簡述機電一體化在建筑工程的應(yīng)用及發(fā)展

黃祖海

【摘 要】近些年，隨著建筑技術(shù)和工業(yè)設(shè)備的進步，機電一體化被引入國內(nèi)并普及開來。該技術(shù)的應(yīng)用和推廣，有力的推動了我國建筑水平和技術(shù)的升級，建筑施工的質(zhì)量和效率也得以提升。本文就針對機電一體化在建筑工程的應(yīng)用及發(fā)展問題進行了分析。

【關(guān)鍵詞】機電一體化;建筑施工;應(yīng)用

一、建筑工程機械中的機電一體化技術(shù)的作用

1.1環(huán)保作用

在機電一體化技術(shù)出現(xiàn)以前，在建筑工程中，舊式的機械設(shè)備使用時，設(shè)備工作效率低，經(jīng)常會出現(xiàn)故障，油耗大，在實際操作中需要人工即時跟進，不能無人運作，這在無形中會增加很多的不必要的人力物力成本。在采用機電一體化技術(shù)后，大大提高了機械設(shè)備的工作效率，提高了設(shè)備的保養(yǎng)維護水平，通過科學(xué)合理的調(diào)整降低了油耗。在工作條件較差的環(huán)境下，如氣候惡劣時，還可以通過遠程控制技術(shù)進行無人操作，施工效率得以有效提高。

1.2預(yù)警作用

當(dāng)前，人們在裝載機、挖掘機、推土機上均安裝監(jiān)控系統(tǒng)，這樣既能夠起到對機械設(shè)備進行監(jiān)視的作用，也能夠在機械發(fā)生故障時第一時間掌握信息，進行工作部署。而且監(jiān)控設(shè)備在機械故障發(fā)生時，可在第一時間自動報警，這樣維修人員就能夠更加快速的對問題進行辨別和維修。除以上功能，監(jiān)控系統(tǒng)還有傳遞圖像的作用，實時監(jiān)控機械的工作狀態(tài)，進而有效提高機械的利用率并且延長機械的應(yīng)用年限。

1.3降低勞動強度

在建筑業(yè)中，機電一體化技術(shù)的重要作用還體現(xiàn)在零件制造上?，F(xiàn)在人們?nèi)绻枰圃炷撤N零件，往往是通過CAD模型對零件進行三維實體設(shè)計，以實現(xiàn)快速制造零件。在整個設(shè)計過程中，人為操作的比重很少，可以有效達到預(yù)定的設(shè)計工藝水平。同時，還可以任意修改，以方便改造成其他形式的設(shè)計以滿足不同施工需要。正是由于機電一體化的參與，人們設(shè)計建筑零件實現(xiàn)了智能化、快速化和自動化，開發(fā)和創(chuàng)新產(chǎn)品的能力得到提高。以往需要幾個星期甚至幾個月才能完成的設(shè)計時間大大縮短，降低了設(shè)計人員的工作強度。同時，由于機電一體化提高了建筑施工的自動化或半自動化水平，也相應(yīng)降低了建筑工人的勞動強度，并且將故障發(fā)生的可能性降到最低，減少失誤，實現(xiàn)了高精度和高效率。

1.4保證工作精度

在建筑工程中，作業(yè)方式的不同所產(chǎn)生的效果也大不相同，在機械設(shè)備較為原始陳舊的狀況下，或者人力作業(yè)比重較大時，施工效率較低，工作誤差較大。究其原因，主要是人工的經(jīng)驗和熟練程度不同，作業(yè)精度也千差萬別，或者機械設(shè)備老舊原始造成作業(yè)粗放，不能進行精細操作。而在廣泛采用機電一體化后，通過計算機控制操作系統(tǒng)，避免了人力操作造成的誤差，提高了精確度，也提高了施工質(zhì)量和效率。

二、機電一體化技術(shù)的使用范圍

2.1運用于土方機械中

建筑工程施工必然會以土方工程為主體。在土方工程中應(yīng)用機電一體化機械，可以大幅度提高施工效率[1]。在國外，一些國家的土方施工中大量采用由電子控制技術(shù)和一些傳感系統(tǒng)控制的液壓挖掘機進行土方施工，由于設(shè)備采用機電一體化技術(shù)，技術(shù)水平高，性能得到很大的提升，實現(xiàn)了設(shè)備的自動化操作，提高了工程施工的質(zhì)量和效率。不足的地方是，一旦出現(xiàn)問題，需要由專門的維修人員進行檢修。

2.2運用于頂推機械中

當(dāng)前，我國正在進行很多重大的橋梁工程，且建設(shè)成一大批舉世矚目的標志性橋梁。在這些橋梁施工中，頂推施工法是采用最多的施工方法。在過去，采用頂推法施工時，要同時用多個千斤頂，很多人同時操作，由于是用人力為主的施工作業(yè)，施工的精度往往得不到很好地控制，而且在不同班組操作時很難進行同步操作[2]。而在采用機電一體化技術(shù)后，頂推作業(yè)由電控液壓系統(tǒng)控制頂推油缸來操作進行，同時有多種高精度先進的儀器參與測距和傳感等，實現(xiàn)了精確控制頂推的全過程。由于全過程為機械操作，人力的參與度盡可能地被降低，因而誤差得到有效控制，精度得以提高。

