淺析工程施工機(jī)械中的機(jī)電一體化實(shí)踐

麻京民

摘要：工程施工機(jī)械中的機(jī)電一體化利用較為廣泛，有點(diǎn)較為突出。本文以機(jī)電一體化技術(shù)為切入點(diǎn)，分析其包含計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)等，以此為研究基礎(chǔ)，提出工程施工機(jī)械應(yīng)用情況，分析技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，從而為相關(guān)工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：工程;施工機(jī)械;機(jī)電一體化

近年來隨著科技發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平提高，建筑工程技術(shù)取得迅速發(fā)展，在建筑工程領(lǐng)域人們對(duì)于工程施工機(jī)械也提出了更高要求。為此，研究出了機(jī)電一體化技術(shù)，施工中通過應(yīng)用該技術(shù)，可減少冗余復(fù)雜的施工環(huán)境及操作步驟，以提高施工效率，便于人員施工，降低人為操作失誤幾率。但是，在機(jī)電一體化應(yīng)用中，該技術(shù)具有較強(qiáng)系統(tǒng)性與綜合性，需應(yīng)用不同工種、學(xué)科知識(shí)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與知識(shí)的密切配合。所以，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)工程施工機(jī)械機(jī)電一體化分析，從而推動(dòng)工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)專業(yè)化發(fā)展。

一、機(jī)電一體化技術(shù)

機(jī)電一體化技術(shù)集成傳感檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、信息處理技術(shù)等，通過綜合利用以實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化生產(chǎn)。具體如下

1.計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)。該技術(shù)為機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)提供了“大腦”，機(jī)械設(shè)備應(yīng)用該技術(shù)不僅能夠執(zhí)行工作，還能通過信息傳遞、處理及運(yùn)算的方式，通過邏輯運(yùn)算實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行。

2.機(jī)械技術(shù)。該技術(shù)作為機(jī)電一體化基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)其他概念的載體，過去機(jī)械技術(shù)材料、結(jié)構(gòu)、性能均與機(jī)電一體化要求有所不符，所以需加快機(jī)械技術(shù)更新，確保及時(shí)迭代更新理論，從性能、材料結(jié)構(gòu)等方面出發(fā)，利用人工智能、計(jì)算機(jī)輔助等技術(shù)，以推動(dòng)其實(shí)現(xiàn)體積變小、性能改善和精度提高[1]。

3.自動(dòng)控制技術(shù)。該技術(shù)包含遠(yuǎn)程控制、速度控制、自我調(diào)整、定位控制等，可從控制方法進(jìn)行劃分，分為開環(huán)控制與閉環(huán)控制，前者是指根據(jù)預(yù)先設(shè)定程序發(fā)出信號(hào)進(jìn)行設(shè)備控制，后者則是基于反饋技術(shù)的前提下控制設(shè)備。

4.傳感檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)主要作為“感受器官”，通過檢測(cè)周圍環(huán)境溫濕度、設(shè)備各項(xiàng)性能參數(shù)等實(shí)現(xiàn)自我控制、調(diào)節(jié)與檢測(cè)，技術(shù)質(zhì)量可決定機(jī)械自動(dòng)化程度，兩者互相影響[2]。在現(xiàn)代工程中，對(duì)于傳感器獲取信息精度與速度提出了更高要求，且要求其能夠在嚴(yán)酷環(huán)境內(nèi)工作，如海水浸泡、高濕、高溫等，已經(jīng)成為檢驗(yàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的參數(shù)之一。

5.系統(tǒng)技術(shù)。通過將上述技術(shù)融合以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，不是簡單堆砌，需要利用系統(tǒng)技術(shù)，在設(shè)計(jì)之初以全局發(fā)展層面出發(fā)，通過整體概念應(yīng)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單元間系統(tǒng)互通，聯(lián)系密切，利用接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)單元功能的高度匹配。

