機(jī)電一體化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用探析

蘇新建

摘要：通過實(shí)地參觀考察各種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械、走訪使用機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)備用戶、查詢文獻(xiàn)資料等方式，探析目前我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械的主要特征、優(yōu)勢(shì)、主要技術(shù)應(yīng)用以及今后應(yīng)用方向。調(diào)查結(jié)果顯示我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用虛擬技術(shù)、GPS技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)等優(yōu)化了農(nóng)機(jī)結(jié)構(gòu)、農(nóng)機(jī)維修過程，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)自動(dòng)化駕駛、動(dòng)態(tài)檢測(cè)農(nóng)業(yè)機(jī)械狀況等。同時(shí)，針對(duì)各種問題做出改進(jìn)措施包括強(qiáng)化設(shè)備通用性以及兼容性、加強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)總線的通訊設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、提高整體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與最終效果，以期形成中國(guó)特色的“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)模式”，推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)在我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;農(nóng)業(yè)機(jī)械;機(jī)械

1機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)

1.1優(yōu)化農(nóng)機(jī)維修過程

信息技術(shù)與電子技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)過程中，農(nóng)機(jī)故障的檢測(cè)和修理工作也隨之更加科學(xué)和簡(jiǎn)便。大部分先進(jìn)農(nóng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，相應(yīng)計(jì)算機(jī)都能夠?qū)⒐收洗a顯示出來，有關(guān)人員快速判斷出故障產(chǎn)生原因以及位置，大大提高了農(nóng)機(jī)整體維修效率和維修質(zhì)量。此外，充分結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及電子信息技術(shù)，可以幫助有關(guān)人員借助網(wǎng)絡(luò)中的專家系統(tǒng)對(duì)疑難問題展開及時(shí)處理，同時(shí)還會(huì)生成維修農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)施的記錄，為以后的同類型修理工作提供參考。

1.2優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械結(jié)構(gòu)

從結(jié)構(gòu)層面來看，大部分農(nóng)業(yè)機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜。在以往，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)力傳遞以及功能設(shè)計(jì)需要應(yīng)用大規(guī)模數(shù)據(jù)展開計(jì)算，為了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的各項(xiàng)功能，會(huì)應(yīng)用較為繁復(fù)的架構(gòu)模式。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備后，運(yùn)用大量電控原件替代老舊的功能機(jī)械，全面優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的整體功能。此外，先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)與大量檢測(cè)裝置、傳感器的科學(xué)配合，有利于幫助有關(guān)人員及時(shí)采集農(nóng)業(yè)機(jī)械故障點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員將這一系列配置視作優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械整體結(jié)構(gòu)功能的主要方向，更有針對(duì)性確保農(nóng)業(yè)機(jī)械性能的全面提升。

1.3實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)自動(dòng)化駕駛

當(dāng)前，先進(jìn)的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)主要融合了視覺識(shí)別技術(shù)、控制技術(shù)以及信息技術(shù)等，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備結(jié)合使用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，可使農(nóng)業(yè)機(jī)械的定位更加精準(zhǔn)、作業(yè)方案更加科學(xué)，同時(shí)有利于實(shí)時(shí)收集周邊的相關(guān)信息數(shù)據(jù)。特別是農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備在結(jié)合視覺識(shí)別技術(shù)以及傳感器技術(shù)后，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化操作、駕駛得以實(shí)現(xiàn)。全新的導(dǎo)航技術(shù)有著高精度的優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用在大面積的耕地活動(dòng)當(dāng)中，可形成高效的多類型農(nóng)業(yè)機(jī)械混合作業(yè)或者分組作業(yè)等新模式，方便有關(guān)部門日常管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作，對(duì)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率十分有利。

1.4動(dòng)態(tài)檢測(cè)農(nóng)業(yè)機(jī)械狀況

在電子信息技術(shù)全面發(fā)展新時(shí)期，農(nóng)機(jī)領(lǐng)域借助電子信息技術(shù)，農(nóng)機(jī)駕駛員可以及時(shí)查閱到有關(guān)資料，對(duì)農(nóng)機(jī)構(gòu)成、原理加以了解，全面掌握農(nóng)業(yè)設(shè)備自動(dòng)化水平，提高農(nóng)機(jī)生產(chǎn)水準(zhǔn)、效率。另外，借助電子信息技術(shù)，駕駛?cè)藛T可以整合有關(guān)數(shù)據(jù)，了解機(jī)械近期工作狀況、維修記錄等，最終實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)檢測(cè)及掌握農(nóng)業(yè)機(jī)械工作狀況。

2機(jī)電一體化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用

2.1虛擬技術(shù)的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、圖像處理與模式識(shí)別、智能接口技術(shù)、傳感器技術(shù)。農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用到的虛擬技術(shù)一般以用戶的實(shí)際設(shè)計(jì)要求為基礎(chǔ)，對(duì)三維立體世界加以構(gòu)建。虛擬技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的外形設(shè)計(jì)、農(nóng)業(yè)機(jī)械的模擬裝配、產(chǎn)品仿真、農(nóng)產(chǎn)品性能檢測(cè)均得到充分應(yīng)用。農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中存在的各種缺陷在應(yīng)用虛擬技術(shù)中得到解決，虛擬技術(shù)的應(yīng)用還提升了農(nóng)業(yè)機(jī)械性能，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)值。今后，虛擬技術(shù)將在大規(guī)模的農(nóng)田、果園、茶園生產(chǎn)與采摘中提供重要幫助，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用有助于提高農(nóng)田集約化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，助推智慧農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。

