基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)研究

趙鑫

（遼寧行政學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110161）

基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)研究

趙鑫

（遼寧行政學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110161）

我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)可以保障我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)合，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化必須要有計(jì)算機(jī)技術(shù)作為輔助支撐。本文對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，提出農(nóng)業(yè)機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；農(nóng)業(yè)機(jī)械；計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)研究的目的

我國(guó)是世界上的農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)占國(guó)民生產(chǎn)總值的重要部分，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)是我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)快速和穩(wěn)步發(fā)展的基礎(chǔ)。把計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中，可以加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，保證我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，保證我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的快速發(fā)展［13］。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在我國(guó)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要技術(shù)。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，而且還可以打破農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受環(huán)境和地域的限制，縮短農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提升我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力，也是加快我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)重要技術(shù)。

2 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中應(yīng)用的意義及存在問(wèn)題

2.1 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中應(yīng)用的意義

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械研究，是通過(guò)平面圖紙把農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的平面視圖的模型表示出來(lái)，對(duì)平面圖紙進(jìn)行校對(duì)和修改，最后轉(zhuǎn)變?yōu)槎S物體，通過(guò)二維CAD輔助設(shè)計(jì)可以減少工作量，但是不能表達(dá)出三維圖形的理想效果，只是把平面圖紙的視圖轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)屏幕上的視圖，在圖形的設(shè)計(jì)上和傳統(tǒng)的平面圖紙沒(méi)有太大區(qū)別，而且在產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)之后會(huì)出現(xiàn)許多后續(xù)的問(wèn)題，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期和時(shí)間太長(zhǎng)，設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品與理想的效果相差太遠(yuǎn)。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的設(shè)計(jì)中，采用3DMAX技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的外觀(guān)進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，通過(guò)產(chǎn)品外觀(guān)的數(shù)據(jù)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模型設(shè)計(jì)，在確定產(chǎn)品外觀(guān)的參數(shù)和數(shù)據(jù)后，就可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行局部修改，把設(shè)計(jì)好的產(chǎn)品信息發(fā)送給工廠(chǎng)進(jìn)行加工。3DMAX技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用是一次技術(shù)的革命。

2.2 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中應(yīng)用存在的問(wèn)題

農(nóng)業(yè)機(jī)械自身的特點(diǎn)決定了對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行研制時(shí)會(huì)有很大的難度，農(nóng)業(yè)機(jī)械研究自身的特殊性太強(qiáng)，綜合計(jì)算量太大，通過(guò)人工計(jì)算是很難完成的。而傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械研究大多是理論的分析和研究，計(jì)算精確度不足，這樣造成農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)比較落后。為了使我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)和研究可以和世界先進(jìn)國(guó)家的機(jī)械制造業(yè)持平，在我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械研究中引入了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD技術(shù)，提高企業(yè)農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)水平，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化生產(chǎn)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD軟件的功能非常強(qiáng)大，但是企業(yè)在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中對(duì)CAD軟件的強(qiáng)大功能的使用比較少，只有少數(shù)的幾家大型企業(yè)對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助CAD技術(shù)和軟件的培訓(xùn)，提高技術(shù)人員的CAD技術(shù)能力。而且目前在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD軟件在功能上存在不足，不能對(duì)軟件進(jìn)行很好的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件非常多，而且軟件在使用時(shí)功能都不相同，即使是相同的軟件在軟件的應(yīng)用性和功能性方面也不相同。因此，對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的優(yōu)秀功能進(jìn)行整合，對(duì)軟件進(jìn)行合理的開(kāi)發(fā)和利用，有利于提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)方式不能滿(mǎn)足現(xiàn)代信息化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的不足，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)方面可以按照現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的模式進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)是建立一套具有獨(dú)立功能的工作軟件，包括虛擬裝配和動(dòng)力學(xué)分析等功能，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)主要是對(duì)系統(tǒng)的實(shí)用性、可操作性和對(duì)數(shù)據(jù)兼容進(jìn)行設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)合理，按照用戶(hù)的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，用戶(hù)操作比較簡(jiǎn)單。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件可以在系統(tǒng)中把建模軟件中的文件導(dǎo)入進(jìn)來(lái)，具有校核機(jī)械部件裝配工藝的功能，可以對(duì)機(jī)械部件實(shí)現(xiàn)虛擬安裝等。

