试论建筑施工机电一体化

贾海军

　　【摘要】改革开放以来,随着高新技术的发展,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速发展,信息流成为机电一体化的主要特征。工程机械机电一体化产品实现了自动化、数字化、智能化，在性能和功能上实现了质的飞跃。因此，工程机械机电一体化技术是建筑行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、运输装备应用推广方面极大地增强了我国建筑生产的综合实力，为实现高效、安全、清洁、结构优化的建筑工业生产奠定了坚实的基础。

　　关键词：建筑施工；机电;一体化

1探索机电一体化发展方向

　　随着机电一体化技术在建筑工程施工中的应用，大大提高了建筑工程的施工效率和施工质量。建筑施工机电一体化是指施工人员充分利用机器人技术、自动化技术、构件技术和计算机技术对施工进行规划和管理的综合机械施工方法。建筑施工中的机电一体化并不是简单地依靠机械来代替技术人员进行操作。这种操作方式的效果并不理想，而是建立在现代建筑基础上的一种新的生产关系。其具体发展方向主要包括以下几个主要方面。一是在新时代发展下，建筑施工机电一体化的发展趋势越来越明显。高科技、高科技的工法将成为建筑工法的首选。比如建筑机器人的出现等等。现阶段建筑施工中的机电一体化调查表明，机电一体化技术在建筑施工中得到广泛应用，如用于喷涂各种涂料的移动式多关节机械手；系统控制具体；混凝土臂架自动凝固泵用于施工现场进行凝固打磨、建筑架设和维修，以及钢结构防火涂料喷涂等作业的施工机器人。

　　其次，微电子技术在机电一体化中的进一步应用，提高了建筑施工的机电一体化技术水平。我们知道，微电子技术是近几年发展起来的新兴技术。时至今日，它已广泛应用于人类生产生活的方方面面，推动了各行各业的发展和变革。这其中包括微电子技术在建筑工程中的应用，不仅完成了建筑施工的机电一体化技术，而且实现了计算机与工程机械的有效结合，极大地促进了机电一体化技术在建筑施工中的应用。建筑行业的应用转型，推动了建筑施工的自动化、机械化。

2工程机械自动化程度分类

2.1监控

　　通过微电子技术控制机器本身或外部情况，在电子盘或数字盘上显示机器的状态量，并在需要时发出声音或停止机器。这种监控装置广泛应用于推土机、挖掘机和装载机。安装在起重机上的力矩限制器也起到监控作用。更先进的工程机械（如盾构机）可以测量自身位置，工程机械（如各种机器人）可以测量工作对象的状态并将其作为图像信息传输。

2.2远程控制

　　当工作环境恶劣、危险（如强噪音、剧烈震动、高温、水下、地下、滚石危险等）时，驾驶员需要遥控操作机器。

2.3半自动

　　不同的工程机械有不同的自动化部件。有的是压力、速度、流量控制等的自动化；一些是操作设备的自动化；

2.4全自动

　　也就是说，驾驶员无需驾驶机器，只需操作启动开关，施工机械即可根据给定的施工要求自行判断和工作。但迄今为止，世界上还没有完全不用人的工程机械。

3工程机械机电一体化设备分类

　　工程机械机电一体化和自动化的发展可分为四代：第一代是解决石油危机的节能时代；第二代是解决容易手动操作的电控时代；作业半自动化时代；第四代试图完全自动化操作的时代。先进工业国家生产的工程机械基本上属于第三代。

3.1工程机械机电设备分类

3.1.1机电监控设备通过微电子技术控制机器本身或外部情况，将机器的状态显示在电子盘或数字盘上，必要时能发出声音或使机器停止。这种监控装置广泛应用于推土机、挖掘机和装载机。安装在起重机上的力矩限制器也起到监控作用。可以测量自身位置的更先进的建筑机械，以及可以测量工作对象的状态并将其作为图像信息传输的各种机器人建筑机械被广泛使用。

