農用機械設計實踐與探析

肖必初

摘 要：我國是農業(yè)大國，農業(yè)經濟占我國總體經濟中很大一部分，想要更好地發(fā)展我國農業(yè)，使用更具先進性的農業(yè)機械設備是必經之路，才能提高農業(yè)水平，進而提高農業(yè)生產效率，提升農業(yè)自動化水平，增加農業(yè)產值，促使我國的農業(yè)生產走向科學化的道路。本文就我國農用機械自動化的發(fā)展現(xiàn)狀為基礎，談了談農用機械設計，分析了數(shù)字化技術和自動化技術應用在農業(yè)機械設計中的優(yōu)勢，最后探討了農業(yè)機械在農業(yè)生產中的實踐應用。

關鍵詞：農用機械；設計實踐；探析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.029

隨著科學技術的發(fā)展，我國農用機械設備的設計中使用了更多先進技術，整體農用機械設計朝著寬幅、舒適、高速、大功率、自動化方向發(fā)展。還有很多生產廠家將很多高精尖技術應用在其中，包括了激光技術、信息處理技術、數(shù)字技術、遙感技術、自動控制技術、全球定位技術等等。這些高新技術的應用使得我國的農用機械設備的科技化水平有了很大的提升，促進了農業(yè)生產力的發(fā)展，很大程度上提升了農業(yè)生產效率，擴大了我國農業(yè)生產規(guī)模，也就促進了我國國民經濟中農業(yè)經濟的快速發(fā)展，整體上增加了我國國民經濟收入。

1 農用機械設計發(fā)展的現(xiàn)狀

國際社會范圍內，各種類型的科學技術發(fā)展迅速，很多發(fā)達國家中，已經使用很多自動化技術在農用機械設計上，像激光技術、信息處理技術、數(shù)字技術、遙感技術、自動控制技術、全球定位技術等。我國近些年科學技術實力水平也不斷提升，農用機械設計工作也邁出了很大一步，設計出了更多先進的自動化形式農用機械設備，這種農用設備將農業(yè)機械和自動控制技術相結合，大大提升了機械化程度。

我國境內的地形地貌比較復雜，一些農業(yè)機械設備局限在平原地區(qū)應用，山地或者丘陵地區(qū)等一些復雜的地形，想要應用一些大型的機械設備比較困難，適用于這類地區(qū)的農用機械設備設計發(fā)展水平比較緩慢，因此我國非常重視該地域內的農用機械的設計工作。為了更好地促進我國農業(yè)的發(fā)展，國家制定出了一系列相關的政策，尤其在農用機械設備的設計方面，提倡學習發(fā)達國家先進的技術，并且大力培養(yǎng)了設計方面的人才。政策方面給予了更多支持，財政方面也提出了很多優(yōu)惠政策。在這些政策的推動下，我國農用機械設計水平有了很大的提升，計算機相關技術應用在其中，為農用機械設計的自動化奠定了一定基礎。

國際上一些國家在農業(yè)機械設計方面有著一些優(yōu)勢，其工業(yè)革命進行的比較早，對于各種機械設備的設計也有一定發(fā)言權，尤其是在農用機械設備的設計中，隨著科學技術水平的提升，國際上一些國家的農用機械設計已經實現(xiàn)了自動化的控制，并將其應用在了飼養(yǎng)業(yè)的勞動上，還有一些國家農用機械設計呈現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展，農用機械的使用更加廣泛。比如歐洲國家，機械設計已經實現(xiàn)了農用機械的自動化，在種植或者收獲玉米和小麥等農作物時已經實現(xiàn)看自動化進行，還有更加先進的設計，將GPS技術應用在其中，使得農用機械的作業(yè)更加精準，并且歐洲的農用機械市場基本屬于飽和狀態(tài)，而我國在方面的市場，還有很大潛力。

