談土木施工工程機(jī)械自動(dòng)化

李曉光

(秦皇島海三建設(shè)工程發(fā)展股份有限公司, 河北 秦皇島 066000)

土木工程，指的是建設(shè)工程施工中所使用的材料、設(shè)備、以及所進(jìn)行的設(shè)計(jì)、施工以及維修等技術(shù)活動(dòng)，也指工程建設(shè)的具體對(duì)象，總之就是工程建設(shè)中各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的總稱。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平顯著提高，城市建設(shè)和城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，使得建設(shè)工程的結(jié)構(gòu)越來越大型化和復(fù)雜化，為了確保工程質(zhì)量，對(duì)施工技術(shù)和施工機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)就提出了更高的要求。目前，自動(dòng)化控制技術(shù)在施工機(jī)械中得到了非常廣泛的應(yīng)用，也取得了非常明顯的效果。對(duì)提高工程施工質(zhì)量和施工效率發(fā)揮出了非常重要的作用。因此，現(xiàn)代化土木工程必須加強(qiáng)施工機(jī)械自動(dòng)化。

1 土木工程施工機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)的基本內(nèi)容

近年來建設(shè)工程的結(jié)構(gòu)越來越大型化和復(fù)雜化，在實(shí)際施工過程中，施工機(jī)械基本處于地形復(fù)雜、環(huán)境非常惡劣的施工環(huán)境中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，要真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)的重要目標(biāo)。就需要施工機(jī)械明確自己在施工過程中的作用和能力位置，保證不與施工現(xiàn)場(chǎng)其他設(shè)備發(fā)生能力的碰撞。實(shí)際施工過程中，施工機(jī)械需要嚴(yán)格按照規(guī)定的路線移動(dòng)，對(duì)作業(yè)對(duì)象形成準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，從而選擇最佳作業(yè)方式的能力，充分發(fā)揮出施工機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)的重要作用。對(duì)于施工機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)的內(nèi)容可以從三個(gè)方面進(jìn)行概括：

1.1 自動(dòng)辨認(rèn)位置。自動(dòng)化控制技術(shù)的施工機(jī)械安裝有自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，當(dāng)處于施工現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)候，可以準(zhǔn)確對(duì)所處位置進(jìn)行判斷，從而選擇最佳方式的能力。需要注意的是，當(dāng)前施工現(xiàn)場(chǎng)中，施工機(jī)械辨別所處位置，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定基準(zhǔn)點(diǎn)，需要借助超聲波和電磁波測(cè)定機(jī)械設(shè)備；而對(duì)于不依賴施工現(xiàn)場(chǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)，則需要利用速度測(cè)定傳感器測(cè)定車輛行走數(shù)據(jù)，從而對(duì)方位變化和自身運(yùn)動(dòng)做出準(zhǔn)確的判斷。

1.2 位置誘導(dǎo)能力，指的是在實(shí)際施工過程中，通過判斷是否偏離既定路線，促使機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)復(fù)位的功能，促使機(jī)械設(shè)備可以始終按照設(shè)定路線行走，避免施工過程中出現(xiàn)不必要的麻煩。機(jī)械設(shè)備具有位置誘導(dǎo)的能力，也間接說明其認(rèn)識(shí)施工對(duì)象的能力，在實(shí)際施工過程中，隨時(shí)隨地了解施工對(duì)象的具體位置。這種自動(dòng)識(shí)別的功能，則需要通過超聲波傳感技術(shù)和畫像處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

1.3 安全管理功能，工程施工現(xiàn)場(chǎng)，通常會(huì)出現(xiàn)多種機(jī)械和多種作業(yè)同時(shí)進(jìn)行的情況，這就會(huì)對(duì)施工機(jī)械運(yùn)行形成不良影響。這就需要施工機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)中具有自動(dòng)感知障礙的機(jī)能，及時(shí)反饋遇到障礙的信息，從而迅速做出調(diào)整，為施工機(jī)械安全運(yùn)行提供充分的保障。另外，在施工過程中為了確保多種機(jī)械設(shè)備可以有效配合，充分實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要目標(biāo)，就需要在施工機(jī)械設(shè)備中安裝中央控制室，實(shí)現(xiàn)總體調(diào)控，確保各個(gè)系統(tǒng)可以充分發(fā)揮重要作用。

2 自動(dòng)化控制技術(shù)在土木工程施工機(jī)械中的實(shí)際應(yīng)用

自動(dòng)化控制技術(shù)在土木工程施工機(jī)械中的應(yīng)用具有十分重要的作用，可以解決復(fù)雜施工環(huán)境下施工機(jī)械運(yùn)行中存在的問題，有利于保證施工機(jī)械安全、穩(wěn)定運(yùn)行，也有利于提高土木工程的施工質(zhì)量和施工效率。隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，具有不同機(jī)能的自動(dòng)化控制技術(shù)在土木工程施工機(jī)械中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文主要對(duì)土木工程施工中常用機(jī)械——推土機(jī)、挖掘機(jī)作業(yè)自動(dòng)化進(jìn)行研究：

現(xiàn)代土木工程施工中，實(shí)現(xiàn)推土機(jī)、挖掘機(jī)作業(yè)自動(dòng)化，可以有效提高工程施工質(zhì)量和施工效率。土木施工機(jī)械自動(dòng)化最早實(shí)現(xiàn)了推土機(jī)鏟刀自動(dòng)化，它在推土機(jī)上安裝以開關(guān)為基礎(chǔ)的反饋控制系統(tǒng)，利用這個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了推土機(jī)自動(dòng)化功能。隨著現(xiàn)代化技術(shù)不斷發(fā)展，為施工機(jī)械自動(dòng)化提供了充分的保障。利用激光實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)于20時(shí)期70年代捉弄器，這種推土機(jī)主要由投光器、感光器以及控制裝置等組成，由于這種自動(dòng)化控制系統(tǒng)存在一些問題，導(dǎo)致自動(dòng)化施工機(jī)械并沒有應(yīng)用到實(shí)際施工中。直到電子技術(shù)的出現(xiàn)，再次為施工機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)的研究注入了新的動(dòng)力，將傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)改變?yōu)橛勺詣?dòng)直線加工系統(tǒng)和激光系統(tǒng)組成的自動(dòng)化系統(tǒng)，這種自動(dòng)化控制技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，將施工作業(yè)的加工精度提升3倍，有效提高了土木工程施工機(jī)械的加工精度，為土木工程施工質(zhì)量奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

土木工程施工機(jī)械自動(dòng)化具有十分重要的作用，也是我國(guó)未來土木工程施工機(jī)械發(fā)展的重要目標(biāo)和必然趨勢(shì)，隨著施工機(jī)械自動(dòng)化研究不斷深入，目前施工機(jī)械自動(dòng)化在我國(guó)已經(jīng)取得了非常顯著的成就，也得到了非常廣泛的應(yīng)用。但施工機(jī)械自動(dòng)化作為土木工程領(lǐng)域未來一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展重心，必須加快對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的研究進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制技術(shù)與施工機(jī)械的有效結(jié)合，在土木工程領(lǐng)域中充分發(fā)揮施工機(jī)械自動(dòng)化的重要作用。

3 結(jié)論

綜上所述，當(dāng)前我國(guó)土木施工機(jī)械自動(dòng)化仍然處于快速發(fā)展階段，自動(dòng)化成功應(yīng)用于施工機(jī)械，對(duì)于工程施工質(zhì)量和效率提高發(fā)揮了非常重要的作用。因此，必須對(duì)施工機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行深入研究。

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