機(jī)電一體化在農(nóng)業(yè)機(jī)械化方面的發(fā)展分析

王海龍

（濟(jì)寧市兗州區(qū)新驛鎮(zhèn)人民政府農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，山東濟(jì)寧 272100）

0 引言

由于當(dāng)前社會(huì)的科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，與科學(xué)技術(shù)直接掛鉤的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也產(chǎn)生了翻天覆地的變革。特別是機(jī)電一體化技能在農(nóng)機(jī)領(lǐng)域的普遍使用，不但可以加快農(nóng)業(yè)工作者的生產(chǎn)效率，還可以將傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)、豐收形式從“耕、種、收種”中抽離，進(jìn)行根本性質(zhì)的改變，大大降低了農(nóng)民的勞動(dòng)工作難度。所以更應(yīng)該關(guān)注機(jī)電一體化在農(nóng)機(jī)領(lǐng)域中的技術(shù)突破和發(fā)展，對(duì)其的優(yōu)點(diǎn)特征不斷進(jìn)行總結(jié)和設(shè)備更新升級(jí)。

1 機(jī)電一體化的具體定義

機(jī)電一體化用英文來(lái)說就是Mechatronics，是將Mechanics（電機(jī)專業(yè)）和Electronics（電子電力專業(yè)）相互組合構(gòu)成的，所以在早期，機(jī)電一體化又被稱作是電子機(jī)械學(xué)。機(jī)電一體化最開始在20世紀(jì)70年代的日本出現(xiàn)，那個(gè)時(shí)候正好是日本經(jīng)濟(jì)發(fā)展的頂峰時(shí)期。由于科學(xué)技術(shù)的快速更新發(fā)展，加上全球一體化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，這一項(xiàng)技術(shù)逐漸流傳到世界各個(gè)國(guó)家。在我國(guó)進(jìn)行發(fā)展時(shí)，機(jī)電一體化受到農(nóng)業(yè)專家的極大重視，專家立刻開展深入研究，并使得機(jī)電一體化逐步開始得到廣泛的應(yīng)用。

機(jī)電一體化是一門嶄新的計(jì)算應(yīng)用類科學(xué)，里面包括了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電子科學(xué)技術(shù)、農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)等多項(xiàng)高精尖的科學(xué)技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)主要是針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的操控技能、捕獲信息和處理信息的功能、驅(qū)動(dòng)型機(jī)械功能產(chǎn)品的加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械產(chǎn)品效率的極大提高。

2 機(jī)電一體化技術(shù)的主要特征

2.1 功能性強(qiáng)大

在將機(jī)電一體化技術(shù)作為主操控體系的產(chǎn)品中，一般都會(huì)使用大面積的軟件編程技能、微端接口技術(shù)、信息處理技術(shù)、電子電力技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感器測(cè)控技術(shù)、自動(dòng)控制原理和技術(shù)、還有就是機(jī)械控制技術(shù)等面向多群體的專業(yè)技術(shù)，在多項(xiàng)專業(yè)終端技術(shù)的支持下，機(jī)電一體化基本可以滿足大多數(shù)工程技術(shù)的功能要求。

2.2 人工智能化

由于信息技能的快速進(jìn)步，加上當(dāng)前社會(huì)中人工智能的大力發(fā)展和廣泛普及應(yīng)用，給許多領(lǐng)域的技術(shù)，特別是微電子的操控技術(shù)方面提供了很好的發(fā)展空間。而這些技術(shù)的進(jìn)步又反過來(lái)推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步，進(jìn)而使得以機(jī)電一體化技術(shù)做主要支持的軟件設(shè)備獲得了快速的更新升級(jí)，不斷地完善自身功能。比如在機(jī)械體系之中，機(jī)電一體化技術(shù)可以進(jìn)行自我完善、自我調(diào)節(jié)、自我監(jiān)督、遠(yuǎn)程操控等等，這些都是人工智能所帶來(lái)的禮物。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化方面的影響

