林政锋
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摘要:随着建筑行业的不断发展,因此在建筑施工过程中,施工要求必须确保安全高效、优质、省力和舒适。在一定程度上,传统建筑机械符合了上述的要求,但由于是手工操纵,因此工人的劳动强度大而且舒适性差,致使获得较低的劳动生产率。建筑行业也是一份高危行业,所以,建筑机械的自动化迫切需要实现。本文在此从机械设备自动化应用的现状出发,对新时期建筑机械自动化的技术和未来的发展趋势做了详细的分析。
关键词:建筑机械;应用;现状
前言:随着社会经济的发展,人们对于产品的需求趋于多样化和差异化、而且对于制造成本的要求越来越低,同时如今各行业在追求质量的同时对于短制造周期的要求更加紧迫,FMS的到了迅速的发展,由于科技的发展计算机技术、通迅信息技术以及机械与控制也得到了飞速的进步。现代科学技术的快速发展和多学科多领域技术之间的相互融合和渗透,极大促进了建筑机械向自动化方向变革与发展的进程。
一、分析建筑机械设备自动化应用现状
上世纪五六十年代就已经开始了建筑机械自动化的研究开发,直到八十年代后期才加快了建筑机械自动化开发应用的步伐。现阶段的建筑业中,建筑机械的许多领域也开始采用自动化的技术装备,部分的领域在自动化理念和系统方面上都树立了建筑机械应用的典范,下面以自动化应用在推土机、挖掘机和压实机的情况为例来简要地说明自动化在建筑机械的应用现状。
1、压路机的自动化
在水库大坝进行混凝土浇筑施工中,压路机是主要的使用设备。在自动化的技术方面,数据处理装置、检测装置、中央控制系统和远程通讯装置等功能模块已经得到应用。在作业的过程中,实现了地面基准点的预设依据,工作位置就通过使用机载自动跟踪仪和光波距离测算仪来测定,然后通过通讯的模块将数据传送给中央控制的系统,该系统能够使设备位置的信号变为设备控制的指令,采用无线通讯的方法来进行设备和调整,精准完成了大量压实的作业。
2、挖掘机、推土机的自动化作业
在建筑土方施工中,使用挖掘机和推土机自动化机械进行改造有效地提升了施工的效率和质量。在1976年,以开关系统作为基准反馈控制的系统是应用于挖掘机的铲斗和推土机的铲刀的自动化控制的装置。其主要组成部分有感光器、投光器和控制系统,当时由于存在速度响应的问题,而没有投入应用。但后来,日本学者北郁夫研究进行了KOMATSULaserlevelingsustem的开发,实现了推入机的作业车速是5Km/h的时候,使施工平整度的误差控制在3cm内的良好效果。
二、实现建筑机械自动化控制的主要技术
1、施工对象的识别和评价技术的应用
建筑机械实现自动化的最基本功能就是对施工对象机械有效的识别,并且能够对其作业效果进行评价,这个系统如果得不到应用也就很难实现对机械施工的决策,施工对象识别和评价计术主要核心元件就是平面超声波信号感知器,这一元件能够保证设备能够实时的对施工对象的信息进行反馈,并且实现对施工对象的评价和认识
2、设备位置识别技术
所谓的建筑机械位置识别技术主要是指对设备的位置进行自动识别,如今所采用的主要识别方式包含外部和内部位置识别方式。设备的外部识别则是通过识别施工场地预定位置的,利用电磁波或者超声波来对设备的位置进行判断;设备的内部位置识别则是通过对回转式角传感器以及速度传感器的综合应用,对设备的数据进行精确的测定,并将数据及时的输送会控制中心,最终确定设备的位置数据;
3、位置诱导机能
所谓的位置诱导机能主要是指以预定的施工路径为依据引导机械设备进行施工作业,并且通过对机身位置的识别来对机身位置进行反馈,控制中心根据实时数据及时的对设备进行调整,设备施工过程中一旦偏离施工路径,就会启动自动复位功能,从而恢复到既定路径,这一系统地应用能够对设备的位置、方向以及速度进行及时的修正。
