淺析機(jī)電一體化在農(nóng)業(yè)機(jī)械化方面的發(fā)展

侯文儒

（武威市涼州區(qū)職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校，甘肅武威 733069）

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們追求更高的效率和質(zhì)量，在農(nóng)業(yè)機(jī)械化方面，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)以提高農(nóng)業(yè)的質(zhì)量和作業(yè)效率。在機(jī)電一體化的影響下，許多農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備有了更多功能，使用起來也更加方便、簡(jiǎn)單，由此可見，機(jī)電一體化的應(yīng)用是比較成熟且有利于農(nóng)業(yè)發(fā)展的。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用主要為解決各行業(yè)的問題，在農(nóng)業(yè)機(jī)械化方面應(yīng)用該技術(shù)，不僅能發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，還能推動(dòng)農(nóng)業(yè)及農(nóng)業(yè)管理的發(fā)展。

1 機(jī)電一體化內(nèi)涵及產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

機(jī)電一體化也叫做機(jī)電工程，它是一個(gè)多學(xué)科的工程分支，主要應(yīng)用于機(jī)械系統(tǒng)、電氣工程中。技術(shù)不斷發(fā)展，機(jī)電工程的子領(lǐng)域都不斷發(fā)展且取得較好成果，其主要目的是為了領(lǐng)域統(tǒng)一提供設(shè)計(jì)解決方案。機(jī)電一體化包括三部分，分別是機(jī)械、計(jì)算原理、電子，它主要應(yīng)用于日常生活各個(gè)方面，幫助解決各種問題。

應(yīng)用機(jī)電一體化產(chǎn)品有很多優(yōu)勢(shì)。首先，使用機(jī)電一體化產(chǎn)品比其他產(chǎn)品有更強(qiáng)的穩(wěn)定性和安全性，一般情況下，該類產(chǎn)品都具有自動(dòng)診斷、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)保護(hù)功能。如果工作中遇到問題，就能自動(dòng)診斷和自動(dòng)保護(hù)，如設(shè)備接電運(yùn)轉(zhuǎn)后，電壓過大，該產(chǎn)品就會(huì)自動(dòng)診斷并自動(dòng)斷電。此外，機(jī)電一體化產(chǎn)品還有自動(dòng)保護(hù)裝置，該裝置主要保護(hù)人的安全。其次，機(jī)電一體化產(chǎn)品能幫助各行業(yè)提高效率，該類產(chǎn)品都具有信息處理功能，能自動(dòng)處理較多信息，該類產(chǎn)品操作性強(qiáng)，容易上手。此外，外界因素對(duì)該類產(chǎn)品的影響較少，能幫助工作人員提高工作質(zhì)量。再次，機(jī)電一體化產(chǎn)品有復(fù)合功能，機(jī)電一體化產(chǎn)品是過去機(jī)電產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)步的體現(xiàn)，過去機(jī)電一體化產(chǎn)品沒有符合技術(shù)，更沒有符合功能，因此，機(jī)電化一體產(chǎn)品能覆蓋一個(gè)行業(yè)的多種需求。最后，機(jī)電一體化技術(shù)能推動(dòng)人工智能發(fā)展，人工智能化是機(jī)電一體化技術(shù)的主要特征之一，機(jī)電一體化產(chǎn)品的芯片、傳感器上都能體現(xiàn)出人工智能化特征，而芯片、傳感器等較為先進(jìn)的硬件也代替了傳統(tǒng)復(fù)雜零件，在實(shí)際應(yīng)用上，能發(fā)揮較大作用[1]。

2 機(jī)電一體化主要特征

2.1 人工智能化

信息技術(shù)發(fā)展迅速，人工智能大力發(fā)展，許多技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各領(lǐng)域中，尤其是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，在技術(shù)的廣泛應(yīng)用下提高了科研水平和工作質(zhì)量。信息技術(shù)和人工智能讓操控技術(shù)有了更多的發(fā)展空間，而操控技術(shù)的發(fā)展又推動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，讓許多機(jī)電一體化設(shè)備迅速升級(jí)。目前，機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的功能可以滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的多種需求。機(jī)電一體化產(chǎn)品的許多功能都來源于人工智能的發(fā)展，如自我監(jiān)督、自我調(diào)節(jié)、自我診斷等[2]。

2.2 功能較多

機(jī)電一體化產(chǎn)品可以滿足大部分的工程技術(shù)要求。目前，市場(chǎng)上主要技術(shù)為機(jī)電一體化技術(shù)，產(chǎn)品中都會(huì)使用多個(gè)專業(yè)技術(shù)，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)等。該類技術(shù)的應(yīng)用也讓機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)更智能，控制系統(tǒng)智能化能讓農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品使用更安全，控制系統(tǒng)智能化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的特征，也是優(yōu)勢(shì)。

