简述机电一体化在建筑工程的应用及发展

黄祖海

【摘 要】近些年，随着建筑技术和工业设备的进步，机电一体化被引入国内并普及开来。该技术的应用和推广，有力的推动了我国建筑水平和技术的升级，建筑施工的质量和效率也得以提升。本文就针对机电一体化在建筑工程的应用及发展问题进行了分析。

【关键词】机电一体化;建筑施工;应用

一、建筑工程机械中的机电一体化技术的作用

1.1环保作用

在机电一体化技术出现以前，在建筑工程中，旧式的机械设备使用时，设备工作效率低，经常会出现故障，油耗大，在实际操作中需要人工即时跟进，不能无人运作，这在无形中会增加很多的不必要的人力物力成本。在采用机电一体化技术后，大大提高了机械设备的工作效率，提高了设备的保养维护水平，通过科学合理的调整降低了油耗。在工作条件较差的环境下，如气候恶劣时，还可以通过远程控制技术进行无人操作，施工效率得以有效提高。

1.2预警作用

当前，人们在装载机、挖掘机、推土机上均安装监控系统，这样既能够起到对机械设备进行监视的作用，也能够在机械发生故障时第一时间掌握信息，进行工作部署。而且监控设备在机械故障发生时，可在第一时间自动报警，这样维修人员就能够更加快速的对问题进行辨别和维修。除以上功能，监控系统还有传递图像的作用，实时监控机械的工作状态，进而有效提高机械的利用率并且延长机械的应用年限。

1.3降低劳动强度

在建筑业中，机电一体化技术的重要作用还体现在零件制造上。现在人们如果需要制造某种零件，往往是通过CAD模型对零件进行三维实体设计，以实现快速制造零件。在整个设计过程中，人为操作的比重很少，可以有效达到预定的设计工艺水平。同时，还可以任意修改，以方便改造成其他形式的设计以满足不同施工需要。正是由于机电一体化的参与，人们设计建筑零件实现了智能化、快速化和自动化，开发和创新产品的能力得到提高。以往需要几个星期甚至几个月才能完成的设计时间大大缩短，降低了设计人员的工作强度。同时，由于机电一体化提高了建筑施工的自动化或半自动化水平，也相应降低了建筑工人的劳动强度，并且将故障发生的可能性降到最低，减少失误，实现了高精度和高效率。

1.4保证工作精度

在建筑工程中，作业方式的不同所产生的效果也大不相同，在机械设备较为原始陈旧的状况下，或者人力作业比重较大时，施工效率较低，工作误差较大。究其原因，主要是人工的经验和熟练程度不同，作业精度也千差万别，或者机械设备老旧原始造成作业粗放，不能进行精细操作。而在广泛采用机电一体化后，通过计算机控制操作系统，避免了人力操作造成的误差，提高了精确度，也提高了施工质量和效率。

二、机电一体化技术的使用范围

2.1运用于土方机械中

建筑工程施工必然会以土方工程为主体。在土方工程中应用机电一体化机械，可以大幅度提高施工效率[1]。在国外，一些国家的土方施工中大量采用由电子控制技术和一些传感系统控制的液压挖掘机进行土方施工，由于設备采用机电一体化技术，技术水平高，性能得到很大的提升，实现了设备的自动化操作，提高了工程施工的质量和效率。不足的地方是，一旦出现问题，需要由专门的维修人员进行检修。

2.2运用于顶推机械中

当前，我国正在进行很多重大的桥梁工程，且建设成一大批举世瞩目的标志性桥梁。在这些桥梁施工中，顶推施工法是采用最多的施工方法。在过去，采用顶推法施工时，要同时用多个千斤顶，很多人同时操作，由于是用人力为主的施工作业，施工的精度往往得不到很好地控制，而且在不同班组操作时很难进行同步操作[2]。而在采用机电一体化技术后，顶推作业由电控液压系统控制顶推油缸来操作进行，同时有多种高精度先进的仪器参与测距和传感等，实现了精确控制顶推的全过程。由于全过程为机械操作，人力的参与度尽可能地被降低，因而误差得到有效控制，精度得以提高。

