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　　綜述

　　對于高速鐵路、公路、機場土石方的施工，平整是非常關鍵的一道工序，而且每一層混凝土材料的厚度及表面的平整度都是重要的質量指標，目前我們通常采用人工控制的方式了保證這兩個系數，為了厚度跟平整度達到工程的要求，我們無法避免反復的刮削物料， 因此付出了延長工作時間以及浪費物料的代價，天寶的機械自動控制系統能夠實現施工過程的控制，從根本上幫助我們解決這些問題。

　　三種機械控制的技術：

　　作為土石方施工的絕對主力機械，推土機和平地機在所有土方工程中都得到了廣泛的應用，對兩者的控制目的在于控制鏟刀的高程和坡度(鏟刀的傾斜角度)，使其能夠在休整平倉表面時達到很好的精度，最大程度的提高工程質量。

　　1、激光技術(圖一，圖二)GCS300,GCS400,GCS500,GCS600

　　設備的組成：激光發射器，激光接收器，控制箱，閥驅動模塊等，可以控制推土機和平地機。平地機的控制除了這些部件以外還包括：聲納追蹤器(與激光部分選配)，旋轉傳感器，主降傳感器和刮板傳感器。特別適合大面積的場地施工。

　　圖一 推土機激光自動控制系統GCS300

　　圖二 平地機自動控制系統GCS500,GCS600

　　圖三 同一激光發射器控制多臺設備施工

　　工作原理：

　　高程控制：激光發射器發射一束能旋轉三百六十度的極細的光束，在工作場地上空產生一恒定的高程基準;激光接收器通過伸縮桿安裝在平地設備的鏟刀上，將鏟刀人為的調整到工程要求高程點，鎖定鏟刀與激光束之間這段被確定的距離;機械在行進過程中，當接收器檢測到激光束的標高后，不停地把高程信息送給控制箱。

　　如果激光束掃到接收器的上半部，表明機器的熨平板處于設計表面之下，一個提高鏟刀的修正信號被送至閥驅動模塊;如果激光束掃到接收器的下部，表明機器鏟刀處于完工表面之上，一個降低鏟刀的修正信號被送至閥驅動模塊。

　　閥驅動控制機器的升降油缸，該閥收到來自激光接收器的修正信號后，自動提高和降低機器鏟刀以維持正確的標高。

　　坡度控制：對于帶有雙作用油缸的推土機，可以通過配裝兩個激光接收器的方法進行鏟刀傾斜角度的控制，使機械在有坡度要求的表面嚴格按照工程要求進行施工。(圖四)GCS400

　　圖四 雙接收器控制坡度的激光自動控制系統GCS400

　　平地機的坡度控制比較復雜，鏟刀不僅要有左右傾斜的角度，而且為了避免鏟刀前堆積大量的物料，鏟刀還要保持一個左右一前一后的傾斜角度，所以要通過加裝三個傳感器進行鏟刀姿態信息的采集，采集回來的信息與工程要求的坡度進行比較，如果出現偏差，系統會通過閥驅動模塊控制油缸對鏟刀進行調整，以維持坡度值的穩定。

　　采用激光控制工程機械，是目前在國內外廣泛應用的技術，這種技術的特點是：工程控制精度高，一般能夠達到1~2cm的控制精度;作業范圍廣，系統的作業范圍主要取決于激光發射器的工作直徑，目前激光發射器最遠的工作直徑是900m，非常適合在大的施工場地中施工;并且在同一個場地中架設一臺激光發射器，可以支持多臺機械設備工作(圖四)。

　　2、全站儀技術(圖五)Bladepro3D

　　設備組成：全站儀，反射棱鏡，電臺，控制箱，閥驅動模塊等(圖五)

　　工作原理：在工作之前，將工程要求高程數據輸入到控制系統中，系統會自動記憶這些數據信息，將反射棱鏡通過伸縮桿安裝到平地機械的鏟刀上，機械在行進過程中，全站儀實時的采集棱鏡的高程數據，然后將這些高程數據通過電臺傳送給平地機械上安裝的系統中，系統得到信號以后，將這些工程數據同施工前輸入的工程要求數據進行比較，如果發現偏差，證明鏟刀目前的高程不符合工程要求，這時系統會自動生成一個修正信號傳送給系統的閥驅動模塊，控制機械的油缸對鏟刀進行上升或下降的調整，從而是鏟刀始終保持在工程要求的高程位置。

　　圖五 全站儀控制平地機施工Bladepro3D

　　使用全站儀控制機械是目前工作精度最高的一種控制技術，其精度能夠達到1cm以下，這種精度是任何人工施工方法都沒有辦法達到的。

　　3、GPS技術在機械控制中的使用 (圖六)GCS900

　　設備組成：GPS基準站，GPS車載流動天線，控制箱，閥驅動模塊等

　　工作原理：在工作之前通過辦公軟件(Trimble Terrmodle)對施工場地表面進行設計，確定場地內各點的三維坐標信息，這些信息將通過閃存卡下載到機載系統中，系統會將這些信息作為工作過程中的標準進行存儲。在機械的工作過程中，通過RTK技術，系統實時的采集鏟刀的三維坐標，并與工作前存儲的三維坐標數據進行比較，如果發現偏差，系統會通過閥控制模塊對機械鏟刀進行自動的調整，這樣，機械不論走到場地的任何位置，都會很清楚的知道自己所處的點高程是不是符合工程設計要求，并且清楚的知道怎樣工作來達到這個要求，從而確保了整個場地的地形能夠按照設計者的要求進行精確的休整。

　　圖六 GPS技術控制推土機施工 GCS900系統

　　采用GPS技術控制工程機械，從精度上可能稍遜與激光技術和全站儀技術，這跟GPS信號本身的因素有關，但GPS技術有前兩者所不能實現的功能，GPS技術是以衛星信號作為工作基準的，所以能夠實現全天候施工，而且在不能通視的條件下同樣能很好的工作;整個場地表面信息通過前期軟件進行設計，并存儲在系統中，這樣工作效率會非常的高，在工作中不需要進行反復的高程測量，操作機手只需要關心機械的行進方向和自動控制系統的狀態就能實現較高精度的工作，所以目前這種技術在歐美很多地區的大型場地土方施工中得到了廣泛的應用。

　　總結：

　　以上介紹的幾種控制技術都是在國內外經過實踐論證的實用技術，產品本身也非常的成熟。當然，由于采用的技術不同，各個類型的產品都有自己的特點，應該根據我們的實際情況進行選擇。目前，在全國高速公路建設中被廣泛使用。在水利水電系統三峽大壩、龍灘大壩、葛洲壩海外緬甸項目都在使用我們的推土機、平地機自動控制系統。取得很好的經濟效益和很優異的施工質量。得到客戶的好評!