建筑机械自动化的现状及关键技术

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浅谈建筑工程中机械自动化的应用

作者：李晓亮

来源：《装饰装修天地》2017年第06期

摘 要：在现代建筑施工的过程中，机械自动化占有重要的地位，是日常施工中提高效率、节省人力的重要手段，机械自动化技术的应用，能够快速、高效的解决施工过程中遇到的问题，保证施工的效率以及工程的施工质量。

关键词：机械自动化；施工设备；应用

1 引言

在建筑施工的过程中，机械自动化的应用已经越来越广泛。为了能够让其应用效率得到相应的整体性提升，需要采用多种不同的方式对其体系结构进行优化。首先，在应用过程中，需要将其机械加工的工艺与电气自动化技术进行全面的结合；其次，在采用数控加工技术的施工机械制造，植入PLC编程技术，以达成电气自动化程序控制，让整体的施工工效得到提升。

2 机械自动化概述

机械的自动化指的是不存在其他的人为控制的条件下，能够依照之前预定的流程通过机械自动的完成此项工程需要的各项操纵步骤，同时能够对相关的设备进行有效的控制与管理，通过自动化技术在工程中的广泛应用，突破了传统的机械限制，使工程中的机械自动化技术得到更加广泛的应用，通过使用新的机械工程开展模式进行工程的操纵和管理，能够有效的降低工作人员的工作强度，提升工程的操作质量以及整体质量，能够更好的体现出我国的科技发展水平，满足日益发展的现代化工程建设的需求。

3 机械自动化的含义

机械自动化指的是在不需要其他人为控制的条件下，机械能够按照之前预定的程序和预设的运行轨迹以及操作步骤进行运转，同时又能对相关的机械设备进行有效的管控。机械自动化的使用，能有效的提高工程建设的进度，降低施工的难度，节省人力物力，从而有效降低施工人员的工作强度及安全隐患，提高工程的整体质量，同时体现出我国的科技发展水平，为不断发展的现代化建事业提供基础保障，也是其不断发展的强大推动力。