3.1 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的工作效率

以機(jī)電一體化技術(shù)作為中心支柱的農(nóng)業(yè)機(jī)械化設(shè)備具有十分完善的實(shí)用功能，比如現(xiàn)代化的自動(dòng)系統(tǒng)功能和電子技術(shù)控制的自動(dòng)采摘收集功能。這些功能的出現(xiàn)可以幫助一些大型的農(nóng)機(jī)工程進(jìn)行實(shí)地地質(zhì)和情況的判斷和監(jiān)測(cè)，及時(shí)對(duì)作業(yè)形勢(shì)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，使得機(jī)械作業(yè)的精準(zhǔn)性和高效性有效提高。在機(jī)電一體化技術(shù)的幫助下，農(nóng)業(yè)機(jī)械的專業(yè)操控者可以更好的進(jìn)行機(jī)械操作，完成相應(yīng)的工作任務(wù)，減少人力的浪費(fèi)，用機(jī)械工作代替人工進(jìn)行危險(xiǎn)的工作，有效保障了農(nóng)業(yè)工作者自身的生命安全。在進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械工作的時(shí)候，機(jī)械設(shè)備還可以進(jìn)入一些人類沒辦法進(jìn)入的區(qū)域，發(fā)現(xiàn)人為無(wú)法看到、檢測(cè)到的問題和現(xiàn)象，以便于操作者可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，然后通過精準(zhǔn)的操作進(jìn)行問題的解決和控制。這樣可以在很大程度上減少進(jìn)行農(nóng)業(yè)操作時(shí)的資源和時(shí)間的浪費(fèi)，機(jī)電一體化可以有效的加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的工作效率和工作質(zhì)量。

3.2 降低農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的故障率，保障操作者的生命安全

在舊的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的使用中，因?yàn)闆]有使用機(jī)電一體化的操控裝置，在進(jìn)行實(shí)際作業(yè)的時(shí)候可能會(huì)突然產(chǎn)生機(jī)械故障而沒法提前察覺。這樣不但會(huì)大大降低農(nóng)業(yè)工作的效率，還會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械工作者的生命產(chǎn)生一定的威脅。將機(jī)電一體化技術(shù)加入到農(nóng)機(jī)設(shè)備的操作當(dāng)中，相當(dāng)于為整個(gè)設(shè)備加入了一個(gè)控制和檢測(cè)的感應(yīng)系統(tǒng)，這樣不但可以實(shí)時(shí)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)自身的磨損消耗情況進(jìn)行檢測(cè)分析，當(dāng)損耗接近臨界的時(shí)候可以對(duì)操作人員進(jìn)行提醒，還可以有效延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命，用最科學(xué)的方式保養(yǎng)機(jī)器。如果操作人員的操作出現(xiàn)錯(cuò)誤，或者是機(jī)械自身出現(xiàn)連接或是電力故障的時(shí)候，機(jī)電一體化技術(shù)系統(tǒng)還可以將實(shí)際情況和機(jī)械設(shè)備本身的運(yùn)行情況結(jié)合，及時(shí)實(shí)行最有效的緊急保護(hù)措施，以便于機(jī)械的正常使用和修復(fù)，也給操作維護(hù)人員以反應(yīng)時(shí)間，保證第一時(shí)間進(jìn)行問題的處理。有效防止因?yàn)闄C(jī)械的突然故障而導(dǎo)致威脅操作人員的人生財(cái)產(chǎn)安全的問題出現(xiàn)。

3.3 保障農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的可操作性能

把機(jī)電一體化技術(shù)靈活使用在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的控制系統(tǒng)中，能夠一定程度上推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備操作系統(tǒng)的進(jìn)步，使其從傳統(tǒng)的模式進(jìn)階到現(xiàn)代的程序化操作體系當(dāng)中。這樣的結(jié)合不但可以減少農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備之中，人力的投入和使用，同時(shí)還可以增加其工作的準(zhǔn)確性，減少失誤。同時(shí)，因?yàn)檗r(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備和機(jī)電一體化技術(shù)的相互融合和不斷推進(jìn)，再加上人工智能技術(shù)的快速進(jìn)步，所以可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中，根據(jù)操作者的指令進(jìn)行實(shí)際情況的判斷，對(duì)于一些不易察覺的情況也可以做出及時(shí)的反應(yīng)和調(diào)整，這也使得機(jī)械設(shè)備的可操作性能和功能性大大增強(qiáng)。

4 機(jī)電一體化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化方面的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 智能化

