淺析建筑施工與機電一體化

董昊

摘要：由于高技術施工賴以發展的社會環境尚未完全建立起來，所以我們既要看到發展機電一體化等高技術的必要性，又要認識到它的局限性，必須采取有限目標、重點開發的方針，只有這樣，我國建筑施工領域的機電一體化及其他高技術才能得到進一步發展。

關鍵詞：建筑機電;一體化技術;發展趨勢

1機電一體化是施工機械的主要發展方向

施工機械主要有以下幾種發展趨勢：

1.1微電子技術進一步推廣應用，實行機電一體化

微電子技術是在傳統的電子技術基礎上發展起來的滲透性最強、影響面最廣的高技術。微電子技術，詞一算機技術與施工機械相結合促進了施工機械自動化、機器人化的發展。

1.2施工機械的自動化趨勢日益增強，建筑機器人開始進入實用階段

目前已出現采用程序控制起重臂運動的液壓挖掘機;系統控制混凝土布料桿的自動化混凝上輸送泵;用于噴涂各種涂料的移動式多關節機械手;在施工現場進行混凝上地面磨光、建筑物立面檢修，以及鋼結構防火涂料噴涂等作業的建筑機器人等。

2建筑施工與機電一體化的應用

建筑業在我國四化建設中有舉足輕重的地位，目前從業人員以干萬計，但絕大多數的施工作業仍以手工為主，至多不過是再配上一些原始的機械設備，因此，效率低下，施工危險，環境惡劣，質量難以提高等問題，長期困擾和制約著建筑業的發展。本文作者在參與主持"高技術在建筑施工領域中的應用與發展"的軟課題調研中，占有國內外大量的資料和信息，在此基礎上，從我國國情出發，探討了我國建筑業高技術發展的方向，可供有關方面參考。關于機電一體化，在"高技術在建筑施工領域的應用與發展"課題調研中曾提出過，它與電r討一算機在施工管理中的應用、建筑機器人、自動測量和檢測技術以及施工自動化等均應視為建筑施工領域的高技術。但在這當中，機電一體化是核心，它代表了施工機械的主要發展方向，而施工機械的機電一體化、機器人化同其他高技術的綜合應用又開辟了建筑施工高度機械化、自動化的發展前景。

3建筑機械機電一體化的發展情況

3.1機電一體化的土方機械

目前國外液壓挖掘機已基本實現自控，應用了電子控制的負荷傳感系統。它不僅能夠對發動機和油泵進行電子控制，而且整個機械的動力系統也全部由電子控制。推土機裝有"作業方式自動選擇系統"，如履帶板滑動控制系統，能不斷檢測滑動率、發動機輸出功率和牽引力，當滑動率超過一定值時.可自動改變推上機牽引特性，保持最佳牽引力。翻斗車繼應用電子控制傳動機構，微電子監視系統之后，于80年代中期又出現了機電一體化的發動機系統和懸架系統（根據感覺行走狀態改變緩沖系統，提高操縱的舒適性）。目前國外已出現無人駕駛翻斗汽車。

3.2機電一體化的起重機械

經濟發達國家正致力于智能型起重機的研究開發。智能型起重機裝有微電腦，紅外線和超聲波傳感器，能探測施工現場是否有人及其他障礙物。移動式起重機，采用電子控制式全自動傳動裝置，變速操作自動化，自動檢測外伸液壓支腿的伸出寬度，防止傾倒?，F代的各類起重機均裝有電子力矩限制器，當吊重與.吊臂的合成力矩達到額定值的90%時，會及時發出警報;達到100%時，發出強警報，同時自動停止工作。在大型工地上同時使用多臺塔吊施工時，為防止吊臂相互碰撞，每臺塔吊均裝有防碰裝置，操作者通過電視監視器可看到與相鄰塔吊的三維圖像，遇有碰撞危險時能立即發出警報井自動減速和停止。

4建筑機器人是機電一體化的最高體現

機器人的應用領域將由汽車工業向電子及其他工業部門擴展，現在除工業機器人外，已研制出應用于各種特殊作業的機器人，如水下機器人、核工業機器人、空間機器人、軍用機器人、建筑機器人、服務機器人以及微型機器人等。

建筑業由于自身的特點、開發應用建筑機器人要比一般工業機器入困難得多。建筑業與一般制造業比較，具有以幾個特點：

4.1建筑業是按定貨進行單件生產的，每個建筑的設計和施工方法都不一樣，不能進行大批量生產。

4.2倒建筑施工是露天作業，工作條件艱苦、危險且環境多變，因此很難保證機器人電子部件的可靠性和耐久性。

4.3在制造業中，作業對象是移動到機器人附近的，機器人不需要行走機構，而建筑機器人則需要行走機構。要移動到作業對象附近，尤其是建筑工地凹凸不平，到處堆滿材料，還有高坡、臺階及障礙物，所以開發適合于建筑機器人的行走機構難度很大。

5機電一體化為建筑施工自動化開辟了光輝前景

施工自動化是綜合應用自動化技術、機器人技術、部件化技術并利用電子計算機進行計劃和管理的綜合性機械化施工方法。施工現場的自動化并非簡單地由單功能機器人去代替技術工人的部分作業，這樣做的效果并不顯著，而是要重新建立一個建筑生產體系，使之能充分考慮到機電一體化的施工機械特性，就像制造業的工廠心動化生產一樣，把現場施工作為一個完整的體系，實現施工現場的工廠自動化。

國際上對施工自動化持兩種意見：一種意見認為施工白動化只能應用于特殊環境下和特殊工程的施工;另一種意見則認為未來的建筑工地可以實現全面的自動化施工，并描繪了一幅美妙的圖景，其實前一種意見比較實際，既需要也可能，而且在實際工程中已得到應用。而后一種意見比較浪漫，近似夢景。但是，隨著時間的推移，往往一種科學幻想到科學技術飛躍發展的未來，會成為現實，當然，這需要幾代人的不懈努力。

6結束語

機電一體化是施工機械的發展方向，也是實現施工自動化的重要基礎。但是在考慮建筑施工技術的發展方向時必須從國情出發，以經濟發達國家的先進技術為借鑒，制定符合我國實際情況的技術路線和政策。經濟發達國家的建筑業正處于由手工業生產方式經工業化生產方式向自動化生產方式的發展階段，而我國還基本上處于由手工業生產方式向工業化生產方式發展的時期?，F階段主要是積極采用新技術和適用技術，推廣機械化、半機械化與手工勞動相結合，加速建筑工業化的發展。把機電一體化作為建筑施工領域研究開發的高技術內容是非常必要的，它不僅能保證工程質量和施工安全，加快施工進度，提高工作效率，而且對解決在特殊環境中的施工，防止危害人的健康和生命，避免工場事故，都有十分重要的意義。

參考文獻：

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（作者身份證號碼：320911198406031915）