二、工程施工機(jī)械中的機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用

1.GPS技術(shù)應(yīng)用

在地里信息體系發(fā)展下，施工機(jī)械中已經(jīng)廣泛應(yīng)用GPS技術(shù)，對(duì)工程發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。

（1）長度保護(hù)及信息辦理。在施工機(jī)械中應(yīng)用該技術(shù)，可采集GPS長途信號(hào)將其上傳至服務(wù)器，通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)對(duì)機(jī)械工作加以監(jiān)控，記錄機(jī)械信息。而在GPS定位中，僅能實(shí)現(xiàn)短距離定位，精確度不足，我國諸多施工單位已經(jīng)應(yīng)用定位技術(shù)，卻仍需要加強(qiáng)研究，提高技術(shù)精度。

（2）高精度GPS。在應(yīng)用該技術(shù)中，主要是將超聲波、激光與定位技術(shù)相聯(lián)系，全面控制軟件界面，可在界面中呈現(xiàn)工程機(jī)械圖，便于人員操作[3]。該技術(shù)具有較高精度，可用于大型施工場(chǎng)所和混合多重機(jī)械場(chǎng)所，以提高工作效率。

2.發(fā)掘機(jī)應(yīng)用

在工程施工中，可將機(jī)電一體化用于發(fā)掘機(jī)，即液壓先導(dǎo)式發(fā)掘機(jī)，實(shí)現(xiàn)手柄自動(dòng)化工作，代替以往自動(dòng)化手柄，特備是電手柄控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)控制其計(jì)算，即可核算控制參數(shù)，借助傳感器傳輸參數(shù)，主動(dòng)控制挖掘機(jī)。并且，還能提高發(fā)掘機(jī)輔助效果，在機(jī)械上安裝傳感器，以了解其運(yùn)行情況，程序中擬定挖掘機(jī)挖掘軌道，操作人員可在施工的平臺(tái)上畫出工作情況，可控制挖掘機(jī)根據(jù)步驟參數(shù)，完成預(yù)定輔導(dǎo)形狀。雜亂形狀操作也能夠借助該系統(tǒng)，配以激光機(jī)能實(shí)現(xiàn)精確度提高，進(jìn)而節(jié)省人力資源。對(duì)于大型發(fā)掘機(jī)，則需要選擇較高辨識(shí)度液晶顯示屏，屏幕上可根據(jù)要求轉(zhuǎn)換視角，掌握整體挖掘機(jī)情況，調(diào)查局部運(yùn)作，界面操作較為簡單，標(biāo)識(shí)簡單易懂。

3.診斷機(jī)械故障

在工程項(xiàng)目中，設(shè)備性能情況，是否需要替換修補(bǔ)均十分重要，機(jī)電一體化可診斷設(shè)備故障，用于分析現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械是否功能下降、故障、零件磨損等，以免擴(kuò)大損耗，降低修補(bǔ)費(fèi)用，提高設(shè)備出勤率。在機(jī)械故障診斷中，包含：剖析液壓傳動(dòng)體系、發(fā)動(dòng)機(jī)油液金屬為例頷聯(lián)，分析故障與金屬損耗原因;分析油質(zhì)確定油替換時(shí)間;根據(jù)規(guī)定時(shí)間主動(dòng)采油;預(yù)算變速箱或儲(chǔ)存液正常振動(dòng)波形，對(duì)比設(shè)備運(yùn)行中振動(dòng)波形，判斷是否存在異常現(xiàn)象;結(jié)構(gòu)件超聲波探傷儀診斷微型核算機(jī)與電子設(shè)備。

