大中型建筑機(jī)械技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)與高新技術(shù)需求漫談

馮廣棟

摘要：當(dāng)前，建筑施工機(jī)械化不斷發(fā)展，在施工的過(guò)程中應(yīng)用了各種大中型機(jī)械設(shè)備，對(duì)于其安全性以及經(jīng)濟(jì)性和可靠性等方面的要求也在不斷提升。本文針對(duì)大中型建筑機(jī)械這一問(wèn)題，對(duì)其技術(shù)現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)還有高新技術(shù)需求等進(jìn)行詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：建筑機(jī)械技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)；高新技術(shù)需求

當(dāng)前，我國(guó)建筑工程技術(shù)處于不斷發(fā)展之中，而工程機(jī)械也逐漸實(shí)現(xiàn)智能化以及電子化和系統(tǒng)化等，在未來(lái)必將實(shí)現(xiàn)人性化和環(huán)保綠色化等。當(dāng)前，我國(guó)建筑工程機(jī)械快速發(fā)展，但是還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，需要對(duì)其技術(shù)進(jìn)行不斷分析和研究。

一、技術(shù)現(xiàn)狀分析

由于各種高新技術(shù)快速發(fā)展，建筑機(jī)械逐漸走向新的階段，從當(dāng)前情況看，技術(shù)現(xiàn)狀主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，關(guān)于機(jī)電一體化。這一技術(shù)就是通過(guò)機(jī)械技術(shù)以及電子技術(shù)還有傳感器技術(shù)和液壓技術(shù)等結(jié)合起來(lái)構(gòu)成的集成技術(shù)。對(duì)于建筑機(jī)械來(lái)說(shuō)，利用數(shù)字泵以及數(shù)字缸還有伺服電機(jī)等能夠滿足施工的要求。在建筑機(jī)械中已經(jīng)普遍應(yīng)用了這項(xiàng)技術(shù)，這樣動(dòng)力執(zhí)行裝置就能夠與檢測(cè)和控制裝置等結(jié)合起來(lái)。另外，對(duì)于工作裝置來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)了功能多樣化。對(duì)于建筑機(jī)械而言，其工作裝置功能多樣化，能夠在一定程度上降低成本，并節(jié)約社會(huì)資源。其技術(shù)核心就是科學(xué)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)以及機(jī)械結(jié)構(gòu)，確保多種作業(yè)的完成。工作裝置實(shí)現(xiàn)多樣功能，能夠在減少成本的基礎(chǔ)上將自身效能充分發(fā)揮出來(lái)，對(duì)于那些場(chǎng)地比較狹窄且需要多種作業(yè)同時(shí)完成的工程比較適合。

第二，關(guān)于機(jī)械自動(dòng)化。從當(dāng)前情況看，在很多大中型機(jī)械中也普遍實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，且自動(dòng)化程度不斷提升。其優(yōu)點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn)：首先，自動(dòng)控制能夠有效滿足高精度的相關(guān)要求。其次，自動(dòng)控制的操作比較簡(jiǎn)單，不再需要太多的人員進(jìn)行操作，使得勞動(dòng)強(qiáng)度大大下降。再次，一些人力無(wú)法實(shí)現(xiàn)的操作可以通過(guò)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)[1]。比如，在對(duì)混凝土進(jìn)行輸送的時(shí)候，如果需要在江河之中對(duì)大橋進(jìn)行建設(shè)，那么采用傳統(tǒng)簡(jiǎn)易攪拌機(jī)加人力的方式是無(wú)法達(dá)到施工要求的，如果利用了泵車(chē)技術(shù)，那么只需要人力操作發(fā)動(dòng)機(jī)就能夠?qū)崿F(xiàn)操作。

