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复杂冲击载荷下工程机械防倾翻控制关键技术及工程应用

2019年06月04日10:30

    

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    项目简介

    本项目涉及工程机械(混凝土泵车、起重机、高空作业车等)的倾翻安全控制领域。

    随着建筑施工的发展,工程机械呈现大型化的发展趋势,以混凝土泵车为例,臂长超过50米甚至100米的长臂架混凝土泵车成为发展方向。因混凝土脉冲流动引起的冲击负载的复杂性、臂架姿态的时变性、长臂架的大柔性,导致施工过程中混凝土泵车的倾翻力矩变化很大,对支腿支撑稳定性、场地及操作人员提出了更高的要求,严重影响泵车的施工安全与作业效率。

    本项目在防倾翻控制策略、整车重心动态精确计算、作业安全区域在线自动识别等关键技术方面有重大突破和实质性创新,取得了集方法、设计及应用为一体的复杂冲击载荷下工程机械防倾翻控制技术,并在混凝泵车上成功应用:

    1、开发了复杂冲击载荷下工程机械防倾翻控制技术,建立了基于安全分级的整车防倾翻主动控制策略,形成了精确、可靠的防倾翻控制技术,在保障施工安全的前提下,混凝土泵车可根据施工场地情况实现任意支撑,属行业首创,解决了建筑施工的难题。工程应用证明:该技术的应用极大提升了混凝土泵车的施工安全与场地适应性,施工效率提升15%以上;

    2、提出了基于负载动态补偿的整车重心实时精确计算方法,建立了工程适用的整车模块化动力学分析模型,基于该模型构建了存在复杂外扰和臂架姿态时变情况下支撑负载动态补偿算法,精确获取整车的重心位置。试验证明:该方法工况适应能力强,通过负载补偿算法研究,整车重心位置计算误差小于5%;

    3、提出了臂架作业安全区域在线自动识别算法,建立了整车稳定区域计算模型,基于实时重心位置与动态变化趋势,准确计算臂架作业安全区域。测试表明:安全区域识别误差小于7%。

    通过创新集成,该技术达到国际先进水平。该技术实用性强,2014年以来,已实现在中联重科臂长52米以上泵车上批量应用;截至目前累计销售1549台,产生直接经济效益3.77亿元以上,项目获授权发明专利16项,发表论文2篇。项目成果获2013年中国专利优秀奖、湖南省专利特别奖。

    获奖等级:三等奖

    完成单位:中联重科股份有限公司

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