建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展分析

□汪文忠

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建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展分析

□汪文忠

浙江機(jī)電技術(shù)學(xué)校杭州310004

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的提高，我國(guó)建筑行業(yè)以建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)為依托得到了迅速發(fā)展。合理利用建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)能夠使建筑企業(yè)獲得最大經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展進(jìn)行了詳細(xì)分析，旨在促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)能夠持續(xù)健康發(fā)展。

科技在發(fā)展，技術(shù)在進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)使生產(chǎn)模式對(duì)技術(shù)的要求越來越高。以信息技術(shù)為依托，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)開始向智能化及信息化方向發(fā)展?，F(xiàn)階段機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在各行各業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，建筑行業(yè)也不例外。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展以生產(chǎn)需求為導(dǎo)向，自動(dòng)化技術(shù)要用在合適的地方，自身才會(huì)發(fā)揮出最大經(jīng)濟(jì)效益。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建筑機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)將朝著更加便捷和智能化的方向發(fā)展。

1　機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)簡(jiǎn)介

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，是一門以計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制理論為核心的綜合性技術(shù)，這一技術(shù)以生活中使用的各項(xiàng)參數(shù)為參考基礎(chǔ)，采用現(xiàn)代化技術(shù)和設(shè)備來減少人力和資金的使用和浪費(fèi)，充分利用機(jī)械代替人力進(jìn)行設(shè)計(jì)制造、調(diào)試、維護(hù)、維修等，被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域［1］。

2　建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

通常情況下建筑機(jī)械自動(dòng)化分為兩類：第一類是工作設(shè)備自動(dòng)化，如瀝青混凝土攤鋪機(jī)熨甲板的主動(dòng)找平操控體系等；第二類是整機(jī)主動(dòng)操控及機(jī)群施工體系操控，例如混凝土噴射機(jī)器人、隧道挖掘機(jī)器人、高層大樓全主動(dòng)施工體系等。第一類技術(shù)主要是單項(xiàng)自動(dòng)化技術(shù)和變頻操控技術(shù)。變頻器通過調(diào)節(jié)電源頻率、下降電壓來調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，能夠有效降低能耗，改進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化的操控水平，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品的質(zhì)量，極大地滿足施工工藝要求。第二類技術(shù)的關(guān)鍵主要是傳感器技術(shù)，包括視覺、聽覺、觸覺傳感器等［2］。

3　建筑機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

（1）建筑機(jī)械機(jī)身位置識(shí)別技術(shù)。簡(jiǎn)單地說，建筑機(jī)械位置識(shí)別技術(shù)主要是靠設(shè)備對(duì)自身所處位置進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別的能力和技術(shù)。要想實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)，需要以機(jī)械自身的內(nèi)外部識(shí)別技術(shù)為依托。建筑機(jī)械機(jī)身位置識(shí)別技術(shù)需要速度傳感器及回轉(zhuǎn)式角度傳感器配合使用，才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)內(nèi)部位置的識(shí)別。以內(nèi)部位置的識(shí)別作為基礎(chǔ)，可以對(duì)機(jī)械行駛的路徑數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，并且將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，這樣就實(shí)現(xiàn)了根據(jù)機(jī)械設(shè)備運(yùn)動(dòng)位置的變化來對(duì)機(jī)械設(shè)備所處的位置進(jìn)行判斷。此外，還可以以超聲波或是電磁波技術(shù)作為基礎(chǔ)，通過在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定的基準(zhǔn)位置點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備所處外部位置的識(shí)別，最終確定機(jī)械設(shè)備所處的位置。

（2）位置誘導(dǎo)技術(shù)。機(jī)械設(shè)備具有的位置誘導(dǎo)功能能夠最大限度地幫助機(jī)械設(shè)備恢復(fù)既定路徑，使用這種技術(shù)的基礎(chǔ)是機(jī)械設(shè)備自身所具備的機(jī)身位置識(shí)別系統(tǒng)。這種技術(shù)以閉環(huán)控制系統(tǒng)作為載體，機(jī)械設(shè)備在應(yīng)用這種技術(shù)時(shí)，按照事先設(shè)定好的路徑進(jìn)行作業(yè)，并且能夠在作業(yè)過程中對(duì)照預(yù)先設(shè)定好的路徑對(duì)產(chǎn)生的誤差進(jìn)行及時(shí)校準(zhǔn)或消除。顯然，通過自身具備的位置誘導(dǎo)功能來最大限度地恢復(fù)路徑，得益于機(jī)械設(shè)備能夠在自身路徑發(fā)生偏離時(shí)進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位［3］。

（3）作業(yè)對(duì)象識(shí)別與評(píng)價(jià)技術(shù)。建筑機(jī)械之所以能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，主要得益于機(jī)械設(shè)備自身所具備的能夠自動(dòng)識(shí)別和評(píng)價(jià)作業(yè)對(duì)象的功能。舉例而言，在液壓挖掘機(jī)的鏟斗上安裝超聲傳感器，通過超聲傳感器可以對(duì)物體的形狀進(jìn)行識(shí)別，以便能夠?yàn)楹罄m(xù)的施工作業(yè)提供基礎(chǔ)信息和數(shù)據(jù)。

