土木施工工程机械自动化探究

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1施工机械自动化技术所包含的内容

1.1位置识别功能

施工机械自动化技术下的位置识别功能指，利用自动化技术或自动化识别系统来自动辨认机械所在位置的一种能力。就国内当前的土木施工而言，大部分应用于土木施工现场的机械设备都有安装自动化识别系统，只是有的设备会选择外部位置识别法，而有的设备则会采用内部位置识别法来进行施工位置识别。外部位置识别与内部位置识别的根本区别是：前者需要在工程施工现场设置几处基准点，然后利用超声波或电磁波技术来识别机械设备所在的位置；而后者则无需借助现场，只需利用速度测定传感器或其他相关传感器就可对设备的位置进行识别。

1.2位置诱导能力

位置诱导能力是在自动化施工作业中,机械设备必须按照设定路线作业,假如位置识别机能确认它在施工中已偏离了既定路线,机械设备要具有自动复位的控制机能,即称位置诱导控制机能,该机能使机械设备的位置、速度、方向始终按设定路线行走。

1.3认识和评价施工对象的能力

机械设备在施工中,要随时了解、掌握施工对象的位置、形状、大小等信息,既具有对施工对象的认识机能。一般大多采用超声波传感技术或画像处理技术来识别施工对象。应用平面超声波信号感知器在无人液压挖掘机上,通过安装在液压挖掘机铲斗上的超声波传感器来识别施工对象的形状。

1.4安全管理机能

在施工现场,多种机械和多种作业同时进行,建筑材料及其它施工设备的存放等将会给施工机械运行带来困难,成为施工机械无人化作业的障碍物。所以,机械本身要有感知一警告一机械停止一安全域诱导等机能。障碍物感知机能有超声波感知,光、电波感知以及画像处理方法等。

1.5机群控制机能

机群控制功能是机械自动化控制技术所具备的一项综合管理能力。在土木工程现场施工中，难免会遇到多个工种同时施工的情形，这个时候就需要多种机械设备同时进行作业。为了保证现场多种机械设备同时施工的有序性，实现各个工种、各类机械之间的配合施工，就必须引入自动化技术，实现机械设备的自动化。而要实现自动化,就应该有一个能把各种作业机械位置、工作状况传送到中央控制室,再由中央控制室指令各机械设备施工方式的控制系统。

2机械自动化控制技术在土木施工中的应用

2.1摊铺机的自动化

工程机械施工中，为了更好的实现工程机械自动化作业，达到提高工程施工技术水平，保证工程施工质量的目的，人们开始大力引进机械自动化控制技术。常见的如摊铺机上安装的自动调平装置等，它能够帮助摊铺机实现摊铺作业上的横向，或纵向自动找平；还有一些摊铺机械上安装了混合料自动供料装置，这一装置在安装完成，并具体使用时可以实现自动供料，并且能按照要求严格控制好摊铺料层的厚度，全面保证工程施工中的摊铺质量。除了以上两种情况之外，土木工程施工中所用到的摊铺机设备还能通过安装电子监测系统来实现转向自动化，并利用这一自动化技术来对摊铺机、推土机的工作情况进行自动监控，实现工程挖掘机部分功能自动化控制。近几年，随着无线电遥感技术的发展，土木工程施工、挖掘机械已经实现了无线遥控，通过在挖掘机中安装遥控装置或遥感系统，普通的工程挖掘机已演变成了无线遥控挖掘机。

2.2推土机、挖掘机作业的自动化

推土机、挖掘机等土方机械作业的自动化，将会大大提高作业质量和作业生产率。最早实现推土机铲刀和挖掘机铲斗位置控制的是一种以开关系统为基础的反馈控制系统。利用激光实现推土自动化系统的研究是从70年代中期开始的。1976年开发研制了推土机铲刀的激光控制装置一激光测平装置，它由投光器、感光器、控制装置等组成，由于控制系统存在着速度响应问题，当时并未用于实际施工作业。随后，由于电子技术的发展促进了自动控制系统的开发研究。该系统由自动直线加工系统和激光系统组成。激光感光器测出加工面的激光位置，激光系统测得挖掘机车体高度，将信号传送到自动掘削系统，系统根据这些情报及各传感元件的信息，将处理后的信号传给控制控掘轨迹的各电磁比例控制阀，实现动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸的自动控制。这种控制比一般的施工作业提高加工精度3倍，提高施工能力1.6倍。

3结束语

针对机械自动化控制技术在土木施工工程中的广泛应用，本文结合土木工程施工实际，对现场施工中施工机械自动化技术的内容，以及机械自动化技术在土木工程施工机械中的具体应用情况进行了分析，并得出了一系列相关结论，希望对同行工作有所帮助。

作者：宋国栋赵鲲鹏王梓任单位：大庆油田水务公司