拖拉機智能化技術

溫 健

拖拉機是各類農(nóng)機具主要的動力輸出源，能體現(xiàn)國家的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化程度和農(nóng)業(yè)機械化水平。山東省作為農(nóng)業(yè)大省，也是農(nóng)機化強省，山東省的拖拉機發(fā)展水平一直走在了全國的前列，到2019年拖拉機總功率達到4.16×107kW。根據(jù)國家“十四五”要求提高單產(chǎn)水平，就需要進一步提高拖拉機的智能化水平，淘汰老舊高能耗拖拉機。

目前，信息技術、數(shù)據(jù)遙感采集技術、機電液一體化控制技術、衛(wèi)星定位導航技術等智能化技術的飛速發(fā)展，為拖拉機智能化水平的提高提供了強有力的技術支撐，拖拉機智能化以自動駕駛、協(xié)同智能操控、節(jié)能高效、數(shù)據(jù)采集傳輸、監(jiān)控自檢、電子導航、測控傳感等現(xiàn)代化技術應用為主攻方向，通過產(chǎn)品核心技術研究，關鍵零部件匹配技術研究，負載傳感的電控液壓控制技術、機載CAN總線技術研究及整機控制策略模塊化開發(fā)，通過定位導航、自動轉(zhuǎn)向、綠色環(huán)保動力、智能多態(tài)開關、電控換向風扇、電液懸掛、電控液壓和動力輸出、智能物聯(lián)、作業(yè)監(jiān)控等工作裝置實現(xiàn)整機的協(xié)同匹配。拖拉機智能化技術主要具有以下特點：

一、技術創(chuàng)新性

（一）自動駕駛：根據(jù)車輛當前位置與期望路徑的偏差，不斷地調(diào)節(jié)方向盤轉(zhuǎn)角和車速，直至達到目的地。

（二）電液控制技術：①電控前驅(qū)動和后動力輸出。根據(jù)按鈕發(fā)送的電信號控制換向閥進入指定的工作狀態(tài)，通過液壓油的通斷和壓力驅(qū)動濕式離合器接合或分離，最終實現(xiàn)對前驅(qū)和動力輸出的精準控制。②電控提升。采用成套的電氣及液壓元件，對車輛的懸掛系統(tǒng)進行精確控制，實現(xiàn)位置控制、阻力控制、位置阻力綜合控制等功能。在整個作業(yè)工程中，實現(xiàn)懸掛根據(jù)負載及周邊環(huán)境的變化進行自動調(diào)節(jié)控制。

（三）作業(yè)監(jiān)控和故障診斷：車輛集成多種傳感器實現(xiàn)耕地面積、地形等田間信息的實時采集，基于位置感知技術構(gòu)建田間作業(yè)信息地圖，并制定基于農(nóng)機智能化終端的相關數(shù)據(jù)遠程通信技術及傳輸標準，數(shù)據(jù)同步傳輸至企業(yè)服務中心數(shù)據(jù)庫中，為農(nóng)機裝備集群協(xié)同作業(yè)與運維服務提供信息依據(jù)和基礎支持。通過獲取特征參數(shù)模擬農(nóng)機裝備的實際運行狀態(tài)，實時對車輛的關鍵參數(shù)進行監(jiān)控，獲得各項故障報警信息，進行故障診斷。

（四）多功能節(jié)油控制技術：通過對作業(yè)負荷的監(jiān)控，精確調(diào)節(jié)發(fā)動機噴油量，控制輸出扭矩和功率，最終達到節(jié)油的目的。

二、經(jīng)濟實用性

自動駕駛功能可實現(xiàn)不停機連續(xù)作業(yè)，可在夜間、霧天正常作業(yè)，提高機手收益。整機作業(yè)精度高，前期播種施肥階段精準控制種子、肥料等的用量，提高資源利用率，苗期管理階段，車輛智能躲避苗株，減少浪費，智能控制系統(tǒng)將機手從繁重的勞動中解放出來，使作業(yè)效率提高20%。

三、安全環(huán)保性

先進的智能控制技術保證了人身和機具安全，夜間、霧天作業(yè)時通過自動駕駛保證安全；后帶機具作業(yè)時通過電業(yè)控制實現(xiàn)不下車操作，作業(yè)效率高、安全性好；先進的傳感和采集技術，既實現(xiàn)作業(yè)的精準性，又能監(jiān)控機具作業(yè)狀態(tài)，顯示故障信息，能夠及時排除故障，保障整機安全運行；同時可根據(jù)作業(yè)負荷，智能控制發(fā)動機噴油量和輸出功率，從而達到節(jié)油目的。

四、舒適便捷性

采用電子控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)拖拉機自動駕駛和機具智能控制，駕駛員可以輕松完成各種復雜的作業(yè)過程，不僅降低了操作難度和勞動強度，而且提高了精準作業(yè)質(zhì)量和效率。智能化電液控制及作業(yè)信息數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)裙δ?，可以提升效率?/p>

網(wǎng)絡導航能隨時隨地通過無線通信網(wǎng)絡、交通信息中心進行信息交互。移動設備通過移動通信網(wǎng)絡直接連接到Internet的WebGIS服務器，在服務器執(zhí)行地圖存儲和復雜計算等功能，實現(xiàn)定位導航、監(jiān)控作業(yè)、無線傳輸和診斷、實時掌握和了解整機運行情況和作業(yè)信息。用戶可通過智能物聯(lián)裝置實現(xiàn)定位導航、故障咨詢、就近對車輛維護服務，同時可實現(xiàn)網(wǎng)上購件和其他信息服務，既方便又快捷。

拖拉機智能化在增收、節(jié)能、環(huán)保等方面有著不可比擬的優(yōu)勢，通過拖拉機智能化在自動駕駛、遠程監(jiān)控、智能控制等方面的應用，探求拖拉機智能化發(fā)展帶來農(nóng)機化作業(yè)的經(jīng)濟、安全、綠色發(fā)展。從而為下一步拖拉機智能化政策的提出、基礎配件發(fā)展、先進技術的引進與自主研發(fā)、企業(yè)間相互合作等提供發(fā)展思路，為拖拉機智能化開創(chuàng)更加廣闊的前景。