機(jī)電一體化技術(shù)能優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品功能單一，要想增加一個(gè)產(chǎn)品的功能，必須增加硬件和控制規(guī)律，這會(huì)讓產(chǎn)品笨重、難操作。而應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)后，該產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)能得到優(yōu)化，不僅能達(dá)到高效操作，還能讓操作方式更靈活、可靠。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械化應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的價(jià)值

3.1 提高工作效率

機(jī)電一體化對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展有較大影響，不僅能高效搜集信息，還能將信息進(jìn)行整理，可以說，機(jī)電一體化推動(dòng)了農(nóng)業(yè)產(chǎn)品機(jī)械化的發(fā)展。如果機(jī)電一體化產(chǎn)品能將農(nóng)業(yè)信息共享，就能幫助管理人員完善管理信息，更好地開展農(nóng)業(yè)管理工作。此外，機(jī)電一體化能輔助管理人員更好地了解農(nóng)作物，并制定完善的生產(chǎn)計(jì)劃。

機(jī)電一體化產(chǎn)品有自動(dòng)控制功能，該功能適合應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，不僅能提高該設(shè)備的應(yīng)用率，還能提高準(zhǔn)確度。使用機(jī)電一體化產(chǎn)品能有效獲取各種農(nóng)產(chǎn)品信息，自動(dòng)控制功能可以減少人為、環(huán)境等外部因素引起的故障，間接提高工作質(zhì)量[3]。

3.2 保護(hù)農(nóng)業(yè)設(shè)備

目前，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的安全問題是工作人員關(guān)心的問題之一，農(nóng)戶耕作時(shí)間有限，如果設(shè)備發(fā)生問題，就會(huì)影響耕作時(shí)間，嚴(yán)重則會(huì)影響整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。機(jī)電一體化設(shè)備中有自我控制功能，使用該設(shè)備能大大減少設(shè)備故障次數(shù)，保護(hù)設(shè)備安全。

此外，機(jī)電一體化應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中能夠賦予設(shè)備更多功能，如報(bào)警功能。在使用設(shè)備時(shí)，設(shè)備內(nèi)部系統(tǒng)產(chǎn)生故障，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警并停止工作，該動(dòng)作會(huì)延長(zhǎng)設(shè)備壽命，減少設(shè)備故障引起的惡劣影響，保護(hù)設(shè)備的安全。農(nóng)業(yè)設(shè)備不斷發(fā)展，已具備監(jiān)控功能、防護(hù)功能等，在機(jī)電一體化的發(fā)展背景下，設(shè)備已不斷完善監(jiān)控功能和防護(hù)功能，保障人員與設(shè)備的安全。此外，機(jī)電一體化技術(shù)不斷發(fā)展，也讓農(nóng)業(yè)設(shè)備中的監(jiān)控技術(shù)、防護(hù)技術(shù)飛速發(fā)展，不僅優(yōu)化原有功能，還能讓操作更簡(jiǎn)單方便。

3.3 人性化發(fā)展

機(jī)電一體化技術(shù)能為農(nóng)業(yè)提供故障診斷等多個(gè)技術(shù)，應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械后，能優(yōu)化機(jī)械內(nèi)部系統(tǒng)，優(yōu)化設(shè)備整體結(jié)構(gòu)，讓農(nóng)業(yè)機(jī)械具有更高的安全性，工作人員使用后，能減少事故的發(fā)生。

機(jī)電一體化技術(shù)和數(shù)字技術(shù)相結(jié)合，能推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，讓農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展更符合人的實(shí)際需求，讓機(jī)械產(chǎn)品操作更節(jié)能、安全、簡(jiǎn)單、便捷，可以說，機(jī)電一體化技術(shù)讓農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展更人性化。

3.4 讓設(shè)備操作性更強(qiáng)

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)設(shè)備容易出現(xiàn)故障問題，故障問題多由內(nèi)部零件導(dǎo)致，機(jī)電一體化中的多個(gè)技術(shù)能解決傳統(tǒng)設(shè)備中的故障問題。機(jī)電一體化還能優(yōu)化設(shè)備內(nèi)部，簡(jiǎn)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)，讓設(shè)備操作起來更方便，拿取更容易。機(jī)電一體化能優(yōu)化設(shè)備內(nèi)部系統(tǒng)，讓內(nèi)部系統(tǒng)運(yùn)行更流暢，接受指令更迅速，使用設(shè)備時(shí)，能節(jié)省許多復(fù)雜操作步驟，讓工組人員更容易上手，并能迅速掌握操作方法。

此外，操作水平對(duì)作業(yè)效率有直接影響，如果機(jī)電設(shè)備操作方法簡(jiǎn)單，就能提高效率。在人工智能和機(jī)電一體化影響下，農(nóng)機(jī)管理也更完整、全面，設(shè)備也能滿足需求。