所謂的智能化，在本質(zhì)上其實(shí)指的是在原先就存在的基礎(chǔ)上加入現(xiàn)在的人工智能化技術(shù)，進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)電產(chǎn)品的智能化功能，使得后續(xù)研究的產(chǎn)品可以與人類的思維邏輯更加貼合，更能滿足人類的各種需求，使得產(chǎn)品有更高的科學(xué)性和實(shí)用意義。

4.2 數(shù)字化

由于現(xiàn)代社會(huì)中科學(xué)技術(shù)的不斷更新發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)不但在機(jī)械控制領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用，還可以將它應(yīng)用到電子數(shù)字化的控制技術(shù)當(dāng)中。比如數(shù)控機(jī)床、智能機(jī)器人等等更為現(xiàn)代化的電子科技產(chǎn)品。而且，由于現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)不斷進(jìn)步，也為機(jī)電的數(shù)字化創(chuàng)新打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。所以，數(shù)字化一定會(huì)成為以后科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步方向。

4.3 模塊化

在實(shí)際生活中對(duì)機(jī)械電子產(chǎn)品的要求一般都是朝著模塊化的方向發(fā)展的，但是這一種技術(shù)的開放是十分困難的。其中最主要的一個(gè)阻礙因素，就是機(jī)械電子一體化的技術(shù)種類過于豐富，在針對(duì)于某個(gè)問題進(jìn)行模塊化的開發(fā)研究的時(shí)候就十分困難。所以相較于其他領(lǐng)域，單元模塊化的發(fā)展較為滯后，但從另一個(gè)角度來(lái)看，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

4.4 網(wǎng)絡(luò)化

由于現(xiàn)代信息技術(shù)的快速進(jìn)步，電子科學(xué)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)和其他許多領(lǐng)域的工作中都得到了較好的推廣。但是對(duì)于機(jī)械電子技術(shù)一體化來(lái)說，還需要在技術(shù)化、科學(xué)化中逐步加入網(wǎng)絡(luò)化，才能更好的適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需要。所以要大力發(fā)展機(jī)電一體化的技術(shù)，加大對(duì)這方面的科研技術(shù)資金的投入，從而使其能夠更好地服務(wù)于社會(huì)。

5 CAD技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用

CAD在機(jī)械電子技術(shù)中是一項(xiàng)十分重要的科學(xué)技術(shù)，它是一個(gè)包含了數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖標(biāo)學(xué)技術(shù)等多個(gè)方面不同技術(shù)的實(shí)用型電子技術(shù)。它可以利用具體的數(shù)值，對(duì)生產(chǎn)工作中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬仿真，將運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行重新測(cè)評(píng)，可以使得科學(xué)技術(shù)研究在電腦上完成，并且可以進(jìn)行相關(guān)漏洞的查找和完善。在農(nóng)業(yè)機(jī)械化設(shè)計(jì)當(dāng)中，CAD這一項(xiàng)技術(shù)的推廣，給農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的功能拓展和使用提供了極大的便利。比如在對(duì)圖形、平面、力學(xué)、空間、軌跡等等關(guān)系的計(jì)算和分析中，利用技術(shù)進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)工作情況的運(yùn)行，找出現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中的不足和優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)不足進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使得農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備能夠更加滿足生產(chǎn)的要求，朝著有利于生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的方向持續(xù)發(fā)展，發(fā)揮出它自身更大的意義和價(jià)值，減少投入的成本，增大農(nóng)業(yè)利潤(rùn)。

6 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上文所描寫的機(jī)械電子技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的具體推廣和應(yīng)用，以及具體的作用和意義，可以使得大家更加了解農(nóng)業(yè)機(jī)械的相關(guān)知識(shí)。促使社會(huì)各界人士更加關(guān)注農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用，推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展進(jìn)步。國(guó)家應(yīng)該更加關(guān)注機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，大力促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)與其他不同領(lǐng)域、不同技術(shù)的深入結(jié)合，以便于促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和機(jī)電一體化的共同發(fā)展和緊密聯(lián)系，推進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展進(jìn)步。機(jī)電一體化不但可以運(yùn)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械的解放勞動(dòng)力之上，在未來(lái)還可以擁有更多不同的功能，并且不斷與人工智能相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化和人工智能的互相補(bǔ)充，最終將人的勞動(dòng)力從勞累的農(nóng)作中完全釋放出來(lái)。