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略談建筑施工機(jī)電一體化
摘要：由于高技術(shù)施工賴以發(fā)展的社會(huì)環(huán)境尚未完全建立起來(lái)，所以我們既要看到發(fā)展機(jī)電一體化等高技術(shù)的必要性，又要認(rèn)識(shí)到它的局限性，必須采取有限目標(biāo)、重點(diǎn)開發(fā)的方針，只有這樣，我國(guó)建筑施工領(lǐng)域的機(jī)電一體化及其他高技術(shù)才能得到進(jìn)一步發(fā)展。
關(guān)鍵詞：建筑；施工；機(jī)電一體化
建筑施工機(jī)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(jī)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(jìn)行某種固定作業(yè)的半自動(dòng)化操作的年代；第四代是試圖進(jìn)行全自動(dòng)化操縱的年代。目前先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家生產(chǎn)的施工機(jī)械基本上屬于第三代。
一、機(jī)電一體化是施工機(jī)械的主要發(fā)展方向
施工機(jī)械主要有以下幾種發(fā)展趨勢(shì)：
(1)微電子技術(shù)進(jìn)一步推廣應(yīng)用，實(shí)行機(jī)電一體化。
微電子技術(shù)是在傳統(tǒng)的電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的滲透性最強(qiáng)、影響面最廣的高技術(shù)。微電子技術(shù)，討一算機(jī)技術(shù)與施工機(jī)械相結(jié)合促進(jìn)了施工機(jī)械自動(dòng)化、機(jī)器人化的發(fā)展。
(2)~mt1L械的自動(dòng)化趨勢(shì)日益增強(qiáng)，建筑機(jī)器人開始進(jìn)入實(shí)用階段。 ．目前已出現(xiàn)采用程序控制起重臂運(yùn)動(dòng)的液壓挖掘機(jī)；系統(tǒng)控制混凝土布料桿的自動(dòng)化混凝上輸送泵；用于噴涂各種涂料的移動(dòng)式多關(guān)節(jié)機(jī)械手；在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行混凝上地而磨光、建筑物立而檢修，以及鋼結(jié)構(gòu)防火涂料噴涂等作業(yè)的建筑機(jī)器人等。
(3)提高機(jī)械的可靠性、操作人員的安全性和舒適性。
二、施工機(jī)械機(jī)電一體化的發(fā)展
施工機(jī)械的自動(dòng)化程度可分為以下幾類：
1．監(jiān)控 通過(guò)微電子技術(shù)控制機(jī)械自身或外界情況，把機(jī)械的狀態(tài)量顯示在電子盤或數(shù)字盤上，必要時(shí)能發(fā)出聲音或使機(jī)械停止。這種監(jiān)控裝置廣泛應(yīng)用于推土機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)上。起重機(jī)上裝的力矩限制器也是起監(jiān)控作用的。更為先進(jìn)的有能夠測(cè)量本身位置的施工機(jī)械(如盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī))以及能夠測(cè)定工作對(duì)象的狀態(tài)并把它作為圖象信息傳遞的施工機(jī)械(如各種機(jī)器人)。
2．遙控在工作環(huán)境惡劣而危險(xiǎn)時(shí)(女口強(qiáng)烈噪聲、劇振、高溫、水下、地下、有滾石危險(xiǎn)等情況司機(jī)有必要通過(guò)遙控操縱機(jī)械。
3．半自動(dòng) 不同的施工機(jī)械，其實(shí)行自動(dòng)化的部分也不相同。有的是壓力、速度、流量等控制的自動(dòng)化；有的是作業(yè)裝置的自動(dòng)化；有的是行走機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化。為使操縱技術(shù)易于掌握，往往需要對(duì)操縱技術(shù)要求高的部分實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
4．全自動(dòng) 即司機(jī)不用駕駛機(jī)械，只需操縱起動(dòng)開關(guān)，施工機(jī)械即能根據(jù)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(méi)有完全不用人的施工機(jī)械。
三、建筑機(jī)器人是機(jī)電一體化的最高體現(xiàn)
機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒂善嚬I(yè)向電子及其他工業(yè)部門擴(kuò)展，現(xiàn)在除工業(yè)機(jī)器人外，已研制出應(yīng)用于各種特殊作業(yè)的機(jī)器人，如水下機(jī)器人、核工業(yè)機(jī)器人、空間機(jī)器人、軍用機(jī)器人、建筑機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人以及微型機(jī)器人等。
