簡述機電一體化在建筑工程的應用及發展

黃祖海

【摘 要】近些年，隨著建筑技術和工業設備的進步，機電一體化被引入國內并普及開來。該技術的應用和推廣，有力的推動了我國建筑水平和技術的升級，建筑施工的質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用及發展問題進行了分析。

【關鍵詞】機電一體化;建筑施工;應用

一、建筑工程機械中的機電一體化技術的作用

1.1環保作用

在機電一體化技術出現以前，在建筑工程中，舊式的機械設備使用時，設備工作效率低，經常會出現故障，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后，大大提高了機械設備的工作效率，提高了設備的保養維護水平，通過科學合理的調整降低了油耗。在工作條件較差的環境下，如氣候惡劣時，還可以通過遠程控制技術進行無人操作，施工效率得以有效提高。

1.2預警作用

當前，人們在裝載機、挖掘機、推土機上均安裝監控系統，這樣既能夠起到對機械設備進行監視的作用，也能夠在機械發生故障時第一時間掌握信息，進行工作部署。而且監控設備在機械故障發生時，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，監控系統還有傳遞圖像的作用，實時監控機械的工作狀態，進而有效提高機械的利用率并且延長機械的應用年限。

1.3降低勞動強度

在建筑業中，機電一體化技術的重要作用還體現在零件制造上。現在人們如果需要制造某種零件，往往是通過CAD模型對零件進行三維實體設計，以實現快速制造零件。在整個設計過程中，人為操作的比重很少，可以有效達到預定的設計工藝水平。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，人們設計建筑零件實現了智能化、快速化和自動化，開發和創新產品的能力得到提高。以往需要幾個星期甚至幾個月才能完成的設計時間大大縮短，降低了設計人員的工作強度。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，也相應降低了建筑工人的勞動強度，并且將故障發生的可能性降到最低，減少失誤，實現了高精度和高效率。

1.4保證工作精度

在建筑工程中，作業方式的不同所產生的效果也大不相同，在機械設備較為原始陳舊的狀況下，或者人力作業比重較大時，施工效率較低，工作誤差較大。究其原因，主要是人工的經驗和熟練程度不同，作業精度也千差萬別，或者機械設備老舊原始造成作業粗放，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，避免了人力操作造成的誤差，提高了精確度，也提高了施工質量和效率。

二、機電一體化技術的使用范圍

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和一些傳感系統控制的液壓挖掘機進行土方施工，由于設備采用機電一體化技術，技術水平高，性能得到很大的提升，實現了設備的自動化操作，提高了工程施工的質量和效率。不足的地方是，一旦出現問題，需要由專門的維修人員進行檢修。

2.2運用于頂推機械中

當前，我國正在進行很多重大的橋梁工程，且建設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，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后，頂推作業由電控液壓系統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境影響下，開始了智能化進程。加裝機電一體化技術的起重機，帶有超聲波傳感器、微電腦和紅外線設備、電力矩限制器等多種不同功能的機電設備。可以檢測前方障礙物、自動調整起吊重量、當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傾覆。另外，在多部起重機同時工作時還可自動對可能出現碰撞問題進行預警[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含量較高的施工環節，一旦誤差控制不好就可能導致攪拌失敗，或者混凝土鑄件達不到設計規定的要求。因此，采用機電一體化技術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，將此前很難監測到的攪拌情況通過技術手段變得直觀，這極大的提高了混凝土攪拌的質量和工作效率，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，就可以調整混凝土攪拌的參數。

2.5建筑消防中的應用

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

三、機電一體化是建筑工程機械的發展趨勢

3.1智能化

隨著電子信息技術的發展，多種交叉學科的進步，工程機械的機電一體化技術也出現了向智能化發展的趨勢，也就是智能建筑機器人開始出現。在很多的工程建筑領域，智能建筑機器人有著很大的發展前途，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控設備、紅外線、傳感器之類的設備，可以實現操作人員遠程即時監控設備工作，監控機械運行狀態。

3.2微型化

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

3.3模塊化

隨著技術發展的需要，工程機械設備的生產標準會漸趨統一，很多的設備零部件將會實現標準一致可替換，這會改變傳統以來建筑設備型號繁雜，技術不統一的缺陷。進而統一全行業的技術標準和生產規范，實現機械設備模塊化生產，提高產品質量。

四、結語

機電一體化技術是建立在各學科和領域共同發展的基礎上的，這也是科技發展的大趨勢，采用機電一體化體術可極大地增強建筑施工的效率，客服惡劣環境等對施工的影響，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[J].建材與裝飾，2018（51）：188-189.

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

[3]姚秀君，王維東.機電一體化技術在機械工程上的應用及發展趨勢[J].科學技術創新，2017（11）：105-105.