建筑工程中的機(jī)電一體化技術(shù)

水博

（廣州珠江實(shí)業(yè)開發(fā)股份有限公司 廣東廣州 510000）

1 引言

現(xiàn)階段，建筑項(xiàng)目的體量與數(shù)量急劇增加。在進(jìn)行建筑工程的施工建設(shè)過程中，如果再沿用以往的施工工藝與設(shè)備，不僅會(huì)導(dǎo)致施工質(zhì)量的下降以及施工進(jìn)度控制難度的增加，同同時(shí)也不利于建筑行業(yè)的長遠(yuǎn)健康發(fā)展。因而，在進(jìn)行建筑工程的施工建設(shè)工作時(shí)，要加強(qiáng)智能化、自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，提升機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用效果。這樣一來，才能有效提升建筑工程的施工效率與質(zhì)量，提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

2 概述

2.1 機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）機(jī)電一體化技術(shù)的安全性能相對(duì)較高。目前，機(jī)電一體化技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中都有所涉及，并且機(jī)電一體化產(chǎn)品在較多的領(lǐng)域中有著強(qiáng)大的使用功能，比如相關(guān)產(chǎn)品具備監(jiān)視、報(bào)警以及自動(dòng)保護(hù)等功能。一旦設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)電力故障等問題，那么相應(yīng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品可以及時(shí)的自動(dòng)啟動(dòng)保護(hù)功能，進(jìn)而可以將施工人員與設(shè)備的損害降到最低，同時(shí)也有效的提升了設(shè)備使用過程中的安全性。

（2）機(jī)電一體化水平較高的產(chǎn)品，大多具備良好的生產(chǎn)能力。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)用了自動(dòng)處理信息技術(shù)以及自動(dòng)控制等技術(shù)，因而產(chǎn)品與設(shè)備的控制、檢測(cè)功能更加強(qiáng)大，并且設(shè)備有著良好的靈敏度與精度。通過將自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用到機(jī)電一體化產(chǎn)品中，可以確保相關(guān)設(shè)備啟動(dòng)之后，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)程來完成相應(yīng)的工作，這對(duì)于提升機(jī)械設(shè)備的控制效果有著重要的意義。

（3）機(jī)電一體化產(chǎn)品有著更為良好的使用性能，并且在使用范圍上更加廣泛。通過在機(jī)電一體化產(chǎn)品中應(yīng)用數(shù)字顯示技術(shù)以及程序控制技術(shù)，可以有效降低設(shè)備上手柄、按鈕的數(shù)量，這對(duì)于提高操作的方便性、改善設(shè)備性能有著積極的意義。此外，通過應(yīng)用程序控制技術(shù)，可以降低動(dòng)作的重復(fù)率，進(jìn)而有效改善設(shè)備的使用性能。另外，機(jī)電一體化產(chǎn)品的適用范圍更加廣泛，這主要是因?yàn)樵O(shè)備應(yīng)用了大量的復(fù)合技術(shù)。

（4）施工機(jī)械維護(hù)起來更加方便，并且機(jī)電一體化設(shè)備有著良好的節(jié)能降耗效果，可以有效提升施工效率。大部分的機(jī)電一體化設(shè)備，都具有故障自動(dòng)檢驗(yàn)與監(jiān)視功能，并且能夠自動(dòng)采取措施進(jìn)行故障處理。同時(shí)，具備儲(chǔ)存功能的設(shè)備，還能根據(jù)事先設(shè)定的程序進(jìn)行工作，進(jìn)而降低了出錯(cuò)率。比如以往施工時(shí)會(huì)大量用到老式液壓挖掘機(jī)，這種挖掘設(shè)備并沒有應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，因而，建筑工程施工環(huán)節(jié)中，無價(jià)值能源消耗能夠達(dá)到70%左右，但是真正用于施工環(huán)節(jié)中的燃料消耗卻不到總消耗的30%，這就表明施工過程中存在著嚴(yán)重的能源浪費(fèi)問題。通過應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，能有效提升液壓挖掘機(jī)的效能與效率。

2.2 建筑施工機(jī)電一體化的發(fā)展

2.2.1 半自動(dòng)化技術(shù)

