摘要：隨著經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對建筑機械自動化的程度要求越來越高。本文對建筑機械自動化的發(fā)展現(xiàn)狀做了闡述，研究了其中的關鍵技術，并對我國建筑機械的發(fā)展做了展望。
　　關鍵詞：建筑機械；自動化；關鍵技術；發(fā)展
　　隨著社會經(jīng)濟、技術的飛速發(fā)展和人類生活水平的不斷提高，要求建筑施工向安全、高效、省力、優(yōu)質(zhì)、舒適方向發(fā)展，傳統(tǒng)的建筑機械雖然可以實現(xiàn)機械化施工，在一定程度上滿足上述要求，但仍然是手工操縱。工人勞動強度較大、舒適性較差，勞動生產(chǎn)率也較低，而且施工質(zhì)量、施工安全在很大程度上取決于各種人為因素。建筑業(yè)屬于僅次于采掘業(yè)的苦、臟、險行業(yè)，因事故而傷亡的人數(shù)也較多。基于此，要求建筑機械自動化的呼聲十分強烈。如何在中國新一輪的建設高潮中提高核心競爭力，發(fā)展核心建筑機械技術，開辟新市場，在國際競爭中占據(jù)一席之地，已成為中國建筑企業(yè)亟需解決的一個大問題。
　　1建筑機械自動化現(xiàn)狀
　　建筑機械自動化的開發(fā)研究工作始于50年代，1978年日本研制成功世界第一臺建筑機器人，80年代后開發(fā)步伐加快。當前，西方發(fā)達國家及我國哈爾濱工業(yè)大學、中科院沈陽自動化所等單位在從事建筑機械自動化的開發(fā)研究中均取得了一定的成果，其中日、美兩國的開發(fā)研究工作處于領先水平。
　　建筑機械采用自動化裝備的主要有：推土機及平地機，挖掘機和裝載機，運輸機械，起重機，基礎工程機械，鑿巖機及隧道工程機械，壓實機械，砼機械，路面鋪設機械，道路維護機械，試驗、檢測機械，鋼橋、PC橋架設機械，大壩砼機械等：
　　典型的自動化建筑機械是由日本大成建設株代會社研制成功履帶式鏟車，該產(chǎn)品應用慣性導航法原理，依靠通信網(wǎng)絡系統(tǒng)、自身機械操作和自身監(jiān)控信息反饋處理系統(tǒng)，通過計算機控制和自行判斷，在無人駕駛的清況下獨立工作。因為能24小時獨立操作施工，工期大為縮短而且安全，可靠性能好，因此今后在地下工程無人區(qū)、深層海底、宇宙中的星球表面等有危險及遠程遙控無法工作、對人類來講施工極其困難的場所，它可以發(fā)揮出威力。這種靠自身人工智能控制系統(tǒng)獨立行走的機械具備了以下能力：(1)本身具有控制、檢驗自己位置與姿勢的能力；(2)自行設定操作、控制程序的能力；(3)對周圍的狀況進行判斷，就此作出控制程序變更的能力。通過這些能力，即人工智能大腦把機械的出發(fā)地點與周圍空間環(huán)境狀況通過若干個坐標輸入專用程序后，由裝置在機械上的計算機算出機械自己的位置，單獨自控行走的實驗機開始按自行設定的程序行走，即使碰到障礙物，由于事前通過探查讀數(shù)器檢測到了周圍環(huán)境的情況或信息，已經(jīng)由程序指示安排了繞道迂回等指令。