4、机群协作控制技术
施工现场如果需要大量的设备进行联合施工,要向实现设备的自动化,则需要一套技术对各设备的数据进行有效的监测,并且将数据输送到控制中心,通过控制中心对数据进行计算然后确定最优的设备分配方式,最后将相应的指令发送到各设备,设备受到指令指令就能够进行精确的施工。
三、建筑机械自动化发展趋势
1、建筑机械自动化面向施工规模巨型化
当前众多建筑物的施工规模越来越趋向于大型化、高级化以及施工高速化。建筑工程的大型化、高级化以及施工高速化的发展势必要求实现建筑机械的综合集成的自动化发展。如今的水利工程、高速路等都呈现出这一发展趋势。
2、建筑机械自动化开始趋于安全和绿色化
人类社会物质文明的快速发展使得建筑行业和建筑机械无法跟上其步伐,这就在很大成度上使得城市建设无法满足社会和人民的要求,而且当前的施工工艺对于环境造成了严重的破坏而且安全事故频发。如今社会各界对于环保意识有了深入的认识,所以在实现建筑机械自动化的进程中要充分考虑人的因素,对人机工程学进行有效的应用,从而满足当前社会发展的需要。
3、建筑设备自动化开始向施工领域进行扩展
高空、地下以及海洋建筑作业的发展成为当前建筑施工的重要方面,从而保持地面生态环境的良好发展,如今的管线铺设以及多数的交通设施开始向地下发展,通过海底隧道实现了隔海相望的两块大陆之间的连通,这一发展趋势要求开发和应用更多的地下施工设备。
4、环保型的发动机
在建筑机械的系统中,发动机对环境的影响最大,因此,要使用低噪声、低排放、高效率和低油耗的环保型的发动机或者进行废气净化的配置、再循环等的装置,降低了对环境的负荷。在保护城市环境的意识日益重视下,在机动车辆尾气排放的烟度、噪声方面的指标日渐严格,在建筑机械的产品中根据行业新环保的标准来使用环保型的发动机。
5、可回收利用
要简化产品结构的设计,分析计算产品组成的类型,减少材料和零件的数量和种类,合理地利用好结构,尽量做到少量零件就能实现多用途、多功能的目标。根据产品的可拆卸性、可回收性和再循环的利用性,对设备中的不同类型、种类的材料进行区分,规定可再循环利用的比率,报废件的处理要费用低、简单和污染小,零部件的解体要方便、容易破碎或作为燃料进行回收。拆卸清洗可回收的零部件,并进行修复,进行重新利用。
6、降低能耗
节能是第五种世界公认的能源,通过降低油耗来保护环保。因此,要在主机的各项性能的参数得到保证的前提下,才可以进行提高动力传动系统零部件的耐久性能和强度、发动机燃油的经济性、各系列产品的互换性和通用性等,使作业机械的润滑和润滑管理得到加强,机械磨损和内部摩擦要降低,延长了产品的寿命,降低了报废量。通过减少主机及附属作业装置的重量和体积来控制资源和材料的消耗,减少了对环境的污染。
7、开发节能的技术
尽量节约能源和选择洁净的能源。在行驶或作业中,为了减少机械因制动或变速而耗费能量因此可以选择蓄能器、飞轮及蓄电池等方法。开发节能技术和清新能源。采用的节能技术措施有:开发新型的驱动机构,传动与动力的匹配要合理确定,建立能源回收存储的系统,减少管路损失和泄漏,变频驱动的系统或间歇式的操作系统等。清新能源的特点有能耗低、污染小而且还是可再生的,因此要开发电动执行的元件、电动的机械、太新型蓄电池和阳能电池和。
参考文献:
【1】刘树忠,李艳梅.工程机械自动化的发展技术浅析[J].民营科技,2010,4.
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