浅谈建筑机械自动化应用技术和发展探究

浅谈建筑机械自动化应用技术和发展探究

杨武勇

身份证号码：450102198112230512广西南宁

摘要：随着技术的提高，要求建筑施工向安全、高效、省力、优质、舒适方向发展，建筑业因事故而伤亡的人数也较多。因此，要求建筑机械自动化。本文分析了建筑机械自动化的应用现状，探讨了建筑机械自动化控制的关键技术。

关键词：建筑机械自动化；应用技术；发展

近年来，世界各国在建筑机械自动化方面开展了大量的科研工作，取得了一些喜人的成果，随着计算机与信息技术的飞速发展，必将推动建筑机械向更加运行高效、操作便捷的高度自动化方向发展。我国的自动化技术依然处于操作的初级阶段，加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及，工业机器人的应用还很有限。在自动化技术上，我国的数控机床、计算机集成制造系统、柔性制造系统等，尚未实现柔性自动化、知识集成化、智能化，我们只处在单机自动化、刚性自动化的阶段。我国产业结构层次低，目前我国机械制造企业发展很不平衡，并且有很多都达不到现代水准的产业，企业技术落后严重，主要以手工劳动为主，所以说，我国能自行发展机械自动化的企业几乎是没有，因此，必须重视关键技术的应用，提高质量。

1.建筑机械自动化的未来发展分析

面向施工规模巨型背景下的建筑机械自动化情况，建筑物的大、超高、重使得建筑机械越来越大，如超深地下工程、超长隧道、大型水利工程、大跨度桥梁等。建筑工程的高级化主要展现是：高级公路、高速列车、高级精美的建筑物等。这些都要求建筑机械综合集成自动化才能保证实现工程的高速化发展。为了提高机器的生产率和通用性，必须增加和扩大机器规格系列，随着规格的增加，作业时间将缩短，生产率会提高。在国外为迅速满足用户的广泛需求，已经生产出来微型挖掘机，它取代普通挖土机可以在狭窄的地方以较高生产率低能耗卓有成效地工作。建筑机械自动化必须以人为本，保证建筑机械的操作让施工各方都能满意。

2.建筑机械自动化控制的关键技术分析

在施工作业的过程中，建筑机械的施工主要在地形比较复杂，作业环境比较恶劣的情况下进行的，因此要保证建筑机械的自动化操作，首先要在这些机械设备的关键技术上有所突破和发展。

2.1建筑机械的机身位置识别技术

建筑机械位置识别技术是通过机械的自身设备自动的辨别自身所处的位置的能力和技术，这种技术的实现主要是通过机械自身的内部的位置识别技术和外部位置识别的两种识别方式。运用速度传感器和回转式角传感器相互配合来实现内部位置的识别，然后检测机械行驶的路径数据，将测得数据反馈到计算机中心后根据运动和方位的变化获得设备所处位置相应的数据方式；通过超声波或电磁波，依赖于在施工现场预先设定的几个位置基准点来实现外部的识别方式，确定机械设备所处的位置。

2.2位置诱导机能

位置诱导机能是以机身位置识别系统的反馈数据为依据，以机械设备在实施作业过程中按照预先设定好的作业路径进行作业，适时的校准或消除与预先设定作业路径误差，组成的整个闭环控制技术系统，如果偏离了既定的路径的建筑机械，机械设备启动自动复位功能，从而可以最大限度的恢复到既定路径，这种系统可以保证设备在原有的基础上对位置、速度、方向均能够实时的矫正和恢复。

2.3作业对象识别与评价技术

建筑机械实现自动化最重要的一个基础功能就是识别和评价作业的对象。例如安装在液压挖掘机铲斗上超声传感器可识别岩块、土方、沙石等形状的物体。这样就可以为后续的施工作业提供信息和数据。

2.4机群协作控制技术

在众多的机械设备中进行联合作业的设备机械相当多，因此要实现机械设备的自动化就必须要有一整套的能将各个机械设备的位置和运行轨迹、工作状态等情况进行实施检测和控制，通过检测控制得到的数据，及时反馈到中央控制室内，在中央控制室内通过计算机的综合分析和处理设计出最优化的分派方式，然后形成有效的作业指令传输到各个机械设备中去，机械设备接收到作业指令之后进行全方位的安全的施工和作业，保证整个施工现场的施工作业系统正常有序进行。

3.建筑机械自动化应用技术实例分析

3.1自动化压路机

在水库大坝的混凝土浇筑施工中压路机是最常用的机械设备，当前的自动化压路机的机械设备中已经引入了检测装置、数据处理装置、中央控制系统、远程通讯装置等功能。在实际的施工中可以采用光波距离测算仪和机载自动跟踪仪进行工作位置的测定，实现作业过程中以预设的地面基准点为依据，然后将测得的位置数据在通讯模块的作用下传输到中央控制系统，这种系统的作用主要是将设备的位置信号转换成设备的控制指令信号，通过无线通讯技术的形式进行调整和校准设备，从而精确的完成一系列的大规模的压实作业。

3.2推土机、挖掘机作业的自动化

推土机、挖掘机等一些建筑土方施工机械的自动化改造在很大的程度上提升了施工质量和施工效率。1976年研制成功的以开关系统为基准的反馈控制系统，这是最早在挖掘机的铲斗和推土机的铲刀上使用的自动化控制装置系统，投光器、感光器和控制系统构成该系统主要结构，但最终由于装置本身存在的速度响应问题未能在施工中得到推广和应用。自动技术在建筑机械领域应用的另一个典范是液压挖掘机的激光自动掘削系统的应用和推广。该系统结构上由自动直线加工系统和激光系统两部分组成，激光系统可以检测出设备的车体高度，激光感光器可以测出作业面的位置，然后将测得的综合信息传输给自动掘削系统，通过综合分析系统将该信息和各传感器信号形成对各电磁比例阀的控制指令，最终实现对各油缸的控制和检测。

4、建筑机械自动化的未来发展

4.1面向施工领域扩展化的建筑机械自动化。建筑施工正向地下、高空和海洋发展，城市地面留给人类居住和绿化，以保持良好的生态环境，管线和交通全部或部分转入底下，被海、河隔开的陆地将用隧道来连通，需要大量各式各样的地下施工机械。沙漠的绿化和利用，需要开发海洋机械；沿海软土基改造和围海造地也需要开发相应的机械。建筑机械自动化具有广阔的施展领域。

4.2面向施工规模巨型化的建筑机械自动化。建筑物的超高、大、重使得施工规模越来越大，包括大型水利工程、超深地下工程、超长隧道、大跨度桥梁等；建筑工程高级化，包括高级精美的建筑物、高级公路、高速列车；同时要实现工程施工高速化。这些都要求建筑机械综合集成自动化。

4.3面向绿色和安全的建筑机械自动化。建筑业和建筑机械的落后面貌和人类的物质文明显得越来越不相称，建筑工程大大地影响了城市景观，破坏了环境且建筑工程安全事故严重，死亡率在各行业中较高。建筑机械自动化应以人为本、人机工程学第一，要使操作者和看到它的人都满意。

参考文献：

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