论建筑机械自动化的现状及关键技术

李维琴

【摘要】现代建筑行业的高速发展离不开机械化的支持，机械自动化技术使现代建筑行业施工的工作效率和工作的安全性都得到了进一步提高，同时也是现在建筑企业核心竞争力的重要体现。为了促进我国建筑行业的发展，本文对现代建筑行业机械自动化现状进行了介绍，并对关键技术的应用进行了重点分析。

【关键词】建筑机械；自动化；关键技术

随着我国的经济的高速发展，越来越多的建筑出现在了我国的土地上。同时，建筑的规模越来越大，结构越来越复杂，这提高了建筑施工难度。建筑施工过程中对机械自动化技术进行合理应用，可以缩短工期，提高工程质量。

一、机械自动化现状

早在二十实际五十年代，人们就开始了对建筑机械自动化的研究，1978年第一台建筑机械人出现在日本，随后建筑机械自动化进入了快速发展时代。目前，西方法的国家以及我国的中科院、哈尔冰工业大学等单位在建筑机械自动化的研究上都取得了一定的成果。目前，日本和美国在机械自动化研究上处于世界的领先行列。建筑机械自动化设备主要有：运输机械、基础工程机械、检测机械等。在建筑中使用的具有地表性的自动化建筑机械是由日本研制的履带式铲车，该产品在工作中利用网络系统，通过惯性导航原理实现对机械自身的信息的反馈以及对监控信息进行自我处理，利用计算机自我判断和自我控制，从而实现独立工作。因为这种履带式铲车可以二十四小时不间断的工作，而且可以独立操作、施工安全性高、性能好，因此在建筑工程上使用可以大幅度的缩短工期，提高工程的经济效益，因此在日后的建筑施工过程中可以在深层海底、无人区等区域对其进行合理应用。在一些施工困难、危险性高的场所，自动化机械能够发挥出人无法起到的作用，这种自动化设备具有以下功能：1、自动化设备可以对自己的自身和位置具有一定的自控能力。2、对自身周围的环境进行合理的判断，从而对控制程序进行合理变更。3、对自身进行自我控制和设定操作。

二、建筑机械自动化的关键技术

建筑施工过程中，建筑机械主要被应用在地形复杂、施工环节恶劣的区域，因此在对自动化机械进行应用时，要确保自动化操作的合理性。

（一）识别自身机身位置技术

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。回转式角度传感器和速度传感器两者的合理配合能够实现对内部位置的准确判定，然后对机械在行驶过程中路径次数进行合理检测，再将检测过程中涉及到的数据反馈给计算机中心，依据设备的方位和运动变化获取设备所在的位置以及相关的数据方式，利用电磁波和超声波和在施工現场设定的基准点对外部进行识别，确定机械设备的位置。

（二）对象识别与评价

在建筑施工过程中机械自动化设备进行合理应用的一个关键就是对作业对象进行识别和评价。例如，将超声波传感器安装在液压挖掘机上对土方、岩块、砂石等施工中可能遇到的物体进行识别。这样可以为后续的施工工作提供有力的数据和信息支持，确保施工的顺利进行。

（三）位置诱导

位置诱导机能的实现需要反馈数据和机身位置识别系统的支持，设备在工作中会依照事先设计好的路径作业，在施工过程中需要适当的消除和校准在施工过程中出现的误差，从而构成整个闭环控制技术系统，如果在施工过程中设备偏离事先设定的路径，设备将会自动开启复位功能，从而确保施工路线的准确性，这一系统可以确保设备在设定的路线上一准确的速度、位置、方向进施工，确保了工程的准确性。

（四）机群协作控制

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。

（五）安全保障机能

建筑工程中经常会使用大量的不同类型的机械和和施工设备，在建筑场地中给对方的大量的建筑材料和作业器具，这些都会给建筑施工中使用设备的运行造成一定干扰，尤其是对大型的机械设备的运行产生较为严重的阻碍。因此，在建筑施工过程中为了确保建筑施工现场使用的机械设备的能够同时工作和运行，并确保使用的每一台机械都具有较高的工作效率，应当设置一套完整的报警、停止、识别系统，确保自动化机械安全运行的控制系统机能能够得以实现。

三、建筑机械自动化关键技术在工程中的应用

（一）自动化压路机

压路机在现代的许多工程建设中都有着重要应用。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。

（二）自动化挖掘机、推土机的应用

自动化挖掘机和推土机在现代建筑工程中的合理应用，在一定程度上提高了建筑工程的质量，同时提高了施工效率。在上个世纪八十年，人们就成功的研发了以开关为基准的反馈控制系统，这也是第一批自动化挖掘机和推土机的出现。将感光器、投光器安装在铲刀上，但该技术因为装置本身在相应速度上无法满足实际施工需求，因此在施工过程中无法满足人们需求。但在不久后出现的KOMATSU Laser leveling system 使推土机的误差能够控制在3cm以内，推土机可以在5km/h的速度前行，并得到了较好的应用效果。自动化技术在现代建筑施工领域的另一个广泛应用就是液压挖掘机的激光自动掘削系统。该系统有两部分组成，分别为激光系统和直线加工系统，通过激光系统可以实现对液压挖掘机的高度检测，激光感光器则可以对作业面的位置进行合理测量，完成信息测量后将信息传送给自动掘削系统，对系统进行综合分析后，将该信息和各个传感器信号进行综合处理，最终成为控制指令，实现对油缸的检测和控制。

四、结束语：

技术的高速发展，使建筑机械自动化技术有着更加广阔的发展空间。建筑正在朝着地下、海洋、高空等多个领域发展，在这些区域施工的难度较大，人类直接参与的工程建设有限，必须要通过自动化机械设备，提高工程建设质量和施工进度。随着研究的不断深入，各国在建筑机械自动化的研究上都取得了不错的成绩。同时相信随着计算机技术的高度应用，机械自动化势必会更加高效、智能，从而为提高工程质量提供有力的支持。

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