2 高新技術在農用機械設計的應用

2.1 數(shù)字設計技術的應用

農用機械設計有著屬于自己的不同之處，農用機械的結構類型更加復雜，比如圖一的插秧機，觀察其外形，就可以看出結構的復雜性。還有農用機械設備中的播種機，其在農業(yè)生產中有著舉足輕重的作用，對于其的設計，分成了不同的種類，有穴播機和條播機以及精密播種機等等，將其從工作原理的不同點去分類，又分成了氣力式和機械式兩個類別，這兩種播種機，從復雜程度上看，機械式種類和型號更加復雜。機械式播種機因為其自身結構的復雜性，就可以融合數(shù)字技術在其實際設計工作中，能夠讓設計思路更加清晰，也方便未來更新?lián)Q代和維修。數(shù)字技術就是將CAE技術和CAD技術結合在一起，從而綜合應用到各種機械產品的設計過程，農用機械設計同樣可以，能夠優(yōu)化農用機械產品的生命周期，在一定程度上降低設計所使用的成本，提升其整體質量，對于后期的維護工作也有一定積極意義，有助于實現(xiàn)統(tǒng)一化設計的目的。針對農用機械設備的種類繁多、門類廣泛、市場潛力大等特點，運用數(shù)字技術有助于改變農用機械的傳統(tǒng)設計理念，優(yōu)化設計工藝，提高整體的設計水平。從而提升農用設計的工作效率，保證設計質量，整體上促進農用機械設計的發(fā)展。

2.2 自動控制技術的應用

2.2.1 自動控制技術的嘗試

發(fā)達國家的農用機械設計中，已經很廣泛地應用了自動控制技術，這種應用體現(xiàn)在了設計的結果上，不同于數(shù)字技術應用體現(xiàn)在設計過程中。主要設計思想就是在農用機械設備的內部設置一些電子監(jiān)控的系統(tǒng)，當前在一些拖拉機的設計中，正在嘗試這種思想，促使拖拉機具有一定網絡性和智能性，這將是未來幾年中，農用機械設計的主要發(fā)展方向，體現(xiàn)出自動化的控制技術。嘗試試驗的活動中，設計大型的農用機械時，比如收割機和拖拉機，就已經采取了這種設計思想，在其中集成設置了智能化程度較高的計算機控制終端，構成一個自動化控制的系統(tǒng)。

2.2.2 設計實際對自動控制技術的應用

這種設計主要內容包含了，電子控制單元以及其接口，獨立的信息采集和控制以及處理能力，局域網絡的控制等等。其中非常重要的一個環(huán)節(jié)就是通信線路的設置，當前采用了雙絞線或者光線電纜組成控制數(shù)據(jù)通信線路，可以在機型較大的農用機械的控制室中設置一塊顯示屏幕，其具有高度智能性，可以實現(xiàn)對各種類型農作物收獲的功能。通信線路和顯示屏幕的結構是串行總線的記過，在電子控制單元總線的基礎上，對于具有不同工作要求和電子控制單元部件，設計出同總線相連接的一些標準接口，進而就能讓中央控制器同各個顯示部件間進行信息的傳遞，實現(xiàn)農用機械設備的內部針對各項電子單元實施控制的目標，從而能夠準確并快速地完成各種任務。這種基于自動化技術的農用機械設計還能實現(xiàn)各個農用機械設備之間的信息傳遞，交流不同的工作任務完成情況，從而可以統(tǒng)一開展農業(yè)活動，提高作業(yè)效率，保證作業(yè)質量，對于農業(yè)發(fā)展有著極大的促進作用。