4 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用探討

4.1 CAD技術(shù)

20世紀(jì)60年代，CAD技術(shù)誕生并發(fā)展，但受到計(jì)算機(jī)限制，CAD技術(shù)發(fā)展緩慢，進(jìn)入80年代后，計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，也帶動(dòng)了CAD技術(shù)的發(fā)展。在農(nóng)業(yè)機(jī)械方面，應(yīng)用CAD技術(shù)能解決信息計(jì)算難的問題。在研究方面，需要進(jìn)行信息搜集和計(jì)算，搜集的信息越全面，信息計(jì)算越準(zhǔn)確，就越能讓農(nóng)業(yè)機(jī)械研究快速進(jìn)步和發(fā)展，然而，傳統(tǒng)的方法進(jìn)行計(jì)算不僅消耗大量人力資源，還不能保障計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確率。在機(jī)電一體化影響下，CAD技術(shù)能被發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械研究中，迅速解決了計(jì)算量大、計(jì)算難的問題，該技術(shù)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模型繪制，用圖形系統(tǒng)將大量有效數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，讓計(jì)算過程更短、數(shù)據(jù)結(jié)果更準(zhǔn)確[4]。

4.2 GPS技術(shù)

GPS技術(shù)可應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械化上，使用該技術(shù)能夠做到對(duì)農(nóng)業(yè)信息進(jìn)行快速處理，該技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械后，讓從事該行業(yè)的工作人員能迅速獲取更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。GPS技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)在蟲害、雜草、播種、農(nóng)業(yè)管理等各個(gè)環(huán)節(jié)，已成為必不可少的技術(shù)之一。

4.3 監(jiān)控技術(shù)

在使用設(shè)備過程中，工作人員要依照現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，主要調(diào)節(jié)參數(shù)，工作人員要了解該設(shè)備的特性，依照參數(shù)使用設(shè)備，讓機(jī)械設(shè)備能發(fā)揮真正作用。在發(fā)展階段，為達(dá)到獲取精準(zhǔn)信息的目的，從事農(nóng)業(yè)機(jī)械的工作人員要重視監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)際上，機(jī)電監(jiān)控技術(shù)已開始深入到農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備中，以幫助工作人員在操作過程中獲取更多數(shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)為農(nóng)業(yè)管理提供支撐。

4.4 電子信息技術(shù)

電子信息技術(shù)的應(yīng)用，讓農(nóng)行機(jī)械研究與發(fā)展朝著智能化方向邁進(jìn)。在農(nóng)業(yè)機(jī)械化上，應(yīng)用電子信息技術(shù)能有效控制信息和處理信息，讓信息為農(nóng)業(yè)機(jī)械服務(wù)。電子信息技術(shù)可充分融入農(nóng)業(yè)機(jī)械化中，并不斷地探索應(yīng)用方法，從事農(nóng)業(yè)的工作人員可利用該技術(shù)獲取更多有效資料，為農(nóng)業(yè)管理提供支持[5]。

4.5 VR技術(shù)

VR技術(shù)包括人工智能、傳感技術(shù)、現(xiàn)實(shí)技術(shù)、并行處理技術(shù)等，使用VR技術(shù)能處理農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的圖形、影響，相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)可利用該技術(shù)獲取農(nóng)業(yè)管理中的有效信息，模擬動(dòng)態(tài)化的農(nóng)業(yè)管理，直觀展示農(nóng)業(yè)研究與農(nóng)業(yè)管理中的內(nèi)容，該技術(shù)也能為農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展提供支持。

5 農(nóng)業(yè)機(jī)械化中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的實(shí)際情況

5.1 國外應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)情況分析

歐美許多發(fā)達(dá)國家在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)較早，這些地區(qū)機(jī)電一體化技術(shù)已比較成熟，機(jī)械化設(shè)備使用率較高。美國、法國、英國等許多國家都從四個(gè)方面入手，提升機(jī)械設(shè)備功能，分別是設(shè)備速度、設(shè)備應(yīng)用面積、設(shè)備操作、設(shè)備功率?，F(xiàn)階段，技術(shù)飛速發(fā)展，許多技術(shù)已逐步應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械方面，以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。而機(jī)械一體化技術(shù)完全符合農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的技術(shù)需求，可以說，農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展已離不開機(jī)電一體化技術(shù)，例如，使用機(jī)電一體化技術(shù)能讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的使用面積增加、平整度增加，使用該技術(shù)后，從事農(nóng)業(yè)的工作人員能迅速獲得大面積平整土地[6]。

5.2 國內(nèi)應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)情況分析

計(jì)算機(jī)發(fā)展、市場(chǎng)環(huán)境、對(duì)技術(shù)應(yīng)用的重視度等都影響農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，我國應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)晚于歐美國家，技術(shù)應(yīng)用水平也有較大發(fā)展空間。