2.2 GPS技術(shù)的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用精準(zhǔn)度較高的GPS技術(shù)，主要是利用GPS技術(shù)、超聲波技術(shù)、傳感器技術(shù)，并且對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)、三維坐標(biāo)、農(nóng)業(yè)機(jī)械儀表顯示參數(shù)等進(jìn)行精準(zhǔn)反饋，將其顯示到相應(yīng)計(jì)算機(jī)或者顯示器當(dāng)中。目前GPS技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用范圍較窄，一般應(yīng)用于大型農(nóng)場(chǎng)當(dāng)中，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)施進(jìn)行精準(zhǔn)定位，了解農(nóng)業(yè)機(jī)械工作狀況，現(xiàn)場(chǎng)工作人員能在第一時(shí)間掌握異常和故障，提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械工作效率和農(nóng)業(yè)機(jī)械穩(wěn)定性。

目前，我國(guó)一些地區(qū)有著較高的農(nóng)機(jī)機(jī)電一體化水準(zhǔn)，這些地區(qū)也研制了先進(jìn)的飛防系統(tǒng)，其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作中同時(shí)應(yīng)用兩臺(tái)GPS接收機(jī)。在此過程中，接收機(jī)不僅可以檢查已知定位的實(shí)際坐標(biāo)，查明其定位誤差，還能夠及時(shí)制定修正誤差值的方案，進(jìn)而消除農(nóng)機(jī)生產(chǎn)誤差，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精度。GPS技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用，突出表現(xiàn)在農(nóng)機(jī)運(yùn)輸和農(nóng)機(jī)具導(dǎo)航、蟲害雜草災(zāi)害監(jiān)測(cè)、播種施肥方面的應(yīng)用，無人機(jī)駕駛拖拉機(jī)方面的應(yīng)用，農(nóng)業(yè)機(jī)械跨區(qū)管理，例如斷油斷電或鎖定。

2.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)集網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)庫(kù)和計(jì)算機(jī)制圖于一身，借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)施，對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容展開全面優(yōu)化，并將最終設(shè)計(jì)結(jié)果直接輸出，使相應(yīng)設(shè)計(jì)效率、質(zhì)量都有所提升，進(jìn)而縮短研發(fā)周期，促使農(nóng)機(jī)空間的作用力學(xué)、動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)等結(jié)合，對(duì)物料運(yùn)行軌跡展開模擬，在設(shè)計(jì)階段便可將立體三維模型構(gòu)建出來，最終優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，使相應(yīng)設(shè)計(jì)水準(zhǔn)得到有效提升。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的三維參數(shù)化主要應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械復(fù)雜曲面零件設(shè)計(jì)中，常見農(nóng)業(yè)設(shè)備有犁體曲面、旋耕機(jī)旋刀、水泵葉輪、螺旋輸送器等。

2.4計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

以前，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)施駕駛員為確保農(nóng)機(jī)工作平穩(wěn)，時(shí)刻注意農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)施工作狀態(tài)，以便及時(shí)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械異常狀況和問題等進(jìn)行預(yù)判，這就需要駕駛員在監(jiān)控各種機(jī)械儀表時(shí)結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)才能發(fā)現(xiàn)、解決問題。將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作后，農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)工作實(shí)現(xiàn)多樣化，農(nóng)業(yè)機(jī)械除了配備傳統(tǒng)機(jī)械儀表，其配備的先進(jìn)液晶儀表對(duì)其機(jī)械工作狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備駕駛?cè)藛T查看液晶儀表中各類信息數(shù)據(jù)，直觀了解和掌握農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)際工作狀況，通過有關(guān)參數(shù)，第一時(shí)間對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械工作狀況進(jìn)行調(diào)整。常見監(jiān)控技術(shù)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備主要表現(xiàn)在，播種監(jiān)控儀表能夠顯示出報(bào)警功能、播種量、電源狀況以及播種面積等諸多信息。農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)施安裝高清攝像頭設(shè)備，其能夠?qū)⑾鄳?yīng)農(nóng)業(yè)機(jī)械關(guān)鍵位置的運(yùn)行狀況及時(shí)反饋到顯示屏上，機(jī)械設(shè)備駕駛?cè)藛T可以在第一時(shí)間掌握其農(nóng)業(yè)機(jī)械工作狀態(tài)。

2.5先進(jìn)電子信息技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)今，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備已經(jīng)充分融合了電子信息技術(shù)，先進(jìn)的電子信息技術(shù)可以幫助農(nóng)機(jī)實(shí)現(xiàn)通信、監(jiān)管、診斷故障以及控制等，確保了農(nóng)機(jī)的操作符合標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也減少了人為因素的影響，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的條件獲得良好改善。農(nóng)機(jī)設(shè)備充分結(jié)合先進(jìn)信息技術(shù)突出表現(xiàn)在將獨(dú)立的微處理器電控單元配置在農(nóng)機(jī)設(shè)備當(dāng)中，使其日常工作實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化。此外，在信息技術(shù)不斷提升過程中，農(nóng)機(jī)接口也實(shí)現(xiàn)了通用化，其中常用的聯(lián)合收割機(jī)、拖拉機(jī)等的接口實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。

結(jié)語(yǔ)：

機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備具有多功能性、精準(zhǔn)性等特征，它優(yōu)化農(nóng)機(jī)維修過程，優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)自動(dòng)化駕駛，動(dòng)態(tài)檢測(cè)農(nóng)業(yè)機(jī)械狀況。當(dāng)前，虛擬技術(shù)、GPS技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)等廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)。隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，結(jié)合我國(guó)自身實(shí)際情況，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械機(jī)電一體化發(fā)展中出現(xiàn)的問題落實(shí)改進(jìn)措施，才能推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向著全程自動(dòng)化、機(jī)械化方向發(fā)展，推進(jìn)農(nóng)機(jī)設(shè)施為我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王申福.機(jī)電一體化系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程中的應(yīng)用試析[J].新農(nóng)業(yè)，2019，（16）：48-49.