2.3運用于起重機械中

建筑施工的起重機械在整個科技進步的大環(huán)境影響下，開始了智能化進程。加裝機電一體化技術(shù)的起重機，帶有超聲波傳感器、微電腦和紅外線設(shè)備、電力矩限制器等多種不同功能的機電設(shè)備?？梢詸z測前方障礙物、自動調(diào)整起吊重量、當(dāng)起吊重物超過限定值時還可自動報警，自動檢測外伸液壓支腿的伸出寬度以免正在工作時水泥漿出現(xiàn)傾覆。另外，在多部起重機同時工作時還可自動對可能出現(xiàn)碰撞問題進行預(yù)警[3]。

2.4運用于混凝土機械中

建筑施工離不開混凝土攪拌。混凝土攪拌是一種技術(shù)含量較高的施工環(huán)節(jié)，一旦誤差控制不好就可能導(dǎo)致攪拌失敗，或者混凝土鑄件達不到設(shè)計規(guī)定的要求。因此，采用機電一體化技術(shù)來參與混凝土攪拌顯為重要。鑒于此，人們在混凝土攪拌機械中加裝測力傳感器、屏幕顯示計量裝置等，將此前很難監(jiān)測到的攪拌情況通過技術(shù)手段變得直觀，這極大的提高了混凝土攪拌的質(zhì)量和工作效率，同時也降低了操作人員的勞動強度。人們只需要觀看屏幕、按下按鍵，就可以調(diào)整混凝土攪拌的參數(shù)。

2.5建筑消防中的應(yīng)用

系統(tǒng)整合程度的不同，對于消防工程機電系統(tǒng)智能化程度也有著直接影響。將防火防災(zāi)系統(tǒng)與管理系統(tǒng)進行科學(xué)整合，可形成完善的生態(tài)型消防工程機電系統(tǒng);將消防工程機電系統(tǒng)與空調(diào)、燈光等系統(tǒng)予以整合，可在火災(zāi)發(fā)生過程中，通過自動化控制完成應(yīng)急照明、排煙、空調(diào)等系統(tǒng)的自動化開啟，對火災(zāi)隱情實行科學(xué)控制，抑制危險的擴散。同時將火災(zāi)報警系統(tǒng)與電梯控制系統(tǒng)整合起來，可利用機電系統(tǒng)對電梯進行正?？刂疲_保其正常工作，便于及時完成救火救援作業(yè)。另外，將報警系統(tǒng)與保全系統(tǒng)予以整合，在火災(zāi)發(fā)生時，可開啟上鎖門禁，便于及時疏散人員。再者，消防機電系統(tǒng)與動態(tài)控制、人機交互、仿生技術(shù)等的融合，可實現(xiàn)建筑消防系統(tǒng)的智能化管理，提高突發(fā)狀況的應(yīng)急效率，降低危險系數(shù)。

三、機電一體化是建筑工程機械的發(fā)展趨勢

3.1智能化

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，多種交叉學(xué)科的進步，工程機械的機電一體化技術(shù)也出現(xiàn)了向智能化發(fā)展的趨勢，也就是智能建筑機器人開始出現(xiàn)。在很多的工程建筑領(lǐng)域，智能建筑機器人有著很大的發(fā)展前途，如建筑機器人、液壓挖掘機、水下機器人等。為建筑機械加裝一些監(jiān)控設(shè)備、紅外線、傳感器之類的設(shè)備，可以實現(xiàn)操作人員遠程即時監(jiān)控設(shè)備工作，監(jiān)控機械運行狀態(tài)。

3.2微型化

隨著新材料、新工藝和電子技術(shù)的進步，工程機械變得越來越小，開始向小型化、精致和靈活方向發(fā)展。

3.3模塊化

隨著技術(shù)發(fā)展的需要，工程機械設(shè)備的生產(chǎn)標準會漸趨統(tǒng)一，很多的設(shè)備零部件將會實現(xiàn)標準一致可替換，這會改變傳統(tǒng)以來建筑設(shè)備型號繁雜，技術(shù)不統(tǒng)一的缺陷。進而統(tǒng)一全行業(yè)的技術(shù)標準和生產(chǎn)規(guī)范，實現(xiàn)機械設(shè)備模塊化生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

四、結(jié)語

機電一體化技術(shù)是建立在各學(xué)科和領(lǐng)域共同發(fā)展的基礎(chǔ)上的，這也是科技發(fā)展的大趨勢，采用機電一體化體術(shù)可極大地增強建筑施工的效率，客服惡劣環(huán)境等對施工的影響，具有重要意義。

【參考文獻】

[1]李洋洋.建筑工程中的機電一體化技術(shù)[J].建材與裝飾，2018（51）：188-189.

[2]周擁軍.建筑工程機電一體化設(shè)備安裝技術(shù)分析[J].設(shè)備管理與維修，2019（10）：157-158.

[3]姚秀君，王維東.機電一體化技術(shù)在機械工程上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017（11）：105-105.