刘昕
大连迪马机电工程有限公司 辽宁大连116000
随着社会和科学技术的发展，土木工程业也越来越成为现代国民经济的支拄产业，突出表现为建筑物的规模、功能.造型再有建筑的高度等方面。而机械自动化技术的发展迅猛，它也逐渐成为建筑、铁路等工程施工的主要技术手段。对我国的工业建设的发展具有很重要的意义。
1、机械自动化技术的基本内容
在施工中，施工机械多半是在地形复杂、作业环境恶劣的施工现场从事土、石方作业，要达到自动化作业，该设备在施工现场上要有确认自已位置的能力，即识别位置机能；保证不与施工现场上其它设备、车辆发生碰撞的能力，即安全性机能；在施工时，要严格按照既定的路线移动，即为诱导机能；具有认识和评价作业对象土、砂、岩石等的位置、形状、大小以及它们特性的能力，既作业对象的认识、评价机能；具有选择最佳作业方式的能力。另外，在多台机械、车辆联合作业时，由中央控制室给各机械、车辆发出作业指令，控制各机械、车辆相互配合、进行各自的作业（机群控制）；各作业机械、车辆还应具有自身独立的判断能力等。
（1）识别位置能力是指机械设备具有自动辩认所处位置的能力，郎机械本身安装有自动识别系统。当前大多采用外部位置识别法和内部位置识别法。前者是在施工现场的几处设定基准点，借助于超声波或电磁波测定机械设备位置的方法；后者是不依赖现场设定的基准点，而是用速度测定传感器和回转式角度传感器等测定车辆行走数据，从而确认自身运动和方位变化的。
（2）位置诱导能力是在自动化施工作业中，机械设备必须按照设定路线作业，假如位置识别机能确认它在施工中已偏离了既定路线，机械设备要具有自动复位的控制机能，即称位置诱导控制机能，该机能使机械设备的位置、速度、方向始终按设定路线行走（施工）。
（3）认识和评价施工对象的能力。机械设备在施工中，要随时了解、掌握施工对象的位置、形状、大小等信息，既具有对施工对象的认识机能。一般大多采用超声波传感技术或画像处理技术来识别施工对象。应用平面超声波信号感知器在无人液压挖掘机上，通过安装在液压挖掘机铲斗上的超声波传感器来识别施工对象（土、砂石等）的形状。
（4）安全管理机能。在施工现场.多种机械和多种作业同时进行，建筑材料及其它施工设备的存放等将会给施工机械运行带来困难，成为施工机械（车辆）无人化作业的障碍物。所以，机械本身要有感知一警告一机械停止一安全域诱导等机能。障碍物感知机能有超声波感知，光、电波感知以及画像处理方法等。
（5）机群控制机能。在多种机械设备相互配合旄工情况下.要实现自动化.就应该有一个能把各种作业机械（车辆）位置、工作状况传送到中央控制室，再由中央控制室指令各机械设备施工方式的控制系统。
2、自动化控制技术在施工机械中的应用
具有不同机能的自动化控制技术在工程施工机械中得到了广泛的应用。
如摊铺机上安装的自动调平装置可实现摊铺作业的纵向、横向自动找平；有一些摊铺机还安装有混合料自动供料装置，对铺层厚度进行自动控制与管理；有的还实现了摊铺机转向自动化在推土机上安装电子监测监控系统，实现了推土机的自动监控和工作装置的微机自动控制、液压挖掘机的电子载荷传感系统、故障监控系统、自动怠速装置和工作模式电控系统等，实现了挖掘机局部功能自动化控制。近年已出现了无线遥控挖掘机和全自动液压挖掘机，压实机械的压实控制系统、随车监测系统等，平地机铲刀实现自动调平控制.清扫车上采用可编程序控制器以实现其智能化等。
3、推土机、挖掘机作业的自动化
推土机、挖掘机等土方机械作业的自动化.将会大大提高作业质量和作业生产率。最早实现推土机铲刀和挖掘机铲斗位置控制的是一种以开关系统为基础的反馈控制系统。利用激光实现推土自动化系统的研究是从70年代中期开始的。1976年开发研制了推土机铲刀的激光控制装置一激光测平装置.它由投光器、感光器、控制装置等组成，由于控制系统存在着速度响应问题，当时并未用于实际施工作业。随后，由于电子技术的发展促进了自动控制系统的开发研究。日本开发研制的激光自动掘削系统该系统由自动直线加工系统和激光系统组成。激光感光器测出加工面的激光位置，激光系统测得挖掘机车体高度，将信号传送到自动掘削系统。系统根据这些情报及各传感元件的信息，将处理后的信号传给控制控掘轨迹的各电磁比例控制阀，实现动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸的自动控制。这种控制比一般的施工作业提高加工精度3倍，提高施工能力1.6倍。
4、工程施工机械自动化研究展望
一些国家在施工机械自动化方面进行了大量的研究开发工作，取得了较大的成果。日本在建筑业中实现了钢筋配置、预制水泥混凝土板、喷涂、地面磨光等自动化；在土方机械施工中实现了推土作业、挖掘作业的自动控制，11-70 t自卸车的无人驾驶搬运作业；实现了隧道开挖、加固、管道铺设机械的自动化。澳大利亚也成功地开发了无人驾驶自卸车，实现了在千米以下坑道施工作业的无人化等。
在施工机械向自动化发展的道路上，具有单个或多个自动化功能的施工机械已开发成功并得到应用，单台机械无人化已进入实用阶段。今后此领域的研究将具有以下特点：
（1）研究开发高精度、高性能，具有感知性能的传感元件，如：载荷传感器、红外线传感器、激光传感器、超声波传感器、视觉传感器、行程传感器、车速传感器（具有移动功能）以及车体倾斜计、滑移控制器、扭矩计、操纵控制器、回转式编码器、地基情报采集系统等；
（2）开发具有最佳行走操纵的自动控制系统，以提高机械的作业能力、作业效率以及提高机械的操作简便化、机动化、安全化等；
（3）开发具有深水、海底施工作业功能的钻探机、管线埋设机、机器人等、以满足大型水下作业无人化施工的需要：
（4）单台施工机械无人化开发研究的同时，进行多台机械、车辆组合无人化施工（机群控制）的研究；
（5）新的施工工艺、施工方法的研究，以适应施工机械的自动化、无人化工作。
机械工程在建筑施工中的探究，随着科学技术的迅猛发展，将会有更多先进的技术被运用到现代建筑施工工程中。
参考文献：
[1].袁广，张勤.液压与气压传动技术[m] 北京：北京大学出版社，2008.