试论机电一体化技术在建筑施工中的实际应用

黄文泉+黄永志

摘 要：随着国家经济的高速发展和城镇化脚步的不断推进，我国的建筑行业近些年来发展很快，各种建筑工程如雨后春笋一样，遍地开花。目前有很多建筑企业还在大量使用人工劳力，工人的劳动强度普遍很高，且因工程环境复杂在施工过程中安全事故频发，严重影响到了工程的施工效率。目前有很多的企业已经将机电一体化技术引入到施工过程中，极大提高了工程施工效率和降低了工程中的人身安全事故率。文章将对建筑施工过程中的机电一体化技术应用进行简要介绍，希望对扩大机电一体化技术在建筑工程中的进一步应用有所帮助。

关键词：机电一体化技术；建筑工程；应用

中图分类号：TH-39 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）02-0149-02

Abstract： With the rapid development of national economy and the development of urbanization， the construction industry of our country has developed rapidly in recent years. At present， there are many construction enterprises are still using a large number of manual labor， workers' labor intensity is generally high， and because of the complex engineering environment in the construction process of frequent accidents， seriously affected the construction efficiency. At present， many enterprises have introduced the mechatronic technology into the construction process， which has greatly improved the construction efficiency and reduced the personal safety accident rate. This paper briefly introduces the application of mechatronic technology in the process of building construction， hoping that it will be helpful to expand the further application of mechatronic technology in construction engineering.

Keywords： mechatronic technology； architectural engineering； application

引言

建筑行業在支撑中国经济的高速发展中发挥着重要的作用。我国目前建筑行业发展很快，每天都有新工程在全国各地陆续上马，目前施工效率低下、安全事故率高、工程进度慢等是建筑行业面临的普遍问题，这主要是由于建筑企业大量使用人工劳动力、整体机械自动化程度低造成的。在建筑工程中引入机电一体化技术可以大大增加工程施工效率、提高施工质量、降低安全事故率，大大缩短工程施工周期，给企业带来更多的效益。因此加强研究机电一体化技术在建筑工程中的实际应用，具有非常高的实际价值。

1 建筑施工中机电一体化技术应用的发展

机电一体化技术是从上世纪70年代正式走入我国，且发展速度非常迅猛，在我国各行各业中都发挥着力量，尤其是在引入建筑行业后，给建筑业带来了突飞猛进的进步。机电一体化技术在建筑工程中的应用是从半自动化开始的，它诞生了一大批的半自动化设备，能够实现工程机械装备的局部自动化，大大提高了工程施工效率，降低了工人的劳动强度，它主要是一些施工作业半制动化设备。机电一化技术的进步给建筑工程施工带来了监控技术，它可以对工程设备运行的环境进行监控，并对设备运行的自身设备进行监控，并可以根据监控结果，自动对自身运行状态进行调整，使工程装备具备了一定的智能性，大大提高了设备的自适应性，进一步降低对人的需求。

机电一体化技术发展到后来出现了全自动化技术，全自动化工程设备可以根据技术人员输入的命令来自动完成施工操作，目前该领域还在探索阶段，其中发展比较快的技术有3d打印建筑技术，它可以实现建筑过程的无人化操作，不仅可以增加工程施工效率，更因为强大的造型功能会给建筑业带来革命性的变化。

建筑施工现场的环境一般都非常复杂，时刻威胁着建筑工人的生命安全，且建筑施工现场往往存在一些重度危险现场，每年都会带走很多工人的生命。机电一体化技术的发展给建筑行业施工带来了遥控技术，操作工人可以在距离危险中心比较远的地带，用手中的遥控器操作设备进行施工，大大降低了建筑施工过程中的安全事故率。

2 机电一体化技术在建筑工程中的一些具体应用

目前建筑工程中的一些搅拌站越来越多的利用上了机电一体化技术。它使原始的机械计量方式变为先进的电子计量方式，大大增加了计量工作的准确性，且对搅拌过程的监视由原来的仪表监视变为了计算机自动监视，大大增加了设备的反应速度，能及时发现搅拌过程中的问题。搅拌站还采用先进的计算机管理系统，能够对各种搅拌任务进行统一管理，能够实现混凝土配方的精准配比，只需操作人员输入搅拌任务，搅拌器就可以完成整个搅拌过程的全自动化操作，大大提高了搅拌质量和搅拌效率。

起重机在建筑工程中发挥着重要的作用，机电一体化技术的引入使起重设备更具智能性。现代的工程起重机上装有很多传感器，通过对起重机上传感器信号的收集，可以判断起重机工作范围内障碍物的情况，如果发现有发生碰撞的可能，起重机就会立即停止工作，防止安全事故的产生。有的起重机在吊臂上装有力矩传感器，一旦发现有过载的情况，就会向操作人员发出警告，使工作人员能够及时进行处理。起重机因为工程需要往往架设的很高，这给操作人员带来了很大的不方便，他们要在起重机上下过程中面临这极大的安全挑战，而且他们经常在高处操作位一呆就是几个小时，这给他们从事正常生理活动带来非常大的不便。这时我们可以应用机电一体化技术中的遥控技术对其进行改造，使操作人员只需手拿遥控器就可以在起重机下对起重机进行操作，避免了来回上下途中的安全隐患，又增加了他们的活动自由性。endprint

