建筑机械自动化的现状及关键技术

孔维龙　姜宏亮

【摘 要】随着科学技术的不断发展和变化，世界各国的建筑机械的自动化发展取得了一系列的喜人成绩。在未来计算机技术的大力应用下，尤其是现在环保节能的提出，人们更需要将此建筑机械朝此方向发展，以便促进我国建筑机械的长远发展。本文分析了我国建筑机械的发展现状，并对其技术进行了分析。

【关键词】建筑机械；自动化；现状；关键技术

一、我国建筑机械发展概况

建筑机械是工程施工过程中最为重要的技术装备，对于保证工程建设质量，加快工程进度，提高工程实施效率，降低工人劳动强度和保证施工安全都有着十分重要的意义。

随着建国六十多年以来的发展，我国建筑机械及其配套技能都获得了飞速的开展和前进，取得了丰盛的效果。新中国建立以来，建筑机械职业从无到有、从弱到强，阅历了职业草创、职业构成和高速开展三个期间。建筑机械职业构成于上世纪60至70年代，1961年，本来的第一机械工业部建立第五局，专门办理、计划中国的建筑机械工业的开展。在这一期间在本来的制作厂的基础上，建立了很多的建筑机械科研机构，如如今的长沙机械研究院，高校也设置了建筑机械方面的专业。在职业的构成期，建筑机械种类不断添加，研制速度加速，多种发明技能填补了国内空白。在职业构成往后，便迎来了40多年来的高速开展期间。通过高速开展期往后，建筑机械职业在中国现已开展为一个拥有超过20类商品、1000多亿元年产量的职业，在世界建筑机械商场也具有必定影响，这些数据是可喜的，可是却无法掩盖当时职业开展所遇到的疑问和瓶颈。我们晓得，跟着建筑机械种类和数量的不断添加，很多建筑机械所需求耗费的各种资本、所要排放的污染物以及施工过程中发生的噪声、粉尘对环境发生了难以估计的负荷，而公司却还没有完全摆脱高能耗、低效益、重污染、粗豪式的传统形式。自上个世纪90年代，发达国家建筑机械现已进入信息化开展期间，节能与环保、安全技能、自动化操控技能、可视化技能、人机工程、故障诊断与监控体系、机群作业信息和操控等方面被遍及注重，并出台了相应职业的技能规范。中国的环保和节能建筑机械起步较晚，尚缺少相应的技能法规和规范，有关环境、安全、人机等方面指标过低，这些都严峻阻碍了中国绿色建筑机械的开展。近几年的国际交易争端由关税壁垒正逐渐向环境壁垒搬运，“环境”己变成制约和限定交易自由化的新要素，建筑机械的商品设计与制作要思考适应环境生态开展的要求，开发研制环保、节能型商品是往后建筑机械的开展趋势。

二、建筑机械自动化的应用现状

建筑机械自动化的研讨和开发初步与上世纪五六十年代，八十年代后期建筑机械自动化的开发和运用脚步加速。当时来说，在建筑机械领域选用自动化技能的配备主要有：在摊铺机上运用的保证纵向和横线找平的主动调平设备，以及混合料主动供料设备和摊铺层厚度操控与主动调理体系；自动化在推土机上的领先运用主要是电子检查操控体系PIC，它可以完成推土机的主动监控；在液压发掘机上最新的载荷检查、故障诊断、主动怠速以及工作办法电控功用等，都是自动化体系和理念在建筑机械中运用的模范。以下以自动化在压实机和推土机、发掘机运用状况为典型，扼要说明建筑机械自动化运用的现状。

1、通常情况下自动化建筑机械设备首要分为两类：第一类—仅工作设备自动化，如沥青混凝土摊铺机熨甲板的主动找平操控体系；第二类—整机主动操控及机群施工体系操控，例如混凝土喷射机器人、隧道挖掘机器人、高层大楼全主动施工体系等。第一类技能的运用首要是单项自动化技能，首要是：变频操控技能。变频器，经过改动电源的频率、下降电压来调整点击的转速的一种机器，它能够有用的下降能耗，进步机械自动化的操控水平缓检查水平，然后进步生产率和产品的质量，极大的满足施工工艺的要求。高速度、高精度操作技能。移动机能液压传动用的液压份额技能。关于第二類自动化建筑机械的关键技能在于归纳自动化技能，首要是：传感器技能（视觉、听觉、触觉传感器等）；高度判别智能技能、遥控技能、导向技能、全球卫星定位体系GPS等、可靠性技能（耐振、密封，抗干扰功能）、自动化、机器人化的有关技能和体系技能；有关的资料和元件开发技能。

