基于建筑机械自动化的关键技术分析

张韩芳

摘要：随着社会技术、经济的快速发展，人类的生活水平不断的提高，建筑施工不断的向安全、高效、省力、优质、舒适方向发展，传统的建筑机械虽然可以实现机械化施工，仍然是手工操纵，在一定程度上能够满足上述要求，但是工人的劳动强度较大、舒适性较差，导致劳动的生产效率低下，施工质量难以保证，施工的安全很大程度上取决于认为的因素，仅次于采掘业的苦、脏、险行业的建筑施工企业，因此，由于机械等事故情况导致的安全事故越来越多。建筑机械通过将机械、电气、控制软件等多种技术有机地结合为一体，不断朝向自动化系统发展，在建筑企业中不断应用，具有高效、快捷、安全和优质等优点，极大促进了建筑机械向自动化方向变革与发展的进程。

关键词：建筑工程；机械自动化；关键技术

1建筑机械自动化的发展现状

1.1压路机自动化技术的应用

压路机是混凝土浇灌施工的过程中重要的机器之一，压路机自动化的实现主要是对依靠数据处理装置、检测装置以及中央控制系统等模块的合理利用，具有振动质量大、单频双振的特点，可以进行高效的铺层。液压振动系统确保了振动系数所要求的各种性能；机械传动装置确保了压路机的高机动性和爬坡能力及制动性能，全液压转向器使转向操纵轻便灵活；离合和脚制动采用气助力操纵，极大的提高了操纵力及操纵的灵活性。压路机的特点及其优势保证其在公路建设中发挥着重要的作用。

1.2推土机、挖掘机作业的自动化

推土机、挖掘机等一些建筑土方施工机械的自动化改造在很大的程度上提升了施工质量和施工效率。1976年研制成功的以开关系统为基准的反馈控制系统，这是最早在挖掘机的铲斗和推土机的铲刀上使用的自动化控制装置系统，投光器、感光器和控制系统构成该系统主要结构，但最终由于装置本身存在的速度响应问题未能在施工中得到推广和应用。但随后的的KOMATSULaserlevelingsustem系统实现了在推入机作业施工平整度误差保持在3cm以内的车速为5Km/h，这是由日本学者北郁夫研究开发的，并因此获得了良好的效果和使用技术。自动技术在建筑机械领域应用的另一个典范是液压挖掘机的激光自动掘削系统的应用和推广。该系统结构上由自动直线加工系统和激光系统两部分组成，激光系统可以检测出设备的车体高度，激光感光器可以测出作业面的位置，然后将测得的综合信息传输给自动掘削系统，通过综合分析系统将该信息和各传感器信号形成对各电磁比例阀的控制指令，最终实现对各油缸的控制和检测。

2建筑机械自动化的关键技术

2.1机身位置识别技术

建筑机械位置识别技术是指机械设备具备自动辨识自身所处位置的能力，目前主要采用的方式有内部位置识别方式和外部位置识别方式，内部位置识别方式运用速度传感器和回转式角传感器相互配合，来检测机械行驶的路径数据，然后将测得数据反馈到计算机中心后根据运动和方位的变化，获得设备所处位置数据；而外部识别方式主要是采依赖于在施工现场预先设定的几个位置基准点，通过超声波或电磁波来确定机械设备所处位置的方法。

2.2位置诱导技术

机械设备具有的位置诱导功能能够最大限度地帮助机械设备恢复既定路径，使用这种技术的基础是机械设备自身所具备的机身位置识别系统。这种技术以闭环控制系统作为载体，机械设备在应用这种技术时，按照事先设定好的路径进行作业，并且能够在作业过程中对照预先设定好的路径对产生的误差进行及时校准或消除。显然，通过自身具备的位置诱导功能来最大限度地恢复路径，得益于机械设备能够在自身路径发生偏离时进行自动复位。

2.3作业对象识别与评价技术

识别和评价作业对象是建筑机械实现自动化最重要的一个基础功能，没有这个系统的支持将无从谈起机械的作业方式的判断与决策，该技术一般以平面超声波信号感知器为核心器件，可以使机械设备具备实时反馈施工对象的位置、形状、大小及姿态等信息，认识和评价施工对象的能力。例如，安装在液压挖掘机铲斗上超声传感器可以识别比如土方、沙石、岩块的形状，从而为后续的作业方式选择提供前提和信息。

2.4机群协作控制技术

在众多的机械设备中进行联合作业的设备机械相当多，因此要实现机械设备的自动化就必须要有一整套的能将各个机械设备的位置和运行轨迹、工作状态等情况进行实施检测和控制，通过检测控制得到的数据，及时反馈到中央控制室内，在中央控制室内通过计算机的综合分析和处理设计出最优化的分派方式，然后形成有效的作业指令传输到各个机械设备中去，机械设备接收到作业指令之后进行全方位的安全的施工和作业，保证整个施工现场的施工作业系统正常有序进行。

2.5建筑机械自动诊断技术

在建筑机械维修管理方面，应用故障诊断专家系统是今后故障诊断的发展方向。故障诊断专家系统通过传感器获取机械的技术状况信息，系统通过对信息的分析、处理，输出有关机械技术状态的结论。工程机械故障诊斷专家系统一般由在线记录的数据采集机、离线分析处理机和传递数据的中继机三个部分组成。建筑机械工况参数监测系统由采集机、中继机和分析处理机三部分组成，采集机安装在建筑机械上，完成传感器的智能识别，工程机械工况参数采集、数据临时存储和机械故障在线报警等各项功能，中继机可以到现场依次与各个采集机完成数据交换，获取采集机采集和存储的数据必要时修改和校正采集机时钟，并可带入机房按采集机的相应序号将数据转存到分析处理机中，整个系统构成一网络结构，系统结构紧凑，功能强大。

3结语

随着科学技术的进步和生产的发展，施工机械在工程施工中的地位和作用日益重要，尤其是现代智能建筑建设施工机械化程度愈来愈高，而机械则在自动控制系统的操纵下按既定的生产程序自动运转，可以大大提高生产率。尤其是微电子、计算机和机电一体化等技术的快速发展及广泛应用，建筑机械自动化也得了迅速发展，已逐步走向现代化、智能化和机器人化方向发展。

参考文献：

[1]工程建设中的机械自动化控制技术分析[J].胡忠波，侯爵.科技经济导刊.2017（05）.

[2]机电自动化在建筑机械制造中的应用[J].黄晓存，刘徐鑫，赵晓东，郑玻.黑龙江科技信息.2016（09）.

[3]机械设备电气工程自动化技术的应用研究[J].李存荣.建材与装饰. 2018（04） .

（作者单位：海盐海滨建筑机械有限公司）