　　綜觀國內(nèi)外，建筑機械產(chǎn)品的電子化、自動化和機器人化是不可抗拒的技術潮流。從其作業(yè)特點來看，大致可分為完成多種作業(yè)的通用性建筑機械和完成單一作業(yè)的專用性工程機械。通用性建筑機械向機電信一體化方向發(fā)展，這類機械具有多種功能，需要完成復合性作業(yè)操作，工作環(huán)境復雜，難以分解成簡單的模式動作，實現(xiàn)全自動化很困難，需要由人來操縱和掌握。目前。電子控制技術正在不斷地向這類機械滲透和普及，出現(xiàn)了新一代所謂的電了挖掘機、電子推土機等。特定工程專用機械向建筑機器人方向發(fā)展，建設工程中有些比較單獨的作業(yè)操作，往往采用專用機械來施工，還有根據(jù)施工要求將施工技術和施工機械相結合創(chuàng)造出新的施工法，即結合施工法設計的特殊用途的專用機械，像這類機械國外大多采用電子控制技術，以實現(xiàn)自動化和無人化操作施工。國外往往把這類采用機電信一體化技術，能自動地進行作業(yè)的機械和系統(tǒng)稱作建設機器人。
　　建筑機器人通常由施工操作輸入系統(tǒng)、翻譯系統(tǒng)、信息前置處理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及執(zhí)行系統(tǒng)等部分組成，如圖I所示。
　　
　　建筑施工機器人的施工操作輸入系統(tǒng)包括施工模型輸入系統(tǒng)和施工模型庫輸入系統(tǒng)兩部分。施工模型輸入系統(tǒng)用于輸入機器工作所需要的施工操作內(nèi)容，作業(yè)進度計劃以及施工操作條件等信息；施工模型庫是智能機器人的記憶，它將以往的類似的施工操作經(jīng)驗以操作信息的形式輸入機器人控制系統(tǒng)。施工模型和施工模型庫兩者共同完成建筑工程施工機器人的操作命令輸入。
　　翻譯器是外部操作命令與機器人執(zhí)行指令之間的橋梁，翻譯器根據(jù)建筑工程施工企業(yè)的技術規(guī)范以及機器人本身的能力，自動將施工操作輸入系統(tǒng)的操作命令翻譯成機器人指令。
　　機器人信息前置處理器用于將翻譯器產(chǎn)生的機器人指令以數(shù)控機器人語言的形式轉(zhuǎn)換成機器人數(shù)控程序，直接供機器人控制器執(zhí)行。
　　機器人控制器利用前置處理器生成的數(shù)控程序，控制機器人執(zhí)行機構產(chǎn)生符合人們要求的施工操作。
　　目前，建筑施工機器人在很多領域代替工人進行繁重、單調(diào)、危險和污染大的施工操作，這主要體現(xiàn)在以下若干方面：挖掘機器人、搬運機器人、打樁機器人、地下連續(xù)墻機器人、地基處理機器人、混泥土機器人、鋼筋機器人、焊接機器人、裝飾機器人、安裝機器人、質(zhì)量檢查機器人等。
　　2建筑機械自動化的關鍵技術
　　機器的自動化進程將會繼續(xù)進行下去，自動化變速箱和靜液傳動的應用提高了機器的利用系數(shù)，也意味著生產(chǎn)率的提高和司機勞動條件的改善。用于診斷機器故障、檢驗機器主要部件使用功能的系統(tǒng)將會得到廣泛應用。目前常用的柴油機將會向燃氣輪機過渡，因為它具有建筑機械所需要的特點如尺寸小，重量輕，工作可靠，對燃料質(zhì)量的要求不高，燃氣輪機的唯一缺點是油耗大，但由于它對燃料質(zhì)量要求不高，因此其燃料成本要比柴油低得多。目前對以石油為基礎的燃料需求十分緊張，這說明將來會使用多種形式的燃料，這樣將會大大提高燃料的成本。因此目前在進行發(fā)動機選型時，燃料類別和耗油量仍然是其中一項重要指標，也有一種意見認為燃氣輪機有這樣一個缺點，即它在低速時的扭矩變化特性不理想，這個問題可以用雙軸渦輪機的方法來解決，還可以配用液力傳動和電控。
　　隨著科學技術的飛速發(fā)展，日前，雖然建筑機械自動化技術在某些方面取得了巨大進步，但由于建筑機械自動化開發(fā)和應用的難度比較大，特別是推廣工作比較困難。主要體現(xiàn)在：

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