浅谈建筑工程施工中机械自动化　龙伟才　广西南宁巧工劳务有限公司　广西南宁５　３００００　【摘要】目前由于我国人民生活水平的不断提高，使得人民对建筑工程施工技术要求也越来越高，对建筑工程机械自动化的程度也随之提高，本　文主要针对建筑工程机械自动化做出阐述，并对其发展提出展望。　【关键词】建ＳＬ．ｒ－￣／．；机械自动化　中圈分类号：［ＴＵ７６１．６】文献标识号：Ａ文章编号：２３０６—１４９９（２０１　３）１７—００２３—１　随着科学技术的飞速发展，目前虽然建筑机械自动化技术在某些方　面取得了巨大进步。　但由于建筑机械自动化开发和应用的难度比较大，特别是推广工作　比较困难。传统的建筑机械虽然可以实现机械化施工，在一定程度上满　足上述要求。　但仍然是手工操纵，工人劳动强度较大、舒适性较差，劳动生产率　也较低，而且施工质量、施工安全在很大程度上取决于各种人为因素。　建筑业属于仅次于采掘业的苦、脏、险行业，因事故而伤亡的人数也较多。　鉴于此，要求建筑机械自动化的呼声十分强烈。　１．建筑机械自动化的历史及现状　建筑机械自动化的开发研究工作始于５Ｏ年代，８Ｏ年代后开发步伐加　快。当前，西方发达国家及我国哈尔滨工业大学、中科院沈阳自动化所　等单位在从事建筑机械自动化的开发研究中均取得了一定的成果，其中　日、美两国的开发研究工作处于领先水平。建筑机械采用自动化装备的　主要有：推土机及平地机，挖掘机和装载机，运输机械，起重机，基础　工程机械，凿岩机及隧道工程机械，压实机械，砼机械，路面铺设机械，　道路维护机械，试验、检测机械，钢桥、Ｐｃ桥架设机械，大坝砼机械等。　综观国内外，建筑机械产品的电子化、自动化和机器人化是不可抗　拒的技术潮流。从其作业特点来看，大致可分为完成多种作业的通用性　建筑机械和完成单一作业的专用性工程机械。　通用性建筑机械向机电信一体化方向发展，这类机械具有多种功能，　需要完成复合性作业操作，工作环境复杂，难以分解成简单的模式动作，　实现全自动化很困难，需要由人来操纵和掌握。　目前，电子控制技术正在不断地向这类机械渗透和普及，出现了新　一代所谓的电子挖掘机、电子推土机等。特定工程专用机械向建筑机器　人方向发展，建设工程中有些比较单独的作业操作，往往采用专用机械　来施工。　还有根据施工要求将施工技术和施工机械相结合创造出新的施工法，　即结合施工法设计的特殊用途的专用机械，像这类机械国外大多采用电　子控制技术，以实现自动化和无人化操作施工。国外往往把这类采用机　电信一体化技术，能自动地进行作业的机械和系统称作建设机器人。建　筑机器人通常由施工操作输入系统、翻译系统、信息前置处理系统、控　制系统及执行系统等部分组成。　典型的自动化建筑机械是由日本大成建设株式会社研制成功履带式　铲车。　该产品应用惯性导航法原理，依靠通信网络系统、自身机械操作和　自身监控信息反馈处理系统，通过计算机控制和自行判断，在无人驾驶　的情况下独立工作。因为能２４小时独立操作施工，工期大为缩短而且安全、　可靠性能好。　因此今后在地下工程无人区、深层海底、宇宙中的星球表面等有危　险及远程遥控无法工作、对人类来讲施工极其困难的场所，它可以发挥　出威力。这种靠自身人工智能控制系统独立行走的机械具备了以下能力：　①本身具有控制、检验自己位置与姿势的能力；　②自行设定操作、控制程序的能力；　③对周围的状况进行判断，就此作出控制程序变更的能力。通过这　些能力，即人工智能大脑把机械的出发地点与周围空间环境状况通过若　干个坐标输入专用程序后，由装置在机械上的计算机算出机械自己的位　置，单独自控行走的实验机开始按自行设定的程序行走，即使碰到障碍物，　由于事前通过探查读数器检测到了周围环境的情况或信息，已经由程序　指示安排了绕道迂回等指令。　２．建筑工程机械自动化的关键技术　目前，虽然建筑机械自动化取得了显著的进展，但建筑机械自动化　开发和应用的难度比较大，特别是推广应用方面难度更大。其原因主要是　①建筑施工与机械制造等工业化生产的产业不同，同一性差，工况　复杂，所以很难开发具有通用性的全自动化的建筑机械；　②建筑施工的作业条件恶劣，传感器等自动化元件抗污染、抗干扰　性能差，使自动化建筑机械可靠性不高，影响了正常使用：　③建筑施工工序复杂，难以分解成简单、重复的动作模式，加上控　制参数的多样性和影响精度的复杂性，完成一种控制方案的制定和验证　需要较长的时间，这大大增加了开发研究的难度。　一般来说，自动化建筑机械可以分为两类，①仅作业装置自动化，　如沥青砼摊铺机熨平板的自动找平控制系统；②整机自动控制及机群施　工系统控制，如砼喷射机器人，隧道挖掘机器人，高层大楼全自动施工　系统。　对于第一类自动化建筑机械的关键技术在于单项自动化技术，主要　是：　①变频控制技术，变频器（变频调速器的简称，又称交流调速器）　是靠改变电源频率、降低电压来调整电机转速的一种机器。它具有提高　设备的能效（节能效果显著）、提高自动化控制与监测水平（实现分散　使用集中管理）、提高生产率及产品质量、满足新工艺要求等优点。　②高精度、高速度操作技术。③移动机能一液压传动用的液压比例　技术。对于第二类自动化建筑机械的关键技术在于综合自动化技术，主　要是：　①传感器技术（视觉、听觉、触觉传感器等）。　②高度判断机能技术（认识、判别学习、适应机能、人工智能等）。　⑧遥控技术。　④导向（定位）技术，全球卫星定位系统ＧＰＳ等。　⑤可靠性技术（耐振、密封、抗干扰性能）。　⑥自动化、机器人化的相关技术和系统技术。⑦相关的材料和元件　开发技术。　３．结语　随着社会科学技术的进步和人类生活水平的提高，自动化建筑机械　有着广阔的前景：面向施工领域扩展化的建筑机械自动化。　建筑施工正向地下、高空和海洋发展，城市地面留给人类居住和绿化，　以保持良好的生态环境，管线（上下水道、煤气管道、电线和电话线等）　和交通全部或部分转入底下，被海、河隔开的陆地将用隧道来连通，需　要大量各式各样的地下施工机械。　沙漠的绿化和利用，需要开发海洋机械；沿海软土基改造和围海造　地也需要开发相应的机械。建筑机械自动化具有广阔的施展领域；面向　施工规模巨型化的建筑机械自动化。　建筑物的超高、大、重使得施工规模越来越大，包括大型水利工程、　超深地下工程、超长隧道、大跨度桥梁等；建筑工程高级化，包括高级　精美的建筑物、高级公路、高速列车；同时要实现工程施工高速化。这　些都要求建筑机械综合集成自动化；面向绿色和安全的建筑机械自动化。　建筑业和建筑机械的落后面貌和人类的物质文明显得越来越不相称，　建筑工程大大地影响了城市景观，破坏了环境且建筑工程安全事故严重，　死亡率在各行业中较高。　、　建筑机械自动化应以人为本、人机工程学第一，要使操作者和看到　它的人都满意。　Ｂ～　０１　图　２　３年９月．上ｌ‘。Ｖ　ｌ