對(duì)于半自動(dòng)化技術(shù)而言，它是建筑工程機(jī)械施工環(huán)節(jié)中的一個(gè)重要組成部分。在應(yīng)用半自動(dòng)化施工機(jī)械時(shí)，要對(duì)使用范圍進(jìn)行分析，并且要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的劃分。一般來說，可以將施工機(jī)械分為作業(yè)裝置、運(yùn)行速度以及行走機(jī)構(gòu)自動(dòng)化。

2.2.2 監(jiān)控技術(shù)

監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)，需要借助于相應(yīng)的微電子技術(shù)。監(jiān)控技術(shù)主要是對(duì)施工機(jī)械自身以及外界的施工情況進(jìn)行有效的監(jiān)控與控制。施工機(jī)械具體運(yùn)行過程中，其實(shí)際狀態(tài)將在液晶屏幕上進(jìn)行顯示。施工過程中，操縱人員可以按照施工環(huán)節(jié)的實(shí)際需求，通過相應(yīng)的控制方式來對(duì)機(jī)械設(shè)備的啟停運(yùn)行狀況進(jìn)行控制。現(xiàn)階段，監(jiān)控技術(shù)與裝置主要應(yīng)用于推土設(shè)備、挖掘設(shè)備以及起重機(jī)、裝載機(jī)等機(jī)械上。

2.2.3 全自動(dòng)技術(shù)

在將全自動(dòng)技術(shù)應(yīng)用到建筑工程施工環(huán)節(jié)時(shí)，需要借助于機(jī)電一體化技術(shù)中的機(jī)器人技術(shù)和相應(yīng)的部件化技術(shù)，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工機(jī)械的相關(guān)操作。但是，對(duì)于建筑工程全自動(dòng)化技術(shù)來說，并不能要求整個(gè)施工環(huán)節(jié)全部都由機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)的操作與處理，而是在施工過程中，通過控制人員的相關(guān)操作以及機(jī)械人所具有的動(dòng)作程序，進(jìn)而來完成特定的動(dòng)作。

2.2.4 遙控技術(shù)

隨著建筑工程形式逐步多樣化，施工難度也在逐步提升。此外，在進(jìn)行建筑項(xiàng)目的施工環(huán)節(jié)中，由于現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境狀況相對(duì)復(fù)雜，并且施工周期較長，施工期間會(huì)出現(xiàn)一系列不可預(yù)知的突發(fā)問題。因而，可能會(huì)對(duì)施工人員的安全以及施工質(zhì)量、進(jìn)度的控制造成不利影響。為了提升施工工作的安全效果，可以引入遙控技術(shù)來完成相應(yīng)的高危險(xiǎn)工作。比如在進(jìn)行高溫、地下施工時(shí)，存在著較多的危險(xiǎn)因素，這時(shí)就可以利用遙控技術(shù)進(jìn)行施工。此外，在進(jìn)行路橋工程施工時(shí)，可能會(huì)遇到泥石流、塌方等地段，這時(shí)也可以使用遙控技術(shù)來完成操縱特定的機(jī)械進(jìn)行施工。這樣一來，可以有效提升施工環(huán)節(jié)的安全效果。

2.3 機(jī)電一體化與建筑工程的關(guān)系

在進(jìn)行建筑工程的施工環(huán)節(jié)中，為了確保機(jī)電一體化技術(shù)得到有效的應(yīng)用，技術(shù)人員首先要對(duì)工程性質(zhì)進(jìn)行明確。隨著人力成本的不斷增加以及機(jī)械設(shè)備優(yōu)勢(shì)的逐步凸顯，人工施工方式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)階段建筑行業(yè)發(fā)展的需要。因而，機(jī)械化施工已經(jīng)成為了施工工作的主導(dǎo)力量。現(xiàn)階段要加強(qiáng)對(duì)電子管理系統(tǒng)的研究與探索，加快機(jī)電一體化技術(shù)的推廣與應(yīng)用。同時(shí)，還要促使機(jī)械工程制造領(lǐng)域逐漸朝著信息化、現(xiàn)代化以及智能化的方向發(fā)展。此外，理論聯(lián)系實(shí)際，提升機(jī)電一體化產(chǎn)品的實(shí)用性與適應(yīng)性。尤其在進(jìn)行房建工程的施工工作時(shí)，要注重機(jī)電一體化施工技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與故障診斷。

3 建筑工程中的機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在混凝土機(jī)械中的應(yīng)用