4.保障設(shè)備安全

施工設(shè)備中需保證其操作安全性，以免損害人員身體健康，可在設(shè)備上安裝傳感器等設(shè)備，對(duì)其狀況進(jìn)行檢查，如若出現(xiàn)危及設(shè)備與人身的嚴(yán)重事故，則報(bào)警器將會(huì)及時(shí)報(bào)警停機(jī)。如，輪式起重機(jī)與塔式起重機(jī)上安裝微機(jī)控制力拒限制器，以免發(fā)生斷臂或翻車的情況。施工區(qū)域較為狹窄，部分起重機(jī)還會(huì)安裝動(dòng)臂轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)角限位設(shè)置，以免操作中磕碰附近，部分起重機(jī)安裝臨近高壓電線報(bào)警設(shè)備，可減少觸電事故。

另外，在設(shè)備運(yùn)行中，也可安裝電子主動(dòng)記載器，記錄機(jī)械工作量、工作時(shí)間、潤滑油、燃料及消耗量、機(jī)械牽引力與車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速、變速箱運(yùn)用各檔情況、車體振動(dòng)情況、制動(dòng)器情況等。通過以上數(shù)據(jù)的記錄分析，以此明確施工、工作及機(jī)械情況，制定合理的機(jī)械更新、修補(bǔ)與保養(yǎng)周期，核算應(yīng)用機(jī)械成本等。

三、工程施工機(jī)械機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)

在機(jī)電一體化中包含機(jī)械、微電子等諸多學(xué)科，通過個(gè)學(xué)科的相互輔助、融合以實(shí)現(xiàn)一體化。在未來發(fā)展中，主要趨勢(shì)如下：

1.智能化。機(jī)械智能化控制主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，為達(dá)到理想的自動(dòng)化控制效果，則要求機(jī)器能夠模擬人類大腦，以此為智能化指標(biāo)，自動(dòng)收集、處理及分析環(huán)境、參數(shù)等信息，做出對(duì)應(yīng)行為[4]。如機(jī)器人具有良好智能化特點(diǎn)，研究中需與數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)課程等相結(jié)合，通過對(duì)上述學(xué)科的有效整合，提高機(jī)械效率，減少人力資源浪費(fèi)。

2.迷你化。在科學(xué)發(fā)展下人們對(duì)于微型電路愈發(fā)關(guān)注，減小了處理芯片體系，工程中多應(yīng)用迷你芯片，不僅可節(jié)省空間，方便攜帶，還能降低能源消耗。通過機(jī)械技術(shù)與迷你芯片結(jié)合，可提高工程操作效率，地下施工中應(yīng)用迷你芯片，提高精確度，實(shí)時(shí)掌握工程進(jìn)度。

3.區(qū)域性。在科技發(fā)展下，各區(qū)域指標(biāo)也不斷創(chuàng)新健全，自動(dòng)化機(jī)械使得工程更為高效便捷，應(yīng)用了新的接口設(shè)備，匹配配件，促進(jìn)機(jī)械系統(tǒng)的發(fā)展。

4.環(huán)?；Ｔ诳萍及l(fā)展下，人們生活獲得更多便利的同時(shí)，也加大了環(huán)境污染，在研究機(jī)電一體化技術(shù)中，不僅需保證工程安全性，還應(yīng)當(dāng)提高環(huán)保效果，融入環(huán)保理念，推動(dòng)該技術(shù)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

總結(jié)：

綜上所述，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展下，人們對(duì)于工程建筑提出了更高要求，可應(yīng)用機(jī)電一體化建筑，通過GPS技術(shù)應(yīng)用、挖掘機(jī)應(yīng)用等方式，保障設(shè)備安全，實(shí)現(xiàn)故障診斷。研究人員今后也應(yīng)當(dāng)向智能化、迷你化、區(qū)域化及環(huán)?；较虬l(fā)展，進(jìn)而提高機(jī)電一體化效率。

參考文獻(xiàn)：

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[3]馬國，賈華東，盧長煜，陳理想，張貴芝，張立平，楊超.磁粉檢測(cè)與滲透檢測(cè)在工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件無損檢測(cè)中的應(yīng)用[J].無損檢測(cè)，2019，41（02）：62-64.