土方机械也是建筑工程中的重要设备，主要承担施工现场的土方挖掘工作。土方机械由于工程需要经常处于高负载工作状态，挖掘机的发动机、润滑系统、液压系统经常处于满负荷状态，如果操作不当非常容易引起设备的故障。我们可以把机电一体化技术应用在土方机械上，让计算机通过对各种传感器信号的采集分析，来判断各子系统的工作情况，如果发现有严重的过载情况是就会立即发出警告，以便操作人员及时进行处理。另外一些先进的土方机械上配有位姿检测系统，它会对土方机械的姿态实时进行监测，如果发现有倾倒、侧滑的危险，就会立即通知操作人员，以便操作人员对土方机械的姿态及时进行调整。

现在很多桥梁建筑等工程普遍要进行顶推施工，传统的施工方法是由工作人员手动操作多个千斤顶进行顶推作业，他们无法对整个操作过程进行精准控制，同时工作人员在工作中也难保证工作的同步性，很难保证顶推作业的质量。当引入机电一体化技术后，我们可以用电控液压系统同时对顶推油缸进行控制，非常容易对整个顶推过程的控制， 采用位移传感器、压力传感器，激光测距仪等多种检测仪器协调工作，保证顶推过程中的同步性，大大提高了顶推工作的质量。

我国河道和海上架桥就大规模用到了应用机电一体化技术顶推顶升设备。钢桁梁的吊装和调整一直是河道架桥工作中的难点，我们可以借助大型水面起吊机械的帮助，将钢桁梁放置在桥墩上，但是对钢桁梁位置的调整还要借助于各种顶推、顶升设备的帮助，在传统施工中，我们往往要借助大型液压手工千斤顶的帮助，并在指挥人员的指挥下由工作人员手动操作千斤顶，完成对钢桁的顶推、顶升工作，整个过程耗时费力，且因手动千斤顶难以操作，因此很难达到良好的施工效果，往往造成比较大的偏差。在使用机电一体化顶推、顶升设备进行位置调整时，我们使用了全液压控制的千斤顶，并由液压站统一进行供压，在每一个千斤顶上都配备有压力传感器，可以将其工作中的压力实时传入到上位机系统。该设备的液压站采用专用的液压泵进行供油，可以实时对供油压力和流量进行调整，并在每一个千斤顶的供油回路上装压力阀，以便对每个千斤顶的压力进行更精密的调整。该设备使用上位计算机系统，对整个顶推、顶升过程进行监视和控制，在上位机上屏幕上可以实时显示每一台千斤顶顶推压力和顶推位移。在对钢桁的顶推、顶升起始阶段可以慢慢对千斤顶进行调压，让钢桁缓慢开始移动，避免钢桁的突然蹿动。它还能对钢桁顶推、顶升过程进行精细自动控制，自动平衡每一台千斤顶的压力，保证各个千斤顶同步、协调地工作，使对钢桁的顶推、顶升工作达到良好的质量，保证其达到理想的设计位置，保证整个过程平稳、可靠。

随着我国各种大型水利工程的开工，对各种古代建筑的保护成为了难点，现在普遍使用了建筑物整体移动施工法，首先对建筑物整体抬升，将其放置到移动平台后，整体移动到安全地方。对建筑物的整体抬升，以往主要是利用人工操作电动千斤顶，对建筑物进行抬升的。建筑物抬升的平稳性、一致抬升非常重要。如果无法保证抬升的一致性，会造成建筑物的倾斜，非常容易对建筑物造成损伤，这给电千斤顶操作人员操作带来非常大的困难。机电一体化技术的引述，有效的解决了这个问题。它使用微处理控制系统，对整个建筑抬升过程进行控制，并通过测距传感器得知每个抬升点的准确抬升高度，当发生抬升不一致时，可以有效进行微调，使各抬升点的抬升不一致性降到最低，有效保证建筑物整体抬升的安全。

3 结束语

随着我国建筑事业的蓬勃发展，研究机电一体化技术在建筑工程中的应用具有非常大的意义，它不仅极大提高了工程施工效率、缩短了施工周期、为企业赢得了更多的利益，更保住了成千上万工程施工人员的生命。目前机电一体化技术还处在飞速发展阶段，因此我们有必要对其最新发展成果进行跟踪，并加强其在建筑工程领域的应用研究，使其为我国的建筑事业发挥出更大的贡献。

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