2.3运用于起重机械中

建筑施工的起重机械在整个科技进步的大环境影响下，开始了智能化进程。加装机电一体化技术的起重机，带有超声波传感器、微电脑和红外线设备、电力矩限制器等多种不同功能的机电设备。可以检测前方障碍物、自动调整起吊重量、当起吊重物超过限定值时还可自动报警，自动检测外伸液压支腿的伸出宽度以免正在工作时水泥浆出现倾覆。另外，在多部起重机同时工作时还可自动对可能出现碰撞问题进行预警[3]。

2.4运用于混凝土机械中

建筑施工离不开混凝土搅拌。混凝土搅拌是一种技术含量较高的施工环节，一旦误差控制不好就可能导致搅拌失败，或者混凝土铸件达不到设计规定的要求。因此，采用机电一体化技术来参与混凝土搅拌显为重要。鉴于此，人们在混凝土搅拌机械中加装测力传感器、屏幕显示计量装置等，将此前很难监测到的搅拌情况通过技术手段变得直观，这极大的提高了混凝土搅拌的质量和工作效率，同时也降低了操作人员的劳动强度。人们只需要观看屏幕、按下按键，就可以调整混凝土搅拌的参数。

2.5建筑消防中的应用

系统整合程度的不同，对于消防工程机电系统智能化程度也有着直接影响。将防火防灾系统与管理系统进行科学整合，可形成完善的生态型消防工程机电系统;将消防工程机电系统与空调、灯光等系统予以整合，可在火灾发生过程中，通过自动化控制完成应急照明、排烟、空调等系统的自动化开启，对火灾隐情实行科学控制，抑制危险的扩散。同时将火灾报警系统与电梯控制系统整合起来，可利用机电系统对电梯进行正常控制，确保其正常工作，便于及时完成救火救援作业。另外，将报警系统与保全系统予以整合，在火灾发生时，可开启上锁门禁，便于及时疏散人员。再者，消防机电系统与动态控制、人机交互、仿生技术等的融合，可实现建筑消防系统的智能化管理，提高突发状况的应急效率，降低危险系数。

三、机电一体化是建筑工程机械的发展趋势

3.1智能化

随着电子信息技术的发展，多种交叉学科的进步，工程机械的机电一体化技术也出现了向智能化发展的趋势，也就是智能建筑机器人开始出现。在很多的工程建筑领域，智能建筑机器人有着很大的发展前途，如建筑机器人、液压挖掘机、水下机器人等。为建筑机械加装一些监控设备、红外线、传感器之类的设备，可以实现操作人员远程即时监控设备工作，监控机械运行状态。

3.2微型化

随着新材料、新工艺和电子技术的进步，工程机械变得越来越小，开始向小型化、精致和灵活方向发展。

3.3模块化

随着技术发展的需要，工程机械设备的生产标准会渐趋统一，很多的设备零部件将会实现标准一致可替换，这会改变传统以来建筑设备型号繁杂，技术不统一的缺陷。进而统一全行业的技术标准和生产规范，实现机械设备模块化生产，提高产品质量。

四、结语

机电一体化技术是建立在各学科和领域共同发展的基础上的，这也是科技发展的大趋势，采用机电一体化体术可极大地增强建筑施工的效率，客服恶劣环境等对施工的影响，具有重要意义。

【参考文献】

[1]李洋洋.建筑工程中的机电一体化技术[J].建材与装饰，2018（51）：188-189.

[2]周拥军.建筑工程机电一体化设备安装技术分析[J].设备管理与维修，2019（10）：157-158.

[3]姚秀君，王维东.机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势[J].科学技术创新，2017（11）：105-105.