建筑施工与机电一体化

【摘 要】现代建筑施工设备都是由一类机械产品发展到机电一体化的集成产品,机电一体化技术的发展对建筑施工机械产品发生深刻的影响,建筑施工机电一体化技术对我国建筑施工工程机械的创新起到了重要作用,机电一体化将推动建筑施工机械发展达到更高阶段.

【关 键 词】建筑机电；一体化技术；发展趋势

前言

建筑施工机电一体化技术就是由机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合利用各种技术的产品,也是高科技中微电子技术向传统建筑施工机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术.建筑机电一体化技术顺应了高科技发展的规律,显示了高科技领域在建筑施工机电一体化中强大的生命力.由于建筑施工生产需要将数以百万吨的建筑材料在平地上建筑高楼大厦.,通过建筑动力机械将建筑材料运送到指定位置上,需要利用大量的建筑施工机电设备联合工作才能完成这一目的,而建筑施工机电一体化的建筑施工机电产品则是实现高产量、高效率的最佳选择.建筑施工机电一体化是将传统的机械设备与高科技的电子技术融为一体,使建筑施工机电在物流、能流、信息流融为一体,成为适应建筑生产的最佳工具.

1建筑施工与机电一体化的应用

建筑业在我国四化建设中有举足轻重的地位,目前从业人员以干万计,但绝大多数的施工作业仍以手工为主,至多不过是再配上一些原始的机械设备,因此,效率低下,施工危险,环境恶劣,质量难以提高等问题,长期困扰和制约着建筑业的发展.本文作者在参与主持“高技术在建筑施工领域中的应用与发展”的软课题调研中,占有国内外大量的资料和信息,在此基础上,从我国国情出发,探讨了我国建筑业高技术发展的方向,可供有关方面参考.关于机电一体化,在“高技术在建筑施工领域的应用与发展”课题调研中曾提出过,它与电r讨一算机在施工管理中的应用、建筑机器人、自动测量和检测技术以及施工自动化等均应视为建筑施工领域的高技术.但在这当中,机电一体化是核心,它代表了施工机械的主要发展方向,而施工机械的机电一体化、机器人化同其他高技术的综合应用又开辟了建筑施工高度机械化、自动化的发展前景.

2建筑施工的机电一体化是发展方向

根据1992年4月在德国慕尼黑举办的第23届国际建筑机械和建材机械博览会的分析得出,目前建筑机械领域的技术进步不是表现在具有革命性的发明创造上,而是表现在进一步演变与发展之中.

2.1建筑施工的机电一体化机械的发展趋势：

2.1.1建筑机械微电子技术与机电一体化.

微电子技术是在传统的电子技术基础上发展起来的渗透性最强、影响面最广的高技术.微电子技术,讨一算机技术与施工机械相结合促进了施工机械自动化、机器人化的发展.

2.1.2建筑机械的自动化与建筑机器人的实用.

目前已出现采用程序控制起重臂运动的液压挖掘机,系统控制混凝土布料杆的自动化混凝上输送泵,用于喷涂各种涂料的移动式多关节机械手,在施工现场进行混凝上地面磨光、建筑物立面检修,以及钢结构防火涂料喷涂等作业的建筑机器人等.

2.1.3节约能源和环境保护,实现人类与自然的和谐.

从高技术在建筑施工领域的应用和发展的角度来看,施工机械的机电一体化是一个核心问题.虽然自80年代以来国内相继研制开发出多种机电一体化的建筑机械产品,但从整体看,建筑施工机械的技术进步仍然表现在从手工操作到采用机械,经半机械化到机械化的发展演变过程,而从世界范围看则表现为建筑机械向机电一体化、自动化发展并以此为基础,进一步向施工自动化方向发展的趋势.这样做可以节约资源,保护环境,实现人类与自然的和谐.

3建筑机械机电一体化设备的分类

施工机械机电一体化、自动化的发展可以分为四代：第一代是为了解决石油危机的节能年代,第二代是了解决易于人工操纵的电子控制年代,第三代是为进行某种固定作业的半自动化操作的年代,第四代试图进行全自动化操纵的年代.目前先进的工业国生产的施工机械基本上属于第三代.

3.1建筑机械机电一体化设备分类：

3.1.1机电一体化监控设备通过微电子技术控制机械自身或外界情况,把机械的状态量显示在电子盘或数字盘上,必要时能发出声音或使机械停止.这种监控装置广泛应用于推土机、挖掘机、装载机上.起重机上装的力矩限制器也是起监控作用的.更为先进的有能够测量本身位置的施工机械,以及能够测定工作对象的状态,并把它作为图象信息传递的各种机器人施工机械得到广泛的应用.

3.1.2机电一体化遥控设备在工作环境恶劣,尤其是存在危险时(如强烈噪声、剧振、高温、水下、地下、有滚石危险等情况)操作者都可以通过遥控器在远距离操纵机械.

3.1.3机电一体化半自动设备不同的施工机械,其实行自动化的部分也不相同.有的是压力、速度、流量等控制的自动化,有的是作业装置的自动化,有的是行走机构的自动化.为使操纵技术易于掌握,往往需要对操纵技术要求高的部分实现自动化.

3.1.4机电一体化全自动设备即操作者不用驾驶机械,只需操纵起动开关施工机械即能根据所给定的施工要求自己判断和自行作业.但到目前为止世界上还没有完全不用人的施工机械.

3.2建筑机械机电一体化的发展情况.

3.2.1机电一体化的土方机械目前国外液压挖掘机已基本实现自控,应用了电子控制的负荷传感系统.它不仅能够对发动机和油泵进行电子控制,而且整个机械的动力系统也全部由电子控制.推土机装有“作业方式自动选择系统”,如履带板滑动控制系统,能不断检测滑动率、发动机输出功率和牵引力,当滑动率超过一定值时.可自动改变推上机牵引特性,保持最佳牵引力.翻斗车继应用电子控制传动机构,微电子监视系统之后,于80年代中期又出现了机电一体化的发动机系统和悬架系统(根据感觉行走状态改变缓冲系统,提高操纵的舒适性).目前国外已出现无人驾驶翻斗汽车.

3.2.2机电一体化的起重机械经济发达国家正致力于智能型起重机的研究开发.智能型起重机装有微电脑,红外线和超声波传感器,能探测施工现场是否有人及其他障碍物.移动式起重机,采用电子控制式全自动传动装置,变速操作自动化,自动检测外伸液压支腿的伸出宽度,防止倾倒.现代的各类起重机均装有电子力矩限制器,当吊重与.吊臂的合成力矩达到额定值的90%时,会及时发出警报,达到100%时,发出强警报,同时自动停止工作.在大型工地上同时使用多台塔吊施工时,为防止吊臂相互碰撞,每台塔吊均装有防碰装置,操作者通过电视监视器可看到与相邻塔吊的三维图像,遇有碰撞危险时能立即发出警报井自动减速和停止.

4结束语

改革开放以来,随着高科技的发展,微电子技术、计算机技术、软件技术、传感器技术和自动化技术的飞快发展,信息流成为机电一体化的主要特色.建筑机械机电一体化的产品实现了自动化、数字化、智能化,在性能和功能方面均实现了质的飞跃.因此,建筑机械机电一体化技术是建筑业信息化的重要高新技术,是矿山综合自动化的基础.机电一体化技术在建筑采、掘、运装备的应用和推广方面极大地提升了我国建筑生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的建筑工业生产打下了扎实的基础.