2.2.3 自動控制技術應用的發(fā)展

為了讓農用機械有更好地發(fā)展，具體的設計工作中非常重視農用機械的兼容性和通用性，針對自動化控制系統(tǒng)的內部，設置一個通信設計的標準，并將其推廣到農用機械設計行業(yè)，形成統(tǒng)一化的設計，才能有效對元件升級與采購進行控制，降低設計成本，各種網絡的介入，不在需要考慮重新設置電子單元部件，不同考慮匹配的問題，這樣才能促使各種零件的優(yōu)化。就圖二的設計去看，該農用機械原本是一種大型的拖拉機，融合了自動控制思想后，構成了自動化控制系統(tǒng)，圖中為具體的相關組件。對圖二進行觀察，該拖拉機連接了噴藥機和旋耕機，構成了一個配套的設備。而該農用機械可以在設定好的路線上行走，實現(xiàn)自動駕駛的目的，并能對作業(yè)效果進行實時監(jiān)控，并控制旋耕力量，控制噴藥的計量等。這種類型的農用機械在發(fā)達國家中已經投入使用，并且可以實現(xiàn)遠程遙控作業(yè)，并收集一些田間的作業(yè)數(shù)據(jù)資料等信息，極大程度上提升了農業(yè)生產的效率。

3 農用機械設備的實踐應用

雖然我國的農用機械設計起步較晚，但是隨著我國經濟的不斷發(fā)展和科學技術水平的不斷提升，我國農用機械設備的實踐應用也取得一些優(yōu)異成績。

3.1 小麥聯(lián)合收割機的實踐應用

小麥收割機是我國在農用機械中典型的農用機械，其是一種集集糧、清選、分離、脫粒、收割等功能為一體的復式作業(yè)機械。按喂入方式可分為全喂入與半喂入式，按行走動力可分為自走式和背負式（也稱牽引式），按行走裝置可分為輪式和履帶式。例如，我國生產的東風-5型號的自走式谷物聯(lián)合收獲機為例，配合運糧車，并有2-4人聯(lián)合工作，一天可收獲畝產400-600斤的小麥200多畝，相當于四五百個勞動力的手工作業(yè)量。最近幾年設計研發(fā)的該類農用機械，其生產率更高。

3.2 玉米收獲機的實踐應用

當前，我國應用比較廣泛的玉米收獲機，通常分成了懸掛式、自走式、互換割臺等類型。自走式玉米聯(lián)合收獲機，其為一種專用玉米收獲機型，可以收割2行、3行、4行以及4行以上玉米地的幾種型號，其主要功能是一次完成摘穗、集穗、秸稈還田或秸稈切碎收集青貯等作業(yè)，有的還帶有剝皮功能，即可隨即摘除果穗上的苞葉。根據(jù)秸稈粉碎裝置的不同，又可分為青貯型和還田型兩種，可分別實現(xiàn)秸稈的切碎收集或還田。其優(yōu)點表現(xiàn)為，機型結構緊湊、性能較為完善、作業(yè)效率高、作業(yè)質量好等優(yōu)點，是當前農民購機主要選型?；Q割臺玉米聯(lián)合收獲機，其是在自走式小麥聯(lián)合收獲機上將其割臺換成玉米摘穗臺，一次完成摘穗、集穗和還田作業(yè)。

3.3 插秧機的實踐應用

水稻插秧機按適應秧苗的狀態(tài)分拔洗苗型、帶土苗型和兩用型。按動力分為人力插秧機和機動插秧機兩類。圖一中所示的農用機械就是典型的高效插秧機，其主要的優(yōu)點為，能穩(wěn)產增產、能節(jié)省秧田、機械插秧能、節(jié)約秧盤省工省時，免去了拔秧環(huán)節(jié)、插秧效率高；省秧田，省秧田80%以上，一般為1：100-130；節(jié)省成本包括了省水、肥、藥、膜等；增產10%左右；能滿足水稻生長的農藝要求，這些要求有早育稀植、中小苗移栽、定苗定穴、寬行淺栽等。

4 結束語

綜上所述，農用機械設備的使用，促進了農業(yè)生產力的發(fā)展，很大程度上提升了農業(yè)生產效率，擴大了我國農業(yè)生產規(guī)模，也就促進了我國國民經濟中農業(yè)經濟的快速發(fā)展，整體上推動了我國國民經濟的發(fā)展。

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