土木施工工程機械自動化探究
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1施工機械自動化技術所包含的內容
1.1位置識別功能
施工機械自動化技術下的位置識別功能指，利用自動化技術或自動化識別系統(tǒng)來自動辨認機械所在位置的一種能力。就國內當前的土木施工而言，大部分應用于土木施工現(xiàn)場的機械設備都有安裝自動化識別系統(tǒng)，只是有的設備會選擇外部位置識別法，而有的設備則會采用內部位置識別法來進行施工位置識別。外部位置識別與內部位置識別的根本區(qū)別是：前者需要在工程施工現(xiàn)場設置幾處基準點，然后利用超聲波或電磁波技術來識別機械設備所在的位置；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傳感器就可對設備的位置進行識別。
1.2位置誘導能力
位置誘導能力是在自動化施工作業(yè)中,機械設備必須按照設定路線作業(yè),假如位置識別機能確認它在施工中已偏離了既定路線,機械設備要具有自動復位的控制機能,即稱位置誘導控制機能,該機能使機械設備的位置、速度、方向始終按設定路線行走。
1.3認識和評價施工對象的能力
機械設備在施工中,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識機能。一般大多采用超聲波傳感技術或畫像處理技術來識別施工對象。應用平面超聲波信號感知器在無人液壓挖掘機上,通過安裝在液壓挖掘機鏟斗上的超聲波傳感器來識別施工對象的形狀。
1.4安全管理機能
在施工現(xiàn)場,多種機械和多種作業(yè)同時進行,建筑材料及其它施工設備的存放等將會給施工機械運行帶來困難,成為施工機械無人化作業(yè)的障礙物。所以,機械本身要有感知一警告一機械停止一安全域誘導等機能。障礙物感知機能有超聲波感知,光、電波感知以及畫像處理方法等。
1.5機群控制機能
機群控制功能是機械自動化控制技術所具備的一項綜合管理能力。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械設備同時進行作業(yè)。為了保證現(xiàn)場多種機械設備同時施工的有序性，實現(xiàn)各個工種、各類機械之間的配合施工，就必須引入自動化技術，實現(xiàn)機械設備的自動化。而要實現(xiàn)自動化,就應該有一個能把各種作業(yè)機械位置、工作狀況傳送到中央控制室,再由中央控制室指令各機械設備施工方式的控制系統(tǒng)。
2機械自動化控制技術在土木施工中的應用
2.1攤鋪機的自動化
工程機械施工中，為了更好的實現(xiàn)工程機械自動化作業(yè)，達到提高工程施工技術水平，保證工程施工質量的目的，人們開始大力引進機械自動化控制技術。常見的如攤鋪機上安裝的自動調平裝置等，它能夠幫助攤鋪機實現(xiàn)攤鋪作業(yè)上的橫向，或縱向自動找平；還有一些攤鋪機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現(xiàn)自動供料，并且能按照要求嚴格控制好攤鋪料層的厚度，全面保證工程施工中的攤鋪質量。除了以上兩種情況之外，土木工程施工中所用到的攤鋪機設備還能通過安裝電子監(jiān)測系統(tǒng)來實現(xiàn)轉向自動化，并利用這一自動化技術來對攤鋪機、推土機的工作情況進行自動監(jiān)控，實現(xiàn)工程挖掘機部分功能自動化控制。近幾年，隨著無線電遙感技術的發(fā)展，土木工程施工、挖掘機械已經實現(xiàn)了無線遙控，通過在挖掘機中安裝遙控裝置或遙感系統(tǒng)，普通的工程挖掘機已演變成了無線遙控挖掘機。
2.2推土機、挖掘機作業(yè)的自動化
推土機、挖掘機等土方機械作業(yè)的自動化，將會大大提高作業(yè)質量和作業(yè)生產率。最早實現(xiàn)推土機鏟刀和挖掘機鏟斗位置控制的是一種以開關系統(tǒng)為基礎的反饋控制系統(tǒng)。利用激光實現(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)存在著速度響應問題，當時并未用于實際施工作業(yè)。隨后，由于電子技術的發(fā)展促進了自動控制系統(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)測得挖掘機車體高度，將信號傳送到自動掘削系統(tǒng)，系統(tǒng)根據這些情報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結束語
針對機械自動化控制技術在土木施工工程中的廣泛應用，本文結合土木工程施工實際，對現(xiàn)場施工中施工機械自動化技術的內容，以及機械自動化技術在土木工程施工機械中的具體應用情況進行了分析，并得出了一系列相關結論，希望對同行工作有所幫助。
作者：宋國棟趙鯤鵬王梓任單位：大慶油田水務公司
