現(xiàn)代農(nóng)機(jī)裝備與趨勢(shì)發(fā)展

王宇　王傳國(guó)

農(nóng)業(yè)的發(fā)展與農(nóng)業(yè)機(jī)械是密不可分的，通過認(rèn)真研讀現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，闡述目前就國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的相關(guān)情況，其中包括農(nóng)機(jī)裝備的種類、新的研究領(lǐng)域以及農(nóng)機(jī)裝備安全裝置研究以及農(nóng)機(jī)裝備存在的問題，并對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。

我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家，隨著改革開放的發(fā)展，農(nóng)業(yè)技術(shù)的改革，農(nóng)業(yè)的發(fā)展更需要農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械高效的快速發(fā)展，對(duì)于農(nóng)業(yè)發(fā)展而言無疑是很重要的催化劑，不僅對(duì)農(nóng)業(yè)，對(duì)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展間接的起著推動(dòng)作用，在提升高產(chǎn)、高效之外解放很多剩余勞動(dòng)力，從而間接提高農(nóng)民收入。由此可見農(nóng)機(jī)的發(fā)展尤為重要，但是我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家（加拿大、美國(guó)等）還是相對(duì)落后的，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展正處于中期階段，農(nóng)機(jī)的裝備是農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展的重要組成部分，要想更好的發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化，農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備應(yīng)是重中之重，本文就目前農(nóng)機(jī)裝備的發(fā)展?fàn)顩r、研究水平以及其發(fā)展的趨勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡述。

一、國(guó)外農(nóng)機(jī)研究現(xiàn)狀

加拿大WilliamPickett等就農(nóng)業(yè)機(jī)械裝置安全性進(jìn)行研究，就北美大型農(nóng)場(chǎng)中農(nóng)業(yè)機(jī)械的裝備問題進(jìn)行調(diào)查研究，從研究數(shù)據(jù)中可以看出，其調(diào)查分析對(duì)象主要是拖拉機(jī)、連接裝置、鉆機(jī)口、以及糧倉(cāng)輸送裝置，其中拖拉機(jī)事故發(fā)生率占34%，連接穩(wěn)固裝置事故率占77%，其他較小因素包括鉆機(jī)口的保護(hù)裝置、糧倉(cāng)傳送裝置等。他們分析得出主要是翻車事故、纏繞物以及機(jī)械操作者的非規(guī)范性操作引起的。

澳大利亞DomagojDrenjanac等對(duì)Wi-Fi和衛(wèi)星技術(shù)在智能農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用以及操作者對(duì)其操作控制的研究。該項(xiàng)研究以全自動(dòng)拖拉機(jī)和操作者相結(jié)合。通過內(nèi)部操作者通過全球衛(wèi)星GNSS系統(tǒng)輔助接收信息，外部通過DGNSS系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作的精準(zhǔn)勘測(cè)，在與全自動(dòng)拖拉機(jī)的RTK系統(tǒng)相結(jié)合，因此他們研究的RTK-GNSS系統(tǒng)應(yīng)用于精準(zhǔn)智能化機(jī)械上，該項(xiàng)研究通過五個(gè)的測(cè)試RSSI與拖拉機(jī)的RMS相結(jié)合，來確定系統(tǒng)安裝的上下線位置，從而達(dá)到高效的作業(yè)。該實(shí)驗(yàn)是通過RHEA項(xiàng)目，在連續(xù)作物中進(jìn)行試驗(yàn)研究應(yīng)用的。該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)事GNNS先對(duì)與UPD價(jià)格比較低、應(yīng)用方便，而且GNNS對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)對(duì)蓄電池的要求不是很大，節(jié)能環(huán)保。

英國(guó)麥耶斯夫?qū)W院對(duì)拖拉機(jī)安全座椅進(jìn)行研究，該項(xiàng)研究是基于農(nóng)業(yè)機(jī)械安全事故數(shù)據(jù)分析后，就目前各個(gè)種類拖拉機(jī)作為的高度以及座位的形狀進(jìn)項(xiàng)研究，通過對(duì)比拖拉機(jī)老型與新型，提高的點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)英國(guó)拖拉機(jī)MF-200系列包括GKNSankey，Duncan，CollinsAClassic的拖拉機(jī)進(jìn)行研究分析。位置以操作者平均身高為參考點(diǎn)高于、等于、低于進(jìn)行分析。研究結(jié)果是基于英國(guó)人身高為175cm時(shí)候安全系數(shù)比較好，該實(shí)驗(yàn)通過操作拖拉機(jī)暗光倒退、轉(zhuǎn)彎等一系列實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論。最主要是操作者的視野很重要。

