建筑機械自動化的現狀及關鍵技術

孔維龍　姜宏亮

【摘 要】隨著科學技術的不斷發展和變化，世界各國的建筑機械的自動化發展取得了一系列的喜人成績。在未來計算機技術的大力應用下，尤其是現在環保節能的提出，人們更需要將此建筑機械朝此方向發展，以便促進我國建筑機械的長遠發展。本文分析了我國建筑機械的發展現狀，并對其技術進行了分析。

【關鍵詞】建筑機械；自動化；現狀；關鍵技術

一、我國建筑機械發展概況

建筑機械是工程施工過程中最為重要的技術裝備，對于保證工程建設質量，加快工程進度，提高工程實施效率，降低工人勞動強度和保證施工安全都有著十分重要的意義。

隨著建國六十多年以來的發展，我國建筑機械及其配套技能都獲得了飛速的開展和前進，取得了豐盛的效果。新中國建立以來，建筑機械職業從無到有、從弱到強，閱歷了職業草創、職業構成和高速開展三個期間。建筑機械職業構成于上世紀60至70年代，1961年，本來的第一機械工業部建立第五局，專門辦理、計劃中國的建筑機械工業的開展。在這一期間在本來的制作廠的基礎上，建立了很多的建筑機械科研機構，如如今的長沙機械研究院，高校也設置了建筑機械方面的專業。在職業的構成期，建筑機械種類不斷添加，研制速度加速，多種發明技能填補了國內空白。在職業構成往后，便迎來了40多年來的高速開展期間。通過高速開展期往后，建筑機械職業在中國現已開展為一個擁有超過20類商品、1000多億元年產量的職業，在世界建筑機械商場也具有必定影響，這些數據是可喜的，可是卻無法掩蓋當時職業開展所遇到的疑問和瓶頸。我們曉得，跟著建筑機械種類和數量的不斷添加，很多建筑機械所需求耗費的各種資本、所要排放的污染物以及施工過程中發生的噪聲、粉塵對環境發生了難以估計的負荷，而公司卻還沒有完全擺脫高能耗、低效益、重污染、粗豪式的傳統形式。自上個世紀90年代，發達國家建筑機械現已進入信息化開展期間，節能與環保、安全技能、自動化操控技能、可視化技能、人機工程、故障診斷與監控體系、機群作業信息和操控等方面被遍及注重，并出臺了相應職業的技能規范。中國的環保和節能建筑機械起步較晚，尚缺少相應的技能法規和規范，有關環境、安全、人機等方面指標過低，這些都嚴峻阻礙了中國綠色建筑機械的開展。近幾年的國際交易爭端由關稅壁壘正逐漸向環境壁壘搬運，“環境”己變成制約和限定交易自由化的新要素，建筑機械的商品設計與制作要思考適應環境生態開展的要求，開發研制環保、節能型商品是往后建筑機械的開展趨勢。

二、建筑機械自動化的應用現狀

建筑機械自動化的研討和開發初步與上世紀五六十年代，八十年代后期建筑機械自動化的開發和運用腳步加速。當時來說，在建筑機械領域選用自動化技能的配備主要有：在攤鋪機上運用的保證縱向和橫線找平的主動調平設備，以及混合料主動供料設備和攤鋪層厚度操控與主動調理體系；自動化在推土機上的領先運用主要是電子檢查操控體系PIC，它可以完成推土機的主動監控；在液壓發掘機上最新的載荷檢查、故障診斷、主動怠速以及工作辦法電控功用等，都是自動化體系和理念在建筑機械中運用的模范。以下以自動化在壓實機和推土機、發掘機運用狀況為典型，扼要說明建筑機械自動化運用的現狀。

1、通常情況下自動化建筑機械設備首要分為兩類：第一類—僅工作設備自動化，如瀝青混凝土攤鋪機熨甲板的主動找平操控體系；第二類—整機主動操控及機群施工體系操控，例如混凝土噴射機器人、隧道挖掘機器人、高層大樓全主動施工體系等。第一類技能的運用首要是單項自動化技能，首要是：變頻操控技能。變頻器，經過改動電源的頻率、下降電壓來調整點擊的轉速的一種機器，它能夠有用的下降能耗，進步機械自動化的操控水平緩檢查水平，然后進步生產率和產品的質量，極大的滿足施工工藝的要求。高速度、高精度操作技能。移動機能液壓傳動用的液壓份額技能。關于第二類自動化建筑機械的關鍵技能在于歸納自動化技能，首要是：傳感器技能（視覺、聽覺、觸覺傳感器等）；高度判別智能技能、遙控技能、導向技能、全球衛星定位體系GPS等、可靠性技能（耐振、密封，抗干擾功能）、自動化、機器人化的有關技能和體系技能；有關的資料和元件開發技能。