机群智能化工程机械体系结构和关键技术

摘要：机群智能化施工是工程机械未来发展的主导方向，具有着巨大的市场空间和广泛的行业需求。本文从机群智能化定义和分类入手，研究了机群智能化技术现状，着重探讨了机群智能化的关键技术，旨在为同行日后工作提供相关参考。

关键词：机群智能化；机械设计；工程机械；遥控

上个世纪末期至今，以计算机技术、微电子技术、智能控制技术为代表的自动化技术得到了飞速的发展。各种新技术、新工艺、新设备不断推出，并广泛的应用在机械工程领域，使得工程机械产品的性能、效率和自动化程度都得到了大幅度提升。机群智能化便是在这种时代背景下产生的一种机械产品，是现代化工程领域应用最为广泛的一种，为此我们在目前有必要对其结构和关键技术进行分析和归纳。

一、机群智能化概述

所谓的机群智能化主要指的是工程机械为了完成某一具体工程的施工，以实现最佳资源配置、最优工作效率和最好工作质量为目的的智能化工程机械组合，其工作是以同步施工为主，通过对各种智能化机械的状态、位置和可靠性进行研究的环节。

1、机群定义

所谓的机群主要指的是为了完成某一特定工程项目，采用不同的机种、机械类型、机械数量的设备构成的一个机械化群体。在工程项目中，涉及到机群的每一个单元设备都被称之为单机。在工作中针对不同的施工需要、施工数量和施工需求，所选择的机群也不尽相同。

2、分类

机群智能化按照其操作系统一般可以分为遥操作工程机械、可编程工程机械以及智能化工程机械三种。

2.1、遥操作工程机械主要指的是那些经常处于高危、工作环境复杂的机械，在这些机械由于受到环境因素的影响其中存在着极大的风险，为此采用远程操控进行作业对于提高工程安全有着重要意义。

2.2、可编程工程机械主要指的是通过改变工程机械控制程序来完成不同任务的工程机械，是一种适用于结构环境复杂、施工对象多变的工程机械。

2.3、智能化工程机械主要指的是在工程施工中无需要工作人员直接参与工作，通过安装各种复杂传感器以及微型处理器来获取信息，从而制定出相关应对策略的一种自动化施工机械，这种施工机械是一种自我感知、自我辨别、自我决策和自我控制的工作。

综述　

建筑节能关键技术回顾和展望（二）　

国内外建筑节能关键技术的发展现状及趋势　

康艳兵　

（能源研究所，北京１０００３８）　

摘要：建筑能耗将是我国未来能源消费的主要增长点，建筑节能技术的研究应用将对我国未　来的能源消费产生深远的影响。为此，本文对当前国内外的建筑节能关键技术进行了比较系统的　

总结，并从建筑物本体、建筑设备和建筑环境控制系统三个角度重点回顾了我国的建筑节能技术　的发展现状，分析了取得的成果的同时研究了各种关键技术的发展障碍。在此基础上，展望了我国　

未来建筑节能的重点发展领域，并指出了未来应该重点支持的建筑节能关键技术的发展方向。　关键词：建筑节能；关键技术；回顾和展望　

中图分类号：ＴＵ１１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００３．２３５５（２００３）１２．００２５．０５　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｇｒｏｗｔｈ　ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｓ　ｆｕｔｕｒｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｗｉｌｌ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　Ｃｈｉｎａ’Ｓ　ｆｕｔｕｒｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｈａｓ　

ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｏｆ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ａｎｄ　ｆｏｒｅｉｇｎ　ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ．Ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｖｉｅｗｐｏｉｎｔｓ　

ｏｆ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｉｔｓｅｌｆ，ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ，ｉｔ　ｒｅｖｉｅｗｓ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ，ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｂａｒｒｉｅｒｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｉｓｔｏｒｉｃ　ｒｅｖｉｅｗｓ，ｉｔ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　ｆｉｅｌｄｓ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ’Ｓ　ｆｕｔｕｒｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