二、國(guó)內(nèi)農(nóng)機(jī)研究現(xiàn)狀

胡靜濤等結(jié)合國(guó)外的農(nóng)機(jī)智能導(dǎo)航進(jìn)行了更深一步研究，對(duì)日本在導(dǎo)航技術(shù)中應(yīng)用Hough變換方法隨機(jī)、Hough變換方法和基于壟平行特征的改進(jìn)Hough變換方法。Kalman濾波對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)向量進(jìn)行估計(jì)以及國(guó)內(nèi)GPS陀螺儀及速度傳感器數(shù)據(jù)的融合來確定準(zhǔn)確的定位，對(duì)我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)BDS是繼美國(guó)的GPS和俄羅斯的GLONASS。對(duì)高級(jí)導(dǎo)航技術(shù)農(nóng)機(jī)地頭自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制技術(shù)提出了環(huán)形、魚尾形轉(zhuǎn)向策略，采用帶有側(cè)滑角的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和模型預(yù)測(cè)控制方法，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)機(jī)在地頭的自動(dòng)轉(zhuǎn)向?qū)π?。?duì)障礙物探測(cè)及主動(dòng)避障技術(shù)可采用機(jī)器視覺識(shí)別技術(shù)、激光測(cè)距技術(shù)等。農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)、溫室控制、節(jié)水灌溉、氣象監(jiān)測(cè)、產(chǎn)品安全與溯源、設(shè)備智能診斷管理。

姬長(zhǎng)英等對(duì)自主導(dǎo)航方式衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，并對(duì)美國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)RTK-GPS接收器和光纖陀螺儀，日本的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)YoshisadaNagasaka等為久保田SPU-650型插秧機(jī)使用RTK-GPS來提供插秧機(jī)的精確定位信息，并用光纖陀螺儀檢測(cè)插秧機(jī)前進(jìn)方向構(gòu)建轉(zhuǎn)向閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)插秧機(jī)的自動(dòng)對(duì)行導(dǎo)航及地頭轉(zhuǎn)向。得以視覺導(dǎo)航進(jìn)行分析，Bakkera、Astrand、Hough、Subramanian，國(guó)內(nèi)，農(nóng)業(yè)車輛視覺導(dǎo)航研究始于20世紀(jì)90年代中后期消除或降低圖像獲取和處理中光照影響的技術(shù)將是機(jī)器視覺導(dǎo)航領(lǐng)域最核心的研究方向。

三、展望

中國(guó)農(nóng)業(yè)要想有更快的發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展更為重要，尤其是智能化應(yīng)用，導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)更多的應(yīng)用到農(nóng)機(jī)械中的播種、育苗、灌溉。結(jié)合國(guó)外的先進(jìn)的導(dǎo)航技術(shù)Bakkera、Astrand、Hough、Subramanian，中國(guó)農(nóng)業(yè)落后，農(nóng)機(jī)發(fā)展相對(duì)發(fā)展國(guó)家更是落后，對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化應(yīng)將3D、4D等技術(shù)應(yīng)用其中，結(jié)合自己的實(shí)際更重情況，與農(nóng)藝結(jié)合，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。

外國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)相對(duì)本國(guó)來說比較先進(jìn)，尤其在智能化方面，達(dá)到精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)他們真的狠下力氣研究，將計(jì)算機(jī)技術(shù)例如3D、4D、機(jī)器人、CAN基礎(chǔ)系統(tǒng)操控技術(shù)研究，在達(dá)到精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)種植情況下，達(dá)到高效、低人力投入的研究，有待我們學(xué)習(xí)。

（作者單位：132517吉林省蛟河市前進(jìn)鄉(xiāng)農(nóng)機(jī)管理站;132521吉林省蛟河市新農(nóng)街農(nóng)機(jī)管理站）