3.1.2机电一体化遥控设备在恶劣的工作环境下运行，特别是有危险（如强噪声、剧烈振动、高温、水下、地下、滚石危险等）时。他们都可以通过遥控器远程操作机器。

3.1.3机电一体化半自动化设备不同的工程机械有不同的自动化部分。有的是压力、速度、流量等控制的自动化；一些是操作设备的自动化；有些是步行机制的自动化。为了使操纵技术易于掌握，往往需要对操纵技能要求高的部件进行自动化处理。

3.1.4机电一体化全自动设备是指操作人员无需驾驶机器，只需操作施工机械的启动开关，自行判断并根据给定的施工要求进行操作。但迄今为止，世界上还没有完全不用人的工程机械。

3.2工程机电一体化发展。

3.2.1机电一体化土方机械目前，国外液压挖掘机已基本实现自主控制，并已应用电控负荷传感系统。它不仅可以电子控制发动机和油泵，而且整个机械动力系统都是电子控制的。推土机配备“自动操作模式选择系统”，如履带板打滑控制系统，可连续检测打滑率、发动机输出功率和牵引力。当打滑率超过一定值时，能自动改变推杆的牵引特性，保持最佳牵引力。随着电控传动机构和微电子监控系统的应用，自卸车在20世纪80年代中期有了机电一体化的发动机系统和悬架系统（根据行走状态的感觉改变缓冲系统，以提高操纵的舒适性）。目前，国外已经出现了无人驾驶自卸车。

3.2.2机电一体化起重机械经济发达国家都致力于智能起重机的研发。智能起重机配备微型计算机、红外线和超声波传感器，可以检测施工现场的人员和其他障碍物。移动式起重机采用电控全自动传动装置，自动变速运行，液压支腿伸张宽度自动检测，防止倾倒。所有类型的现代起重机都配备了电子力矩限制器。当起重量与臂架的合力矩达到额定值的90%时，及时报警；当达到100%时，会发出强烈的警报，同时自动停止工作。当多台塔吊同时在大型工地施工时，为了防止吊臂相互碰撞，每台塔吊都装有防撞装置。操作者可通过电视监视器看到相邻塔吊的三维影像，存在碰撞危险。它可以立即发出警报并自动减速并停止。

4机电一体化为楼宇施工自动化开辟美好未来

　　施工自动化是综合应用自动化技术、机器人技术、构件技术，利用电子计算机进行规划和管理的综合机械化施工方法。工地自动化并不是简单的用功能单一的机器人来代替熟练工人的部分操作。这样做的效果并不显着，而是重新建立一个建筑生产体系，使其充分兼顾工程机械的机电一体化特点，就像制造业中的工厂暖心生产一样，在-现场施工作为一个完整的系统，在施工现场实现工厂自动化。

　　国际上对施工自动化有两种观点：一种认为施工自动化只能应用于特殊环境下特殊项目的施工；我创造了一个美妙的画面，其实前者的观点更实用，既有必要，也有可能，并已在实际工程中得到应用。后者的景色更加浪漫，类似于梦幻般的场景。然而，随着时间的推移，往往一个科技飞速发展的未来的科学幻想会成为现实。当然，这需要几代人的不懈努力。

结束语

　　建筑业在支撑中国经济快速发展方面发挥着重要作用。我国当前的建筑业发展迅猛，全国各地每天都有新的项目开工建设。当前，施工效率低、安全事故率高、工程进度慢是建筑业面临的普遍问题。这主要是由于建筑公司大量使用劳动力。这是由于劳动力和整体机械的自动化程度低造成的。在建筑工程中引入机电一体化技术，可以大大提高施工效率，提高施工质量，降低安全事故率，大大缩短工期，为企业带来更多效益。因此，加强机电一体化技术在建筑工程中的实际应用研究具有很高的实用价值。

　　参考文献

[1]李鸿艳，机电一体化技术在建筑机械中的应用研究[J].河南科技.2011-09

[2]项光耀，浅谈机电一体化在建筑机械中的应用[J].科技与企业.2012-01