2、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，当时的自动化压路机的机械设备中现已引入了检查设备、数据处理设备、中央操控体系、长途通讯设备等功能。在实践的施工中能够采用光波距离测算仪和机载主动跟踪仪进行工作方位的测定，完结工作过程中以预设的地上基准点为根据，然后将测得的方位数据在通讯模块的作用下传输到中央操控体系，这种体系的作用首要是将设备的方位信号转换成设备的操控指令信号，经过无线通讯技能的形式进行调整和校准设备，然后准确的完结一系列的大规模的压实工作。

3、推土机、挖掘机工作的自动化，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功率。1976年研制成功的以开关体系为基准的反应操控体系，这是最早在挖掘机的铲斗和推土机的铲刀上运用的自动化操控设备体系，投光器、感光器和操控体系构成该体系首要构造，但最终因为设备自身存在的速度呼应疑问未能在施工中得到推行和运用。但随后的的KOMATSU体系完结了在推入机工作施工平整度差错保持在3cm以内的车速为5Km/h，获得了杰出的作用和运用技能。主动技能在建筑机械范畴运用的另一个模范是液压挖掘机的激光主动掘削体系的运用和推行。该体系构造上由主动直线加工体系和激光体系两部分构成，激光体系能够检查出设备的车体高度，激光感光器能够测出工作面的方位，然后将测得的归纳信息传输给主动掘削体系，经过归纳剖析体系将该信息和各传感器信号形成对各电磁份额阀的操控指令，最终完结对各油缸的操控和检查。

三、建筑机械自动化控制的关键技术

在施工过程中，建筑机械的大多都在地形复杂、作业环境恶劣的作业面实施土、石方作业，要实现建筑机械的自动化，首先要在以下这些关键技术上有所探索和突破。

1、機身方位辨认技能建筑机械方位辨认技能是指机械设备具有主动辨识本身所在方位的才能，当前首要选用的办法有内部方位辨认办法和外部方位辨认办法，内部方位辨认办法运用速度传感器和回转式角传感器相互配合，来检查机械行进的途径数据，然后将测得数据反应到核算机中心后根据运动和方位的改变，获得设备所在方位数据；而外部辨认办法首要是采依赖于在施工现场预先设定的几个方位基准点，经过超声波或电磁波来断定机械设备所在方位的办法。

2、方位诱导机能方位诱导机能是机械设备在施行工作过程中依照预先设定好的工作途径进行工作，并以机身方位辨认体系的反应数据为根据，当令的校准或消除与预先设定工作途径差错的闭环操控技能，建筑机械在工作过程中，假如偏离了既定的途径，机械设备发动主动复位功用可以最大限度的康复到既定途径，该体系可以确保设备在方位、速度、方向上均可以实时的矫正和康复。

3、工作目标辨认与评估技能辨认和评估工作目标是建筑机械完成主动化最重要的一个根底功用，没有这个体系的支持将无从谈起机械的工作办法的判别与决议计划，该技能一般以平面超声波信号感知器为中心器材，可以使机械设备具有实时反应施工目标的方位、形状、大小及姿势等信息，知道和评估施工目标的才能。比方安装在液压挖掘机铲斗上超声传感器可以辨认比方土方、沙石、岩块的形状，从而为后续的工作办法挑选供给前提和信息。

4、安全保障机能建筑施工一般会动用很多各种类型的施工设备，同时施工场地又有很多的建筑用材和工作用具等障碍物，给建筑设备的施工运转带来一定的艰难，为了确保运转中的多台设备之间互不干涉，并和谐高效运转就必须引进一套集辨认、报警、中止工作、安全域断定的诱导操控机能。

5、机群协作操控技能在很多建筑机械设备联合工作现场，要完成主动化，就必须有一套能将各个工作设备包含运送车辆的方位、运转轨道、工作状况实时监测，并及时反应到中央操控室，由中央操控室经过核算拟定出最优化分配形式，然后构成工作指令传输给各个设备或运送车辆，机械设备或运送车辆接收到工作指令依照指令进行工作的全方位、全过程的操控体统。

结束语：

综上所述，目前由于建筑业的快速发展，使其成为我国重要的支柱产业，建筑机械的使用对于建筑业的建设来说具有很大的促进作用，只有正确合理的利用建筑机械，才能为我国的建筑业发展提供良好的支持促进作用。

参考文献：

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