- 多级安全防护机制
- 三级预警系统：轻度异常（如轻微倾斜）触发警报，重度风险（超载/碰撞）自动制动。
- 防碰撞技术：激光雷达与红外传感器融合，检测半径5米内的障碍物，响应时间<0.1秒。
四、应用场景与优势
- 适用场景：适用于建筑工地、物流仓储、铁路集装箱堆场等复杂环境，尤其在长管道（如污水管、油气管）吊装中效率提升40%。
- 技术优势：
- 精准度：吊装定位误差≤2cm，动态防摆技术减少货物摆动。
- 安全性：故障停机时间减少65%，人工巡检成本降低70%。