（4）安全保障技術(shù)。在建筑施工現(xiàn)場(chǎng)一般都會(huì)有很多大型設(shè)備機(jī)械，且還有大量建筑材料及建筑器具堆放，這些機(jī)械設(shè)備及建筑材料嚴(yán)重影響了機(jī)械設(shè)備的正常工作。以保證建筑施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行為出發(fā)點(diǎn)，在建筑機(jī)械設(shè)備上安裝一套能夠進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別、報(bào)警及緊急停止作業(yè)的智能控制系統(tǒng)非常有必要，對(duì)于保證機(jī)械設(shè)備的正常工作具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

（5）機(jī)群協(xié)作控制技術(shù)。目前很多機(jī)械設(shè)備都需要進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)，聯(lián)合作業(yè)能夠最大限度地發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的性能，但是要實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的聯(lián)合作業(yè)，就必須要有一套可以對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行軌跡及工作狀態(tài)等情況進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)。機(jī)械設(shè)備可以通過檢測(cè)系統(tǒng)獲取設(shè)備在運(yùn)行過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，并且將獲取的信息及時(shí)傳送到中央控制室。信息在中央控制室被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理，再根據(jù)計(jì)算機(jī)處理之后的信息自動(dòng)設(shè)計(jì)出最合理的工作方式。將最佳工作方式的運(yùn)行指令傳送到聯(lián)合作業(yè)系統(tǒng)中每一臺(tái)機(jī)械設(shè)備，機(jī)械設(shè)備按照這些指令進(jìn)行作業(yè)。

4　建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

（1）建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建筑機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，目前呈現(xiàn)出立體化的發(fā)展趨勢(shì)，在地上、地下、高空和海洋的作業(yè)中都有應(yīng)用。為了能夠多留給人們一些綠化的空間，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，未來城市中很多管線或交通設(shè)施會(huì)在地下鋪設(shè)。在進(jìn)行隧道開鑿施工時(shí)需要用到很多地下施工機(jī)械設(shè)備，在海洋中進(jìn)行開發(fā)需要使用到海洋機(jī)械，以上這些都說明了建筑機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用范圍越來越廣。

（2）建筑機(jī)械自動(dòng)化向施工規(guī)模巨型化的發(fā)展。目前施工建設(shè)的超高型及大中型建筑越來越多，如一些大型的水利工程、超深的地下工程、超長(zhǎng)隧道和大跨度橋梁等，這些建筑物的建造都需要將機(jī)械設(shè)備的作業(yè)進(jìn)行集成，此外現(xiàn)在在公路建設(shè)及高速列車建設(shè)方面都會(huì)用到建筑機(jī)械設(shè)備［4］。

（3）建筑機(jī)械自動(dòng)化向綠色和安全的方向發(fā)展。隨著人們生活水平的不斷提高，人類物質(zhì)文明也在快速發(fā)展，我國(guó)建筑行業(yè)中使用的建筑機(jī)械如果不能夠滿足人類物質(zhì)文明發(fā)展的需要，就會(huì)對(duì)城市的形象及景觀造成影響。鑒于此，建筑機(jī)械設(shè)備必須以保證設(shè)備安全運(yùn)行及人們的生命安全為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行改造，不斷實(shí)現(xiàn)技術(shù)的自動(dòng)化，促進(jìn)人類物質(zhì)文明向著更好的方向發(fā)展。

5　結(jié)束語(yǔ)

總而言之，建筑機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)該遵循科學(xué)技術(shù)發(fā)展的要求，在保護(hù)環(huán)境、減少資源浪費(fèi)的前提下，提倡在建筑行業(yè)大量使用建筑機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)，促進(jìn)建筑行業(yè)向著更好的方向發(fā)展。在建筑機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要提供相應(yīng)的資金作為保障，推動(dòng)建筑機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)不斷創(chuàng)新，不斷促進(jìn)建筑行業(yè)的生產(chǎn)效率，使

建筑機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)能夠發(fā)揮出真正的作用。

［1］陳來慶.建筑機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)和發(fā)展探究［J］.中國(guó)建材科技，2013（4）：68-69.

［2］潘安平.建筑業(yè)技術(shù)性創(chuàng)新的理論與實(shí)證研究［D］.杭州：浙江大學(xué)，2002.

［3］劉喜祥.機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用技術(shù)探索［J］.產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2014，13（13）：71-72.

［4］羅擁軍.解析機(jī)械自動(dòng)化在機(jī)械制造中的應(yīng)用［J］.黑龍江科技信息，2013（29）：103.

In company with the development of science and technology and improvement of automation technology for construction machinery，China's construction industry has been developing rapidly by relying on automation technology for construction machinery.Rational use of automation technology for construction machinery enables construction companies to obtain maximum economic benefits.An in-depth look was gived on the application and development of automation technologies for construction machinery in an attempt to promote sustained and healthy development of China's construction industry.

建筑機(jī)械；自動(dòng)化；應(yīng)用技術(shù)

Construction Machinery；Automation；Application Technology

TH2；TU601

A

1672-0555（2016）02-072-03

2016年1月

汪文忠（1978—），男，本科，工程師，主要從事機(jī)械制造工作