隨著技術(shù)的普及與應(yīng)用，許多機(jī)電一體化技術(shù)得到了發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械化開始廣泛應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，而機(jī)電一體化技術(shù)也發(fā)揮了作用，讓農(nóng)業(yè)機(jī)械中的許多設(shè)備廣受好評(píng)。目前，機(jī)電一體化應(yīng)用仍有較大發(fā)展空間，在農(nóng)業(yè)機(jī)械化上仍有許多技術(shù)空白需要廣大學(xué)者共同探索。

6 農(nóng)業(yè)機(jī)械化中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展討論

6.1 數(shù)字化

隨著技術(shù)的更新與發(fā)展，許多行業(yè)都積極應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，該技術(shù)在控制領(lǐng)域表現(xiàn)出色，尤其體現(xiàn)在數(shù)字化控制技術(shù)方面，例如無人機(jī)技術(shù)、智能音響等產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)等多種信息技術(shù)飛速發(fā)展，也為機(jī)電一體化技術(shù)提供了很大支持，推動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。目前，數(shù)字化已成為農(nóng)業(yè)機(jī)械化中比較明顯的標(biāo)志，數(shù)字化也可被看作農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的標(biāo)志[7]。

6.2 智能化

機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械化上，能賦予農(nóng)業(yè)機(jī)械化產(chǎn)品的功能智能化。目前，智能化已成為產(chǎn)品是否進(jìn)步與發(fā)展的標(biāo)志，智能化技術(shù)體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的多個(gè)功能上，賦予農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品智能化特點(diǎn)，能讓農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品更符合人們使用習(xí)慣和市級(jí)需求。

6.3 網(wǎng)絡(luò)化

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，許多技術(shù)被廣泛傳播并應(yīng)用于各行各業(yè)中，VR技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)、電子信息技術(shù)等都已應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械上。機(jī)電一體化在農(nóng)業(yè)機(jī)械化上已得到較好的應(yīng)用與發(fā)展，如賦予農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化性質(zhì)，就能讓農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備更符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)管理需求。因此，相關(guān)部門及學(xué)者要加大力度研究農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化性質(zhì)，加大資金、人才的投入，讓農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備為農(nóng)業(yè)行業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

6.4 模塊化

在美國、德國等歐美國家中，農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展都趨向于模塊化、整體化，模塊化發(fā)展能惠及整個(gè)農(nóng)業(yè)。然而，我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展難以像模塊化發(fā)展，分析其根本原因是技術(shù)閉塞，許多行業(yè)研究人員和技術(shù)人員都不愿意分享技術(shù)。此外，機(jī)電一體化涵蓋的技術(shù)非常多，許多技術(shù)中有很多交叉，為模塊化發(fā)展帶來難度。雖然農(nóng)業(yè)機(jī)械模塊發(fā)展緩慢，但仍有較大發(fā)展空間。

7 探索機(jī)電一體化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化方面的實(shí)際應(yīng)用

在機(jī)電一體化技術(shù)中，CAD技術(shù)被大眾熟知并應(yīng)用較廣，在一定程度上，CAD技術(shù)可以代表機(jī)電一體化技術(shù)。CAD技術(shù)是一個(gè)非常實(shí)用的技術(shù)，也可稱為建模技術(shù)，主要利用模擬技術(shù)、計(jì)算機(jī)等將農(nóng)業(yè)信息轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)模型，從事農(nóng)業(yè)行業(yè)的工作人員可利用該數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析，并制定下一步工作計(jì)劃或開展農(nóng)業(yè)管理活動(dòng)。例如，利用圖形模型對(duì)農(nóng)業(yè)區(qū)域的生產(chǎn)情況進(jìn)行分析，并發(fā)出結(jié)論，通過數(shù)據(jù)模型分析生產(chǎn)技術(shù)問題，并改善下一個(gè)階段的生產(chǎn)計(jì)劃，推動(dòng)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展。

8 結(jié)語

通過介紹機(jī)電一體化內(nèi)涵、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)、主要特征，闡述農(nóng)業(yè)機(jī)械化應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的價(jià)值，并探討農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，了解當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展情況，推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的全面發(fā)展。還介紹了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備一體化技術(shù)的實(shí)際技術(shù)應(yīng)用，如CAD技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)、VR技術(shù)等，對(duì)國內(nèi)外將機(jī)電一體化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行對(duì)比，以加快機(jī)電一體化與農(nóng)業(yè)機(jī)械化的融合發(fā)展腳步。還對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行討論，并探索技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，讓更多人看到農(nóng)業(yè)機(jī)械化應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以期能推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，讓人們從勞動(dòng)中解放出來。