土木施工工程機(jī)械自動化探究

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1施工機(jī)械自動化技術(shù)所包含的內(nèi)容

1.1位置識別功能

施工機(jī)械自動化技術(shù)下的位置識別功能指，利用自動化技術(shù)或自動化識別系統(tǒng)來自動辨認(rèn)機(jī)械所在位置的一種能力。就國內(nèi)當(dāng)前的土木施工而言，大部分應(yīng)用于土木施工現(xiàn)場的機(jī)械設(shè)備都有安裝自動化識別系統(tǒng)，只是有的設(shè)備會選擇外部位置識別法，而有的設(shè)備則會采用內(nèi)部位置識別法來進(jìn)行施工位置識別。外部位置識別與內(nèi)部位置識別的根本區(qū)別是：前者需要在工程施工現(xiàn)場設(shè)置幾處基準(zhǔn)點(diǎn)，然后利用超聲波或電磁波技術(shù)來識別機(jī)械設(shè)備所在的位置；而后者則無需借助現(xiàn)場，只需利用速度測定傳感器或其他相關(guān)傳感器就可對設(shè)備的位置進(jìn)行識別。

1.2位置誘導(dǎo)能力

位置誘導(dǎo)能力是在自動化施工作業(yè)中,機(jī)械設(shè)備必須按照設(shè)定路線作業(yè),假如位置識別機(jī)能確認(rèn)它在施工中已偏離了既定路線,機(jī)械設(shè)備要具有自動復(fù)位的控制機(jī)能,即稱位置誘導(dǎo)控制機(jī)能,該機(jī)能使機(jī)械設(shè)備的位置、速度、方向始終按設(shè)定路線行走。

1.3認(rèn)識和評價施工對象的能力

機(jī)械設(shè)備在施工中,要隨時了解、掌握施工對象的位置、形狀、大小等信息,既具有對施工對象的認(rèn)識機(jī)能。一般大多采用超聲波傳感技術(shù)或畫像處理技術(shù)來識別施工對象。應(yīng)用平面超聲波信號感知器在無人液壓挖掘機(jī)上,通過安裝在液壓挖掘機(jī)鏟斗上的超聲波傳感器來識別施工對象的形狀。

1.4安全管理機(jī)能

在施工現(xiàn)場,多種機(jī)械和多種作業(yè)同時進(jìn)行,建筑材料及其它施工設(shè)備的存放等將會給施工機(jī)械運(yùn)行帶來困難,成為施工機(jī)械無人化作業(yè)的障礙物。所以,機(jī)械本身要有感知一警告一機(jī)械停止一安全域誘導(dǎo)等機(jī)能。障礙物感知機(jī)能有超聲波感知,光、電波感知以及畫像處理方法等。

1.5機(jī)群控制機(jī)能

機(jī)群控制功能是機(jī)械自動化控制技術(shù)所具備的一項(xiàng)綜合管理能力。在土木工程現(xiàn)場施工中，難免會遇到多個工種同時施工的情形，這個時候就需要多種機(jī)械設(shè)備同時進(jìn)行作業(yè)。為了保證現(xiàn)場多種機(jī)械設(shè)備同時施工的有序性，實(shí)現(xiàn)各個工種、各類機(jī)械之間的配合施工，就必須引入自動化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動化。而要實(shí)現(xiàn)自動化,就應(yīng)該有一個能把各種作業(yè)機(jī)械位置、工作狀況傳送到中央控制室,再由中央控制室指令各機(jī)械設(shè)備施工方式的控制系統(tǒng)。

2機(jī)械自動化控制技術(shù)在土木施工中的應(yīng)用

2.1攤鋪機(jī)的自動化

工程機(jī)械施工中，為了更好的實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械自動化作業(yè)，達(dá)到提高工程施工技術(shù)水平，保證工程施工質(zhì)量的目的，人們開始大力引進(jìn)機(jī)械自動化控制技術(shù)。常見的如攤鋪機(jī)上安裝的自動調(diào)平裝置等，它能夠幫助攤鋪機(jī)實(shí)現(xiàn)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)上的橫向，或縱向自動找平；還有一些攤鋪機(jī)械上安裝了混合料自動供料裝置，這一裝置在安裝完成，并具體使用時可以實(shí)現(xiàn)自動供料，并且能按照要求嚴(yán)格控制好攤鋪料層的厚度，全面保證工程施工中的攤鋪質(zhì)量。除了以上兩種情況之外，土木工程施工中所用到的攤鋪機(jī)設(shè)備還能通過安裝電子監(jiān)測系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向自動化，并利用這一自動化技術(shù)來對攤鋪機(jī)、推土機(jī)的工作情況進(jìn)行自動監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)工程挖掘機(jī)部分功能自動化控制。近幾年，隨著無線電遙感技術(shù)的發(fā)展，土木工程施工、挖掘機(jī)械已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無線遙控，通過在挖掘機(jī)中安裝遙控裝置或遙感系統(tǒng)，普通的工程挖掘機(jī)已演變成了無線遙控挖掘機(jī)。

2.2推土機(jī)、挖掘機(jī)作業(yè)的自動化

推土機(jī)、挖掘機(jī)等土方機(jī)械作業(yè)的自動化，將會大大提高作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)生產(chǎn)率。最早實(shí)現(xiàn)推土機(jī)鏟刀和挖掘機(jī)鏟斗位置控制的是一種以開關(guān)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的反饋控制系統(tǒng)。利用激光實(shí)現(xiàn)推土自動化系統(tǒng)的研究是從70年代中期開始的。1976年開發(fā)研制了推土機(jī)鏟刀的激光控制裝置一激光測平裝置，它由投光器、感光器、控制裝置等組成，由于控制系統(tǒng)存在著速度響應(yīng)問題，當(dāng)時并未用于實(shí)際施工作業(yè)。隨后，由于電子技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了自動控制系統(tǒng)的開發(fā)研究。該系統(tǒng)由自動直線加工系統(tǒng)和激光系統(tǒng)組成。激光感光器測出加工面的激光位置，激光系統(tǒng)測得挖掘機(jī)車體高度，將信號傳送到自動掘削系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)這些情報(bào)及各傳感元件的信息，將處理后的信號傳給控制控掘軌跡的各電磁比例控制閥，實(shí)現(xiàn)動臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸的自動控制。這種控制比一般的施工作業(yè)提高加工精度3倍，提高施工能力1.6倍。

3結(jié)束語

針對機(jī)械自動化控制技術(shù)在土木施工工程中的廣泛應(yīng)用，本文結(jié)合土木工程施工實(shí)際，對現(xiàn)場施工中施工機(jī)械自動化技術(shù)的內(nèi)容，以及機(jī)械自動化技術(shù)在土木工程施工機(jī)械中的具體應(yīng)用情況進(jìn)行了分析，并得出了一系列相關(guān)結(jié)論，希望對同行工作有所幫助。

作者：宋國棟趙鯤鵬王梓任單位：大慶油田水務(wù)公司