摘要：随着科技的不断进步，无人机技术的不断发展。无人机在工程、军事、农业、植物保护等方面发挥着巨大的优势，而随着无人机技术的不断升级改造，操作更加简洁。从本文结合在建超高层建筑施工案例，就小型无人机中的无人多旋翼飞行器在超高层建筑施工过程中如何能更好的辅助施工人员进行施工作业进行讨论，以供相关从业人员借鉴学习。
关键词：无人机；超高层建筑
1.无人机用于超高层建筑的产生背景
在超高层建筑施工过程中，由于建筑物高度较高，需要施工部位距离地面垂直距离较大，而且竖向联络通道单较少，存在高空作业的危险性且很多细微部位或结构复杂部位，质检人员或观测人员难以到达，不能快速、安全、便捷的完成对被测构件的检测工作。为解决以上超高层施工作业中的问题，本文就无人机可以在哪些方面更好的辅助施工作业方面进行研究讨论。
2.无人机的构成和特点
无人机按照技术来划分，无人飞行器可分为无人固定翼、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机、扑翼式微型无人机等六大类，其中无人多旋翼飞行器则又以其简单的结构、低廉的价格和简易的操作等特点，在各个领域得到了广泛的运用而备受关注。
2.1无人机的构成
无人机（英文缩写为UAV）又称“空中机器人”，是一种动力驱动、机上无人驾驶、可重复使用的航空器的简称。它大体上是由无人机载体、地面站设备（无线电控制、任务控制、发射回收等起降装置）以及有效负荷三部分组成的。以四旋翼飞行器为例，采用四个旋翼作为飞行的直接动力源，四个电机对称的安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备，需要操作人员对飞行器进行操作或通过编程完成固定路线飞行任务，无需特殊的发射和回收装置。
2.2无人机的特点
小型无人机本身体积种类较多，具有适应性强、易于操作、携带方便、智能扩展等特点。而且其可搭载电子设备等工具，例如摄像机及照相机等影像采集设备，方便进入空间狭小区域、障碍物较多区域、高空作业区域等进行实时观测或观测取样并可保存相关影像资料，而且部分小型无人机可通过电脑编程完成预定轨道飞行，对巡视检测有一定的辅助作用。
3.无人机在超高层中的应用现状
无人机在建筑领域的运用早已设计很多方面及相关领域，相应成果也逐渐显现，给工程带来很多效益并对施工工作有一定的指导作用。例如通过无人机的强大视觉和空间无约束优势通过无人机搭载三维扫描仪设备从各个角度快速获取在建项目形态的关键云数据，从而建立逆向三维重构模型，通过与BIM建模进行对比分析指导工程工作；基于数据采集及计算机性能提高，无人机对高层建筑结构变形演变过程观测、沉降观测、裂缝变形观测等进行建筑物质量及建筑物健康进行；基于无人机灵活便于操作，高清俯拍成像技术，定点定轨巡航技术，而对施工现场施工情况的监督管理工作的运用等。
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但其中由于对飞行性的要求较高，所以对无人机的质量要求较高从而提升了无人机的使用成本；由于多用于较高位置处飞行形成高清影响，所以对无人机的数据采集设备质量要求较高；由于对数据采集建模精度要求较高，所以对采集数据进行处理的软件要求较高；由于对航拍稳定性的要求较高，所以操作人员及操作设备要求较高。出于综合考虑对专业技术要求较高，从而对无人机在工程实践中运用效率较低，无法高效充分的发挥无人机简化现场施工的效果和作用而使无人机成为施工作业一种常用工具。
4.小型无人机在超高层工程中的研究热点及展望
随着小型无人机技术普及与技术的提高，特别是无人多旋翼飞行器的发展，将无人机高科技的技术逐渐简单化。很多时候我们并不需要很高的精度要求、平稳的飞行轨迹以及很高的高空飞行，我们可以充分发挥其良好的机动性与实时数据传输效果便可以大大降低超高层施工作业的某一具体环节的人力、物力、财力从而将无人机真正的融入施工作业环节而使其成为一种实用性较强的辅助工具而不是专业性较强的专业工具。下面就结合某在建超高层项目进研究分析，无人多旋翼飞行器可用于哪些具体施工环节，从而提高工作效率。
本建筑采用钢管混凝土框筒-混凝土核心筒结构，外部钢管混凝土柱混凝土施工采用顶升作业。一般钢柱吊装先于混凝土浇筑，导致在混凝土顶升作业时上部钢柱焊接完成，顶升作业时需要施工现场工人对顶升高度进行控制，此时钢柱、钢梁焊接完成，水平结构滞后导致观察人员需要钢梁或钢柱部位进行观察，高空作业及通行存在危险，规范操作则需要投入较多安全措施，不仅需要协调现场场地而且实用性较差。此施工过程，可采用无人多旋翼飞行器设备搭载摄像工具对现场观察口进行实时录像直播，不仅减少高空作业量，达到同样效果，而且还可保留现场工作流程，方便后期查验审核，且对摄像清晰度及精度要求较低，采用普通摄像头即可满足要求。
超高层建筑多采用爬模设备，其中很多竖向部位由于竖向布设联络通道有限，当结构较为复杂如有双联梁的结构时，如何对结构下部平面及部分爬模预留固定件处混凝土质量进行有效质量检查，也是可以优化的。采用迷你飞行器，由于其不需要竖向联络通道便可完成竖向移动，搭载普通像素摄像机，完全可以定性检查混凝土质量问题，发现易被忽略处或不易检查处质量情况，提高质检效率。避免爬模脚手架一旦顶升处本层高度，造成不易进行修补、浪费人工、增加成本及增加工期的现象。
爬模脚手架进行爬模工作时，结合无人机定轨巡航功能，对脚手架爬升工作时，模内部、外部同时进行数字影像拍摄存档，并辅助爬模技术人员对现场实际爬模情况更好的了解与控制，不仅可以以外部角度观察爬模提升全过程，增加整体的安全性，为出现问题时能够留存数据影像便于问题分析以及对内外联动施工工作优化升级。
5.结束语
无人机不仅可以采集高质量数据配合完成对施工质量的控制，或对建筑物沉降等高精度周期性观测等专业性技术含量较高的领域有所发展，也可以简化设备及操作从而利用其高机动性等完成一些观察环境较为困难的观察、检测等实用简单环节，实现无人机更高的利用率提高和领域的扩展。
参考文献：
[1]任江，刘莹颖.无人机在工程建设领域的应用与发展[D].2014第五届中国无人机大会论文集
[2]周玉兰.世界无人机大全.航空工业出版社，2004
论文作者:赵忠杨,乔元亮,于学武,张全,武帮成,魏书圣
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/4
标签：无人机论文; 飞行器论文; 较高论文; 作业论文; 混凝土论文; 操作论文; 人多论文; 《基层建设》2017年第25期论文;