机械自动化在建筑工程中的应用

吴斌

摘 要：在现代建筑工程的施工过程中，机械自动化技术被广泛应用。应用机械自动化技术能够有效地解决施工过程中出现的一系列问题，从而保证施工效率和工程质量。简要介绍了机械自动化的发展状况，详细阐述了其技术功能，并分析了它在建筑工程中的应用。

关键词：机械自动化；建筑工程；服务技术；施工设备

中图分类号：TU60 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.145

在建筑工程的施工过程中，由于地形复杂、施工环境恶劣，所以，如何有效降低施工难度、保证施工质量、又快又省力地完成建筑工程是建设者们一直思考的问题。采用自动化控制系统，机械设备不仅不会相互碰撞，在多台机械设备同时运作时，还能够引导其操作，保证它们之间相互不受影响。应用机械自动化技术不仅能降低建筑工程的施工难度，还能保证施工质量。

1 机械自动化发展现状

由于机械自动化服务技术比较专业，所以，被广泛应用于建筑、水利、道路和电力等多个领域。在建筑工程领域，可将相关机械设备分为实施多种作业的通用型建筑机械和实施单一作业的专用型建筑机械。其中，通用型建筑机械设备功能强大、工况多变，难以分解成简单的单一操作，因此，可以通过电子控制技术，利用新型的电子挖掘机、电子推土机等提高其控制能力，或者细化施工工艺。利用机械自动化设备施工可以实现24 h作业，加快施工进度，提高工程质量。

2 机械自动化技术功能

2.1 位置诱导功能

在作业过程中，因为机械设备要按照预定好的路径作业，所以，自动化系统需要引导机械设备运行。一旦机械设备偏离了预定路径，自动化系统就会启动自动复位功能，尽最大可能将其引到预定路径。通过机械自动化技术的位置诱导功能，机械设备可以按照预定路径作业，并及时矫正和恢复机械设备的位置、速度和方向等。

2.2 辨别位置功能

在设备运行过程中，利用机械自动化技术能够自动识别其位置。一般情况下，辨别位置功能分为外部位置识别和内部位置识别2种。其中，外部位置识别主要以工地设置处为基准点，利用超声波或电磁波测定机械设备的位置；内部位置识别则主要利用速度测定传感器和回转式角度传感器测定机械设备的行走参数，并将测定数据反馈到计算机中心，从而确定机械设备的位置和方位。

2.3 作业对象识别与评价功能

机械设备可利用超声波传感技术和图像处理技术识别作业对象，比如液压挖掘机通过超声波传感器可以获得岩块、土方、沙石等作业对象的位置和大小等参数，利用画像处理技术作出相应的判断和评价，进而为后续的施工作业提供必要的信息。

2.4 安全管理功能

在建筑工程施工过程中，经常会出现多设备、多车辆配合施工的情况，而建筑材料的随意堆放和施工设备的混乱运行会为施工现场带来一定的安全隐患。应用机械自动化技术可以有效识别工程潜在的危险，及时报警，停止作业，保证施工现场的安全，实现不同机械设备间的安全合作，从而完成对机械现场的安全管理。

2.5 机群协作控制功能

所谓“机群协作控制功能”，主要是指在施工现场检测和控制联合作业的机械设备的位置、运行轨迹和工作状态等，并将检测到的数据及时反馈给中央控制室，中央控制室则利用计算机综合分析和处理相关信息，从而设计出最优的操作方案。将控制指令传输到各机械设备中后，机械设备可以按照作业指令进行全方位的施工作业。机械自动化的机群协作控制功能不仅能保证施工现场的秩序，还能保证施工作业有序进行。

3 自动化压路机和挖掘机的应用

3.1 自动化压路机

压路机是混凝土浇筑施工中最常用的机械设备之一，在压路机中引进检测装置、远程通讯装置、数据处理装置和中央控制系统等，可以实现压路机的机械自动化。在实际施工的过程中，自动化压路机可以利用光波距离测算仪、机载自动跟踪仪等装置测定工作位置。同时，还可在施工现场预设基准点，将基准点数据反馈给中央控制系统，由其将位置信号转化为控制指令，利用机械自动化辨别位置的功能对自动化压路机进行位置诱导，使其能够更好地作业。

3.2 自动化挖掘机

在挖掘机机械设备中引进激光控制装置可以实现挖掘机的机械自动化。在挖掘机作业的过程中，可以利用挖掘机铲斗上的激光控制装置控制挖掘机作业，从而提高工程质量和施工效率。但是，由于该技术存在速度响应问题，所以，没有被广泛应用。此外，还可以在挖掘机中设置激光自动掘削系统，利用激光系统检测设备的车体高度，利用激光感光器检测作业面位置，并将检测到的数据反馈给自动掘削系统。这时，系统会根据数据设定相应的控制指令，控制各电磁比例阀和油缸，从而保证挖掘机的作业效率和施工质量。

4 结束语

在现代建筑的施工过程中，因为机械自动化技术有位置诱导、辨别位置、作业对象识别与评价等功能，所以，被广泛应用到各行各业。而自动化压路机、自动化挖掘机等自动化机械设备的应用极大地提高了建筑工程的施工效率，有效保证了工程的施工质量。

参考文献

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〔编辑：白洁〕