圖2 系統(tǒng)軟件流程圖

3.2 農(nóng)業(yè)機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)體系設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的建立，要以系統(tǒng)的內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)作為設(shè)計(jì)依據(jù)，系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，軟件設(shè)計(jì)流程如圖2所示。

從圖2可以看出，系統(tǒng)軟件的工作流程為機(jī)械實(shí)物通過(guò)AutoCAD圖紙的制作出來(lái)后，交給3DMAX實(shí)體進(jìn)行建模處理，形成三維圖像，然后通過(guò)插件生產(chǎn).X文件，進(jìn)行機(jī)械的虛擬裝配，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析，并對(duì)裝配的虛擬單位進(jìn)行重新校驗(yàn)和錯(cuò)誤修改等操作，產(chǎn)品成型后結(jié)束軟件操作，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，那么重新進(jìn)行虛擬裝配，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，再次進(jìn)行校驗(yàn)和錯(cuò)誤修改，最后結(jié)束操作。

4 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)中關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

4.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)中DirectX技術(shù)的應(yīng)用

圖3 DirectX作用圖

DirectX為操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序提供接口功能，在3D圖形成像方面可以進(jìn)行效果加強(qiáng)，降低設(shè)置硬件的復(fù)雜度，應(yīng)用程序的使用首先要通過(guò)DirectX接口，DirectX通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序接口連接計(jì)算機(jī)硬件，完成應(yīng)用程序的調(diào)用。DirectX的作用如圖3所示。程序員通過(guò)DirectX與硬件自身處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)合進(jìn)行工作，不需要對(duì)設(shè)備的代碼進(jìn)行編寫(xiě)，程序員設(shè)計(jì)的軟件以最佳的方式進(jìn)行運(yùn)行。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的三維圖形的設(shè)計(jì)中可以應(yīng)用DirectX技術(shù)，尤其在農(nóng)業(yè)機(jī)械模型的虛擬造型設(shè)計(jì)中，在3D仿真造型的應(yīng)用中，DirectX技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。DirectX中具有一個(gè)獨(dú)特的功能就是DirectX3DRM，DirectX3DRM可以建立獨(dú)立的編輯器，可以調(diào)入其他軟件建立的實(shí)體模型，可以在選定的場(chǎng)景中控制結(jié)構(gòu)模型的視角位置。

4.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)中XML技術(shù)的應(yīng)用

XML語(yǔ)言作為一種簡(jiǎn)單的標(biāo)記語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)者在應(yīng)用中可以對(duì)XML標(biāo)記進(jìn)行擴(kuò)展。XML語(yǔ)言可以在多種不同的平臺(tái)上使用，可以在不同的計(jì)算機(jī)環(huán)境下使用。XML語(yǔ)言具有自己描述的特點(diǎn)，XML語(yǔ)言具有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化，在不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間可以完成信息的交換。XML語(yǔ)言的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式不受任何的限制，可以在客戶(hù)端分布大量的運(yùn)行負(fù)荷，這樣服務(wù)器端的工作量就減少了。面對(duì)用戶(hù)的需要，可以把同一種數(shù)據(jù)以不同的形式展示給用戶(hù)，XML語(yǔ)言是行業(yè)內(nèi)的信息標(biāo)準(zhǔn)化的標(biāo)準(zhǔn)。在計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)中XML語(yǔ)言也已完成數(shù)據(jù)交換功能，XML語(yǔ)言可以描述數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的組織內(nèi)容。XML數(shù)據(jù)管理模式的應(yīng)用，可以對(duì)部件進(jìn)行分組管理，滿(mǎn)足計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的需要。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，在農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)過(guò)程中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件具有很大的發(fā)展?jié)摿?。?jì)算機(jī)輔助技術(shù)在農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)中的應(yīng)用，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)，基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)研究具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

［1］袁釗和，陳巧敏，楊新春.論我國(guó)水稻拋秧、插秧、直播機(jī)械化技術(shù)的發(fā)展［J］.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，1998（3）：181-183.

［2］陳恒高，田金和，宋來(lái)田，等.機(jī)械手式水稻拋秧機(jī)的研究［J］.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，1996（1）：70-76.

［3］宋來(lái)田，李延華.齒板式水稻缽秧擺栽機(jī)的研究［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2000（2）：72-74.

S220.2

A

1674-7909（2016）35-69-3

趙鑫（1980-），女，碩士，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用技術(shù)。