建筑施工機械的發展趨勢研究

■夏小炎，魯云良 ■浙江豐安市政工程有限公司，浙江 紹興 312000

1 建筑施工機械分類及發展動態研究

1．1 建筑起重機械

(1)液壓挖掘機。進入到二十一世紀，液壓挖掘機的發展開始注重生產效率，同時，液壓挖掘機的工作可靠性也成為重要的發展目標之一［1］。而挖掘機的核心，動力系統的革新使其機型開始向中小型發展，而其功能也逐漸開始向多樣化、復合化方向發展。液壓挖掘機的發展趨勢主要從以下幾個方面展開:液壓挖掘機向由單一的挖掘功能，開始向起重、鏟斗、破碎、貨叉等多方面發展;同時，駕駛室開始向安全化、舒適化和封閉化發展，能夠為駕駛員提供更好地工作環境，增加其安全感;(2)液壓裝載機。在二十一世紀，我國液壓裝載機將主要從操作控制系統、降噪系統、節能系統和機電一體化系統多個方面發展，其中，液壓裝載機輔助控制系統以及自檢系統開始進入研發階段;吸聲材料開始大范圍應用于噪聲抑制和控制;節能減排技術開始在液壓裝載機領域開展和應用;研制由計算機CPU系統管理的、具有靈敏、可靠的電子傳感元件與液壓控制元件的機電一體化系統。

1．2 建筑土方機械

(1)塔式起重機。塔式起重機的發展趨勢主要是施工高精確性、無線遙感技術和降低故障率等方面。塔機的工作精確性的提高主要從安全監控系統的完善和開發進行，通過對施工機械安全工作的監控實現安全性的提高，而無線遙感技術的普及和應用匯在更大程度上提高塔式起重機的工作精確性和工作效率。原先占整機故障率70%以上的觸點開關系統將由無觸點開關系統所取代，起重機的故障率將降至2%以下，工作效率與可靠性得到大幅度提高;(2)施工升降機。施工升降機在總體構造上由現有形式發展出具有單導軌架、雙導軌架、多導軌架的露天升降平臺，可部分取代主體施工所用外墻腳手架與裝修吊籃。

1．3 混凝土施工機械

(1)水泥混凝土攪拌機械。水泥混凝土攪拌機械的發展則主要是從提高工作可靠性、拌合機械的多功能性以及拌合產品的定量化方面展開。提高電氣元件、氣動元件、傳感器、耐磨葉片、襯板、計算機配料控制系統的產品質量，從而提高工作可靠性;(2)開發和研制多功能水泥混凝土攪拌機械，例如在原材料運輸方面，可據用戶需要設計、制造懸臂拉鏟、裝載機、皮帶輸送機、鏈斗機、斗式提升機等上料方式的產品，而在配料控制系統上，通過電磁閥、繼電器等設備的相互配合下，實現拌合機械的多功能化，適用不同用戶的不同需求;(3)水泥混凝土輸送泵與布料機械。水泥混凝土輸送泵與布料機械的發展方向主要是高工作效率、低能耗、低維修率和高壓等。而且對于水泥混凝土輸送泵與布料機械在施工可靠性、性能等方面，也提出了更高的要求。水泥混凝土泵車、水泥混凝土布料桿等水泥混凝土布料機械雖在我國已出現十幾年，但應用率仍未達1%，現有專用水泥混凝土布料設備造價仍高，開發構造簡單、移位方便、價格低廉的水泥混凝土樓面布料機械，將大受施工單位歡迎。

2 建筑施工機械的未來發展趨勢分析

2．1 建筑工程機械機電一體化技術的發展方向

(1)在內燃機動力系統中，用電子裝置控制燃油的噴射速度，使油料充分燃燒，減少油耗，并降低噪聲與排氣的污染，以提高建筑工程機械整機的動力性、經濟性與工作效率［2］。在電動機變速動力系統中，安裝電子變頻器或調壓調速器，以改善啟動性能，擴大變速比，提高整機的工作性能;(2)配置具有良好控制性能與信息處理能力的電子裝置［3］，實現人工難以完成或不能實現的作業裝置動作的精確操縱與控制，不用熟練工人即可完成作業裝置遠距離或危險工況下的無人自動工作或遙控操作，在20～30年后，由衛星遙控全自動工作的施工機械將在大型工程項目中出現;(3)在各種裝置上安裝以微處理器為核心的傳感器，隨時檢查各部件的工作狀態并隨時將其傳輸到中央控制系統［4］，經微機分析判別后，將機械的各種工作狀態調控至最佳狀態，對故障狀態或危險狀態進行報警并排除，保護操作人員與機器的安全。

2．2 電子—液壓控制技術

(1)現階段機電一體化在建筑工程機械上應用的研究重點是電子液壓控制技術，其可分為以下三個層次［5］:從控制程度來看，處于底層次的“各功能部件控制”為分立控制，處于中間層次的“各功能部件聯合控制”為分立集成控制，處于最高層次的“整機電子—液壓控制”為集成控制;(2)在各種建筑工程機械部件上實現機械技術、電子技術與液壓控制技術的集成化;在總體上，通過調整整機電控中心對部件控制單元的指令來擴展部件的功能;在部件設計上，通過減少電線、油管數量來提高產品可靠性;提高整機故障診斷能力。

2．3 虛擬現實應用于建筑工程機械

新一代的建筑工程機械不僅應實現各部件與整機的自動控制，更進一步地要求機械能夠實現以智能控制為基礎的總體綜合控制，并借助于虛擬現實(VR:VirtualReality)技術達到人—機的合理配置。VR技術利用計算機進行人機之間的理想交流，并用計算機逼真地模擬機械在各種現實工況下、在人的某種構想狀態下或設計狀態下的表現，用戶可以進入到計算機生成的環境中去與機器進行直觀、自然的交流。可以預計，VR技術將成新世紀建筑工程機械技術的熱點研究。

3 結語

本文通過對建筑施工機械進行分類，同時，從建筑起重機械、建筑土石方機械和建筑混凝土施工機械等方面對不同類型的建筑機械的發展動態進行深入分析，在此基礎上對建筑施工機械的未來發展趨勢進行相關預測，為我國建筑行業施工的發展奠定基礎。

［1］劉良臣，石光林．工程機械行業現狀與技術發展趨勢［J］．工程機械，2005(10)．

［2］劉靜．談建筑工程中機械設備安全施工的制度管理［J］．工程建設與設計，2008(10)．

［3］王民選，田廣平．淺談施工現場塔機和施工升降機的安全管理［J］．科技信息，2009(20)．

［4］李富柱，邢艷芳，戴雪芬．基于液壓傳動的裝載機工作裝置的分析［J］．機械制造與自動化，2007(05)．

［5］鄧寶其．調查施工機械用戶，設想今后二十年的發展趨向［J］．建筑機械化，1985(03)．