2、自動化壓路機，在水庫大壩的混凝土澆筑施工中壓路機是最常用的機械設備，當時的自動化壓路機的機械設備中現已引入了檢查設備、數據處理設備、中央操控體系、長途通訊設備等功能。在實踐的施工中能夠采用光波距離測算儀和機載主動跟蹤儀進行工作方位的測定，完結工作過程中以預設的地上基準點為根據，然后將測得的方位數據在通訊模塊的作用下傳輸到中央操控體系，這種體系的作用首要是將設備的方位信號轉換成設備的操控指令信號，經過無線通訊技能的形式進行調整和校準設備，然后準確的完結一系列的大規模的壓實工作。

3、推土機、挖掘機工作的自動化，推土機、挖掘機等一些建筑土方施工機械的自動化改造在很大的程度上提升了施工質量和施工功率。1976年研制成功的以開關體系為基準的反應操控體系，這是最早在挖掘機的鏟斗和推土機的鏟刀上運用的自動化操控設備體系，投光器、感光器和操控體系構成該體系首要構造，但最終因為設備自身存在的速度呼應疑問未能在施工中得到推行和運用。但隨后的的KOMATSU體系完結了在推入機工作施工平整度差錯保持在3cm以內的車速為5Km/h，獲得了杰出的作用和運用技能。主動技能在建筑機械范疇運用的另一個模范是液壓挖掘機的激光主動掘削體系的運用和推行。該體系構造上由主動直線加工體系和激光體系兩部分構成，激光體系能夠檢查出設備的車體高度，激光感光器能夠測出工作面的方位，然后將測得的歸納信息傳輸給主動掘削體系，經過歸納剖析體系將該信息和各傳感器信號形成對各電磁份額閥的操控指令，最終完結對各油缸的操控和檢查。

三、建筑機械自動化控制的關鍵技術

在施工過程中，建筑機械的大多都在地形復雜、作業環境惡劣的作業面實施土、石方作業，要實現建筑機械的自動化，首先要在以下這些關鍵技術上有所探索和突破。

1、機身方位辨認技能建筑機械方位辨認技能是指機械設備具有主動辨識本身所在方位的才能，當前首要選用的辦法有內部方位辨認辦法和外部方位辨認辦法，內部方位辨認辦法運用速度傳感器和回轉式角傳感器相互配合，來檢查機械行進的途徑數據，然后將測得數據反應到核算機中心后根據運動和方位的改變，獲得設備所在方位數據；而外部辨認辦法首要是采依賴于在施工現場預先設定的幾個方位基準點，經過超聲波或電磁波來斷定機械設備所在方位的辦法。

2、方位誘導機能方位誘導機能是機械設備在施行工作過程中依照預先設定好的工作途徑進行工作，并以機身方位辨認體系的反應數據為根據，當令的校準或消除與預先設定工作途徑差錯的閉環操控技能，建筑機械在工作過程中，假如偏離了既定的途徑，機械設備發動主動復位功用可以最大限度的康復到既定途徑，該體系可以確保設備在方位、速度、方向上均可以實時的矯正和康復。

3、工作目標辨認與評估技能辨認和評估工作目標是建筑機械完成主動化最重要的一個根底功用，沒有這個體系的支持將無從談起機械的工作辦法的判別與決議計劃，該技能一般以平面超聲波信號感知器為中心器材，可以使機械設備具有實時反應施工目標的方位、形狀、大小及姿勢等信息，知道和評估施工目標的才能。比方安裝在液壓挖掘機鏟斗上超聲傳感器可以辨認比方土方、沙石、巖塊的形狀，從而為后續的工作辦法挑選供給前提和信息。

4、安全保障機能建筑施工一般會動用很多各種類型的施工設備，同時施工場地又有很多的建筑用材和工作用具等障礙物，給建筑設備的施工運轉帶來一定的艱難，為了確保運轉中的多臺設備之間互不干涉，并和諧高效運轉就必須引進一套集辨認、報警、中止工作、安全域斷定的誘導操控機能。

5、機群協作操控技能在很多建筑機械設備聯合工作現場，要完成主動化，就必須有一套能將各個工作設備包含運送車輛的方位、運轉軌道、工作狀況實時監測，并及時反應到中央操控室，由中央操控室經過核算擬定出最優化分配形式，然后構成工作指令傳輸給各個設備或運送車輛，機械設備或運送車輛接收到工作指令依照指令進行工作的全方位、全過程的操控體統。

結束語：

綜上所述，目前由于建筑業的快速發展，使其成為我國重要的支柱產業，建筑機械的使用對于建筑業的建設來說具有很大的促進作用，只有正確合理的利用建筑機械，才能為我國的建筑業發展提供良好的支持促進作用。

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