第三，為智能化以及信息化的實(shí)現(xiàn)打下了良好的基礎(chǔ)。對(duì)于建筑機(jī)械來(lái)說(shuō)，智能化就是在對(duì)機(jī)電一體化以及自動(dòng)化進(jìn)行應(yīng)用的同時(shí)，通過(guò)記憶以及運(yùn)算還與推理等技術(shù)，確保機(jī)械能夠?qū)ν獠渴录M(jìn)行及時(shí)感知，同時(shí)作出相應(yīng)的反應(yīng)。信息化就是機(jī)械能夠和外部通信，同時(shí)結(jié)合相關(guān)信息進(jìn)行反應(yīng)。比如，混凝土攪拌站主要是通過(guò)單板機(jī)，達(dá)到自動(dòng)配料以及攪拌還有運(yùn)輸?shù)墓δ埽軌蜃詣?dòng)判斷原料數(shù)量以及攪拌速度還有故障診斷并加以排除。后來(lái)，在建筑機(jī)械中開(kāi)始采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，比如，對(duì)于輸送泵車(chē)來(lái)說(shuō)，采用了臂架控制系統(tǒng)，對(duì)于塔式起重機(jī)來(lái)說(shuō)，采用了安全監(jiān)控這一系統(tǒng)。另外，車(chē)載信息系統(tǒng)，主要通過(guò)全球定位系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還有無(wú)線通訊技術(shù)等達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)以及資源共享的功能。再比如，智能化以及信息化還表現(xiàn)在能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)具體輸出功率進(jìn)行判斷和控制，確保和工作裝置之間實(shí)現(xiàn)良好的匹配，從而使其經(jīng)濟(jì)性能得以提升。比如，對(duì)于3516B發(fā)動(dòng)機(jī)，安裝電子調(diào)速器以及電子燃油噴射的相關(guān)裝置，結(jié)合不同的工況對(duì)氣缸在噴油時(shí)的具體噴油量進(jìn)行有效控制，從而保證燃油的燃燒完全與高效，減少?gòu)U氣排放。

二、發(fā)展趨勢(shì)

第一，更加安全和舒適。人員安全和健康是當(dāng)前比較關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題，需要盡可能減少職業(yè)危害，所以，在對(duì)建筑機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)以及制造的時(shí)候，需要通過(guò)工程學(xué)的相關(guān)原理，確保人員在操作的過(guò)程中不會(huì)受到傷害，同時(shí)還要保證安全性和舒適性[2]。

第二，確保環(huán)保性。對(duì)于大型以及中型建筑機(jī)械來(lái)說(shuō)，其功率比較大，產(chǎn)生的噪音大，容易造成環(huán)境污染。而環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為國(guó)際上的一個(gè)關(guān)注重點(diǎn)，因此，建筑機(jī)械在發(fā)展的過(guò)程中，必須要保證環(huán)保性能與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求相符。

第三，確保高效節(jié)能性。對(duì)于建筑機(jī)械來(lái)說(shuō)，其耗能比較大，而當(dāng)前能源比較緊張，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果，需要確保工作裝置上受到動(dòng)力機(jī)的能量作用能夠盡可能都是有用功。

第四，逐漸實(shí)現(xiàn)智能化以及信息化。未來(lái)的建筑機(jī)械必將實(shí)現(xiàn)智能化以及信息化，對(duì)作業(yè)方式進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)作業(yè)條件加以改善，確保自動(dòng)化的具體范圍以及程度，使施工質(zhì)量得到保障。

三、關(guān)于高新技術(shù)需求

從上個(gè)世紀(jì)80年代開(kāi)始，通信技術(shù)以及信息計(jì)劃還有機(jī)電一體化和計(jì)算機(jī)采集控制技術(shù)等被應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，發(fā)揮了比較高的作用，是公認(rèn)的高新技術(shù)。對(duì)于大型建筑機(jī)械以及中型機(jī)械來(lái)說(shuō)，一般都是移動(dòng)式，技術(shù)配置的具體空間是比較有限的，且在載體體積以及可靠性方面的要求也比較高，在對(duì)機(jī)械技術(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造時(shí)的要求也比較高。

