摘要:建筑工程机械设备的性能与效率直接影响着建筑工程质量与效率,随着我国建筑工程行业飞速发展,建筑行业也就对工程机械设备有了更高的要求,本文介绍常见机电一体化技术在建筑工程机械的应用,并探讨了建筑工程机械的发展趋势。
关键词:机电一体化技术;建筑工程机械
引言
改革开放30年来,我国建筑业取得了举世瞩目的成就,我们国家也被称为“基建狂魔”,在这些成就的背后离不开高、精、尖端的工程建筑施工机械的应用,特别是机电一体化技术在建筑工程机械的广泛应用。
机电一体化技术是微电子技术、计算机技术、控制技术、光学技术与机械技术的相互交叉与融合,是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。机电一体化技术的应用使建筑工程机械历经手工操作、半自动操作、全自动操作、智能远程操作等,并为建筑施工带来了监控技术,大大提高了建筑施工设备的自适应性,进一步降低了建筑施工限制,使得施工质量和效率也得到飞跃。
一、机电一体化技术在建筑工程机械的一些具体应用
调查显示,目前我国建筑行业大量使用的混凝土设备,无论是搅拌泵、搅拌运输车还是混凝土输送泵,基于机械、电子、液压的机电一体化技术都得到了广泛的应用,已经实现了微型计算机的自动控制,实现了混凝土配料和砂石含水率的自动检测、控制和补偿,操作人员只要进行配方的数字输入,就可以实现任意可行的混凝土配方,真正实现混凝土的有针对性配置,从而保正了施工混凝土质量;有些高端的搅拌站还实现了设备运行状态的实时动态检测和对数据库的管理,可以实现随时打印所需的状态数据;有些还增加了废水、废气处理和噪声消除装置等。
高层建筑施工过程中不可避免要使用到起重机械,建筑起重机械已融合了微型计算机技术、模糊控制技术、网络控制技术、微电子技术,实现了其控制系统的智能化和自动化。建筑起重设备普遍装配有感应系统,可以避免现场施工的多个起重设备的碰撞,并能够自动避障;普遍装配有超声波传感器,引导建筑材料的吊装和重物的抓取;装配有自诊断智能监测系统,提供设备的运行工作状态,比如钢丝绳的磨损程度、润滑油的消耗状态,设备实施载荷、振动及轴承的温度等等,为建筑起重设备的正确运行提供保障并完成大部分的日常设备检查和养护内容;装配力矩限制功能,实现起重机械的超载保护功能;采用电子控制式变速操作自动化,实现全自动传动装置,从而有效地防止混凝土浆倾倒,减少材料浪费【1】。
土方机械也是建筑工程中的重要设备,主要承担施工现场的土方挖掘工作【2】。配备有强大的远程信息管理系统,实现对建筑土方机械的实时监控和全方位管理,可以在驾驶室内实时显示各种挖掘数据,比如铲斗的位置、深度和坡度等;配备有故障实时智能监测诊断系统,能够实现故障快速排除,减少停机等待时间;配备有智能的2D/3D作业引导系统,可以实现毫米级的坡度修整,实现压路机的精确压实控制,大大提高了作业效率,缩短施工周期。
二、机电一体化技术在建筑工程机械中的发展前景
随着科学技术的改革和创新,特别是机电一体化技术的微电子控制技术和互联网技术的深度融合,建筑工程机械设备必然会更加朝着系统化、智能化、微型化方向发展。
1.系统化、模块化
建筑工程设备的一个重要发展方向就是系统化与模块化,所谓的系统化是指建筑工程机械结构和功能控制方面具备多种不同的模块,生产企业可以根据客户的不同需要和工况条件,实现机械设备结构和功能的灵活重组,同时结合建筑工程具体施工操作,实现随意组合,提高建筑工程机械设备产品的适用性和实用性。
2．智能化
伴随数字化进程的加快、人工智能技术的飞跃,建设工程机械设备的机电一体化技术也与之彼此融合,产生了更多无人驾驶建筑工程机械,使建筑机械设备的整体质量和性能均得到大幅度的提升。例如:建筑工程机械可以自动根据系统设定的操作模型,按照既定算法,自动进行作业路径规划,采用超声波测距技术,自动检测、测量与障碍物的距离,同时依靠视觉传感器自动识别障碍物和有效避障;机载自动电控驱动系统可实现工程机械最优控制等等,另外,建筑工程机械设备向智能化方向发展过程中,建筑工程机械的能耗和高效率也必将得到了有效的降低和提升。
3.与网络信息技术的融合
网络信息技术的发展,特别大数据和“5G”技术的涌现,将我们带到了信息化时代,网络技术在各行各业中均得到了广泛应用,其和机电一体化技术的建筑工程设备的有效融合也属于时代发展的趋势,而这必将推动远程监控和设备的智能化和无人化,2019年3月山东临工集团利用5G网络与位于矿区远端的控制室相连,实时无人驾驶挖掘机,同步回传真实作业场景及全景视频实况,实现操控员可以足不出户地实时操控百里甚至千里之外的挖掘机;2019年4月,德国Doosan Infracore公司展示以5G通信为基础的工程机械远程控制技术,实现了在德国慕尼黑“5G远程控制站(管控中心)”远程操控距离会场8500公里,位于韩国仁川的挖掘机。随着建筑工程设备“5G”技术的深度运用,必然会对建筑施工过程中的特殊环境下的路面修复、埋设电缆、河道清理及抢险救灾作业等场景,提供更可靠的施工保障,工程推进进度也可以不再受时间、气候、环境的影响。
三、结束语
机电一体化技术在建筑工程机械的深入应用,不仅改善了工程机械的结构、优化了机械性能,而且还大大提升了运行效率,使得工程机械设备运行更环保。同时,建筑工程项目日益提高的施工难度、工况、周期等要求也为相应工程机械提出了新要求,特别是现在大数据“5G”网络技术的深度融合,必将建筑工程机械的智能化、微型化、环保化提升到新的高度。
参考文献:
[1]李秀兰,试论机电一体化技术在建筑工程的应用[J],科技风,2012年11月
[2]黄文泉,试论机电一体化技术在建筑施工中的实际应用科技创新与应用,科技创新与应用,2018年2 月
作者简介:吕志敏(1978.2-),河南清丰人,讲师,研究方向:机电一体化、数字图像。