一方面，目前在一些大型的混凝土攪拌站中，已經(jīng)對(duì)屏幕顯示計(jì)量裝置的應(yīng)用引起了重視，同時(shí)采用測(cè)力傳感器來對(duì)混凝土的攪拌工作進(jìn)行控制。通過應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，不僅可以提高混凝土計(jì)量工作的質(zhì)量，同時(shí)也便于混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的提升。另一方面，在進(jìn)行混凝土配合比參數(shù)的控制時(shí)，以往主要應(yīng)用監(jiān)視儀表、指示燈進(jìn)行控制，現(xiàn)階段要注重計(jì)算機(jī)輔助軟件的應(yīng)用。

3.2 在起重機(jī)械中的應(yīng)用

通過應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，有效推動(dòng)了起重機(jī)械操作系統(tǒng)的進(jìn)步。目前，施工過程中所應(yīng)用的智能起重機(jī)配備，大多配備了相應(yīng)的紅外線傳感器、微電腦以及超聲波傳感器等設(shè)施。這樣一來，就能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場(chǎng)的障礙物進(jìn)行有效的躲避。此外，現(xiàn)階段在建筑工程施工環(huán)節(jié)中，不同種類的起重機(jī)設(shè)備大多都裝配了電力矩限制器。施工時(shí)，通過對(duì)電力矩限制器進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，可以對(duì)起吊重量進(jìn)行有效的控制。具體施工過程中，當(dāng)?shù)醣酆铣闪剡_(dá)到額定值的90%，那么設(shè)備將會(huì)發(fā)出及時(shí)的警報(bào)，當(dāng)合成力矩達(dá)到了100%額定值時(shí)，那么報(bào)警裝置就會(huì)發(fā)出強(qiáng)警報(bào)，這時(shí)設(shè)備就會(huì)自動(dòng)停止工作，進(jìn)而提升了施工環(huán)節(jié)的安全效果。

3.3 在土方機(jī)械中的應(yīng)用

在進(jìn)行建筑工程施工工作時(shí)，涉及到大量的土方工程，通過機(jī)電一體化機(jī)械的應(yīng)用，能夠有效提升土方施工效率。目前，國外一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)應(yīng)用液壓挖掘機(jī)進(jìn)行施工，并且把電子控制技術(shù)以及負(fù)荷傳感系統(tǒng)應(yīng)用到了挖掘機(jī)上。這樣一來，極大的提升了設(shè)備的性能，提高了施工效率與質(zhì)量。其中，下圖為EX100WDZ主泵液壓控制原理示意圖，通過應(yīng)用EX100WDZ輪式液壓挖掘機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力裝置以及液壓系統(tǒng)的全自動(dòng)控制，并且該設(shè)備有著較高的機(jī)電一體化程度。但是，在進(jìn)行設(shè)備的故障診斷工作時(shí)，要由專門的技術(shù)人員進(jìn)行檢修與維護(hù)。

圖1 EX100WDZ主泵液壓控制原理示意圖

3.4 在頂推機(jī)械中的應(yīng)用

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)水平的不斷發(fā)展，我國對(duì)于公路橋梁事業(yè)的發(fā)展越來越重視。目前，在進(jìn)行大型橋梁工程的施工工作時(shí)，往往會(huì)用到頂推施工法，以往在進(jìn)行頂推工作時(shí)，主要使用人力來對(duì)多個(gè)千斤頂進(jìn)行同步的操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)頂推作業(yè)。但是，這一施工方式不能對(duì)施工精度進(jìn)行有效的控制，并且各個(gè)班組之間也很難保證頂推的同步性。因而，要注重機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，通過使用電控液壓系統(tǒng)來對(duì)頂推油缸進(jìn)行有效的控制。這樣一來，不僅可以對(duì)整個(gè)頂推過程進(jìn)行有效的控制，同時(shí)可以提升頂推環(huán)節(jié)的精確度。這一過程中，需要用到位移傳感器以及壓力傳感器、激光測(cè)距儀等諸多先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備。

4 結(jié)束語

機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛影響對(duì)于促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展、提升施工工作的效率與質(zhì)量有著重要的作用。因而，要加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的研究與應(yīng)用，不斷提升施工機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，將工程機(jī)械研究與施工狀況結(jié)合起來，不斷提升機(jī)電一體化技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用水平。