略談建筑施工機電一體化

　　摘要：由于高技術施工賴以發(fā)展的社會環(huán)境尚未完全建立起來，所以我們既要看到發(fā)展機電一體化等高技術的必要性，又要認識到它的局限性，必須采取有限目標、重點開發(fā)的方針，只有這樣，我國建筑施工領域的機電一體化及其他高技術才能得到進一步發(fā)展。
　　關鍵詞：建筑；施工；機電一體化
　　建筑施工機電一體化的發(fā)展可以分為四代：第一代是為了解決石油危機的節(jié)能年代；第二代是為了解決易于人工操縱的電子控制年代；第三代是為了進行某種固定作業(yè)的半自動化操作的年代；第四代是試圖進行全自動化操縱的年代。目前先進的工業(yè)國家生產的施工機械基本上屬于第三代。
　　一、機電一體化是施工機械的主要發(fā)展方向
　　施工機械主要有以下幾種發(fā)展趨勢：
　　(1)微電子技術進一步推廣應用，實行機電一體化。
　　微電子技術是在傳統(tǒng)的電子技術基礎上發(fā)展起來的滲透性最強、影響面最廣的高技術。微電子技術，討一算機技術與施工機械相結合促進了施工機械自動化、機器人化的發(fā)展。
　　(2)~mt1L械的自動化趨勢日益增強，建筑機器人開始進入實用階段。 ．目前已出現(xiàn)采用程序控制起重臂運動的液壓挖掘機；系統(tǒng)控制混凝土布料桿的自動化混凝上輸送泵；用于噴涂各種涂料的移動式多關節(jié)機械手；在施工現(xiàn)場進行混凝上地而磨光、建筑物立而檢修，以及鋼結構防火涂料噴涂等作業(yè)的建筑機器人等。
　　(3)提高機械的可靠性、操作人員的安全性和舒適性。
　　二、施工機械機電一體化的發(fā)展
　　施工機械的自動化程度可分為以下幾類：
　　1．監(jiān)控 通過微電子技術控制機械自身或外界情況，把機械的狀態(tài)量顯示在電子盤或數字盤上，必要時能發(fā)出聲音或使機械停止。這種監(jiān)控裝置廣泛應用于推土機、挖掘機、裝載機上。起重機上裝的力矩限制器也是起監(jiān)控作用的。更為先進的有能夠測量本身位置的施工機械(如盾構掘進機)以及能夠測定工作對象的狀態(tài)并把它作為圖象信息傳遞的施工機械(如各種機器人)。
　　2．遙控在工作環(huán)境惡劣而危險時(女口強烈噪聲、劇振、高溫、水下、地下、有滾石危險等情況司機有必要通過遙控操縱機械。
　　3．半自動 不同的施工機械，其實行自動化的部分也不相同。有的是壓力、速度、流量等控制的自動化；有的是作業(yè)裝置的自動化；有的是行走機構的自動化。為使操縱技術易于掌握，往往需要對操縱技術要求高的部分實現(xiàn)自動化。
　　4．全自動 即司機不用駕駛機械，只需操縱起動開關，施工機械即能根據所給定的施工要求自己判斷和自行作業(yè)。但到目前為止世界上還沒有完全不用人的施工機械。
　　三、建筑機器人是機電一體化的最高體現(xiàn)
　　機器人的應用領域將由汽車工業(yè)向電子及其他工業(yè)部門擴展，現(xiàn)在除工業(yè)機器人外，已研制出應用于各種特殊作業(yè)的機器人，如水下機器人、核工業(yè)機器人、空間機器人、軍用機器人、建筑機器人、服務機器人以及微型機器人等。
　　建筑業(yè)由于自身的特點、開發(fā)應用建筑機器人要比一般工業(yè)機器人困難得多。建筑業(yè)與一般制造業(yè)比較，具有以幾個特點：
　　(1)建筑業(yè)是按定貨進行單件生產的，每個建筑的設計和施工方法都不一樣，不能進行大批量生產。
　　(2)建筑施工是露天作業(yè)，工作條件艱苦、危險且環(huán)境多變，因此很難保證機器人電子部件的可靠性和耐久性。
　　(3)在制造業(yè)中，作業(yè)對象是移動到機器人附近的，機器人不需要行走機構，而建筑機器人則需要行走機構。要移動到作業(yè)對象附近，尤其是建筑工地凹凸不平，到處堆滿材料，還有高坡、臺階及障礙物，所以開發(fā)適合于建筑機器人的行走機構難度很大。
　　四、機電一體化為建筑施工自動化開辟了光輝前景
　　施工自動化是綜合應用自動化技術、機器人技術、部件化技術并利用電子計算機進行計劃和管理的綜合性機械化施工方法。施工現(xiàn)場的自動化并非簡單地由單功能機器人去代替技術工人的部分作業(yè)，這樣做的效果并不顯著，而是要重新建贏一個建筑生產體系，使之能充分考慮到機電一體化的施工機械特性，就像制造業(yè)的工廠心動化生產一樣，把現(xiàn)場施：r=作為一個完整的體系，實現(xiàn)施工現(xiàn)場的工廠自動化。
　　國際上對施工自動化持兩種意見：一種意見認為施工自動化只能應用于特殊環(huán)境下和特殊工程的施工；另一種意見則認為未來的建筑工地可以實現(xiàn)全lfl『的自動化施工，并描繪了一幅美妙的圖景，其實前一種意見比較實際，既需要也可能，而且存實際工程中已得到應』_『j。
　　而后一種意見比較浪漫，近似夢景。但是，隨著時間的推移，往往一種科學幻想到科學技術飛躍發(fā)展的未來，會成為現(xiàn)實。當然，這需要幾代人的不懈努力。
　　五、結語
　　機電一體化是施工機械的發(fā)展方向，也是實現(xiàn)施工自動化的重要基礎。但是在考慮建筑施工技術的發(fā)展方向時必須從國情出發(fā)，以經濟發(fā)達國家的先進技術為借鑒，制定符合我國實際情況的技術路線和政策。經濟發(fā)達尉家的建筑業(yè)正處于由手工業(yè)生產方式經工業(yè)化生產方式向自動化生產方式的發(fā)展階段，而我國還基本上處于由手工業(yè)生產方式向工業(yè)化生產方式發(fā)展的時期。現(xiàn)階段主要是積極采用新技術和適用技術，推廣機械化、半機械化與手工勞動相結合，加速建筑丁業(yè)化的發(fā)展。把機電一體化作為建筑施工領域研究開發(fā)的高技術內容是非常必要的。它不僅能保證工程質量和施工安全，加快施工進度，提高工作效率，而且對解決在特殊環(huán)境中的施工，防止危害人的健康和生命，避免工場事故，都有十分重要的意義。

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