建筑業(yè)由于自身的特點(diǎn)、開發(fā)應(yīng)用建筑機(jī)器人要比一般工業(yè)機(jī)器人困難得多。建筑業(yè)與一般制造業(yè)比較，具有以幾個(gè)特點(diǎn)：
(1)建筑業(yè)是按定貨進(jìn)行單件生產(chǎn)的，每個(gè)建筑的設(shè)計(jì)和施工方法都不一樣，不能進(jìn)行大批量生產(chǎn)。
(2)建筑施工是露天作業(yè)，工作條件艱苦、危險(xiǎn)且環(huán)境多變，因此很難保證機(jī)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(duì)象是移動(dòng)到機(jī)器人附近的，機(jī)器人不需要行走機(jī)構(gòu)，而建筑機(jī)器人則需要行走機(jī)構(gòu)。要移動(dòng)到作業(yè)對(duì)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(tái)階及障礙物，所以開發(fā)適合于建筑機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)難度很大。
四、機(jī)電一體化為建筑施工自動(dòng)化開辟了光輝前景
施工自動(dòng)化是綜合應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、部件化技術(shù)并利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)劃和管理的綜合性機(jī)械化施工方法。施工現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化并非簡(jiǎn)單地由單功能機(jī)器人去代替技術(shù)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(gè)建筑生產(chǎn)體系，使之能充分考慮到機(jī)電一體化的施工機(jī)械特性，就像制造業(yè)的工廠心動(dòng)化生產(chǎn)一樣，把現(xiàn)場(chǎng)施：r=作為一個(gè)完整的體系，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的工廠自動(dòng)化。
國(guó)際上對(duì)施工自動(dòng)化持兩種意見(jiàn)：一種意見(jiàn)認(rèn)為施工自動(dòng)化只能應(yīng)用于特殊環(huán)境下和特殊工程的施工；另一種意見(jiàn)則認(rèn)為未來(lái)的建筑工地可以實(shí)現(xiàn)全lfl『的自動(dòng)化施工，并描繪了一幅美妙的圖景，其實(shí)前一種意見(jiàn)比較實(shí)際，既需要也可能，而且存實(shí)際工程中已得到應(yīng)』_『j。
而后一種意見(jiàn)比較浪漫，近似夢(mèng)景。但是，隨著時(shí)間的推移，往往一種科學(xué)幻想到科學(xué)技術(shù)飛躍發(fā)展的未來(lái)，會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。當(dāng)然，這需要幾代人的不懈努力。
五、結(jié)語(yǔ)
機(jī)電一體化是施工機(jī)械的發(fā)展方向，也是實(shí)現(xiàn)施工自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)。但是在考慮建筑施工技術(shù)的發(fā)展方向時(shí)必須從國(guó)情出發(fā)，以經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)為借鑒，制定符合我國(guó)實(shí)際情況的技術(shù)路線和政策。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)尉家的建筑業(yè)正處于由手工業(yè)生產(chǎn)方式經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)方式向自動(dòng)化生產(chǎn)方式的發(fā)展階段，而我國(guó)還基本上處于由手工業(yè)生產(chǎn)方式向工業(yè)化生產(chǎn)方式發(fā)展的時(shí)期�，F(xiàn)階段主要是積極采用新技術(shù)和適用技術(shù)，推廣機(jī)械化、半機(jī)械化與手工勞動(dòng)相結(jié)合，加速建筑丁業(yè)化的發(fā)展。把機(jī)電一體化作為建筑施工領(lǐng)域研究開發(fā)的高技術(shù)內(nèi)容是非常必要的。它不僅能保證工程質(zhì)量和施工安全，加快施工進(jìn)度，提高工作效率，而且對(duì)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(chǎng)事故，都有十分重要的意義。
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