對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)，具有短小輕薄的特點(diǎn)，能夠有效實(shí)現(xiàn)控制作用。從上個(gè)世紀(jì)90年代之后得到了廣泛的應(yīng)用，比如，研制出安全監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用在塔式起重機(jī)上，臂架控制系統(tǒng)被研制出來(lái)后應(yīng)用在輸送泵車(chē)上，協(xié)調(diào)和控制系統(tǒng)被應(yīng)用在土方機(jī)械。從當(dāng)前情況看，很多高端的技術(shù)主要的核心就是機(jī)電一體化以及單片機(jī)技術(shù)，這樣能夠在一定程度上使得施工作業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化?？墒菍?duì)于低性能的單片機(jī)來(lái)說(shuō)，其軟件資源以及硬件資源是比較有限的，難以使機(jī)械實(shí)現(xiàn)全面信息化以及智能化，且開(kāi)發(fā)比較困難，沒(méi)有良好的通用性。

對(duì)于建筑機(jī)械來(lái)說(shuō)，若是采用了一定的信息技術(shù)以及智能技術(shù)，并對(duì)其動(dòng)力裝置以及傳動(dòng)裝置還有工作裝置等實(shí)行機(jī)電一體化，就能夠達(dá)到良好的檢測(cè)以及控制與通信等功能。對(duì)于大型建筑機(jī)械以及中型機(jī)械來(lái)說(shuō)，為了保證其安全舒適性，并確保機(jī)械環(huán)保達(dá)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能以及智能化作業(yè)，需要結(jié)合智能化以及信息化等技術(shù)的微電子產(chǎn)品。從上個(gè)世紀(jì)末開(kāi)始，出現(xiàn)了功能比較強(qiáng)大的嵌入式系統(tǒng)，其運(yùn)算以及控制作用都比較強(qiáng)[3]。這一系統(tǒng)的主要構(gòu)成包括：一是硬件層，其主要構(gòu)成包括嵌入式微處理器以及通信模塊還有人機(jī)接口和存儲(chǔ)系統(tǒng)與I/O接口。其中操作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序是能夠在存儲(chǔ)系統(tǒng)中得以固化的。二是軟件層，其主要構(gòu)成包括實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)組件還有文件系統(tǒng)和圖形用戶接口。三是中間層，它的位置在硬件層以及軟件層兩者之間，能夠隔離系統(tǒng)軟件以及底層硬件，這樣底層設(shè)備相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序就和硬件之間沒(méi)有什么關(guān)系。其主要構(gòu)成包括硬件抽象層以及板級(jí)支持包。四是功能層，它是在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)的相關(guān)應(yīng)用程序，能夠完成應(yīng)用的具體功能。對(duì)這一系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠通過(guò)其中的操作系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)組件等，對(duì)計(jì)算機(jī)資源以及網(wǎng)絡(luò)信息資源等加以共享，從而形成智能化以及信息化的系統(tǒng)，將通信以及就控制還有檢測(cè)等結(jié)合起來(lái)。利用動(dòng)力裝置以及傳動(dòng)裝置與工作裝置等進(jìn)行互相配合，從而使建筑機(jī)械實(shí)現(xiàn)安全舒適性以及環(huán)保達(dá)標(biāo)還有高效節(jié)能與智能作業(yè)等各個(gè)功能。在對(duì)建筑機(jī)械采用嵌入式系統(tǒng)的時(shí)候，可以對(duì)模塊集成式加以利用，其主要構(gòu)成包括嵌入式系統(tǒng)的中央處理器模塊以及人機(jī)交互模塊還有檢測(cè)模塊和控制模塊與通信模塊等。

四、結(jié)語(yǔ)

對(duì)于我國(guó)建筑工程來(lái)說(shuō)，機(jī)械設(shè)備必將代替人工，當(dāng)前，我國(guó)建筑行業(yè)處于不斷發(fā)展的階段，建筑機(jī)械也得到了較大的進(jìn)步，可是和發(fā)達(dá)國(guó)家之間還存在比較大的差距，因此，需要對(duì)當(dāng)前的技術(shù)形勢(shì)進(jìn)行正確認(rèn)識(shí)，并引進(jìn)科學(xué)技術(shù)，確保建筑機(jī)械更高的水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]張士勇. 現(xiàn)代工程機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)分析[J]. 科技風(fēng)，2010，（21）：181-182.

[2]張彬. 論機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機(jī)械中的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2012，（05）：180.

[3]王亞杰. 論我國(guó)工程機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)[J]. 改革與開(kāi)放，2009，（09）：118.