機電一體化在農(nóng)業(yè)機械工程中的運用

魏海燕

（山東省濱州市博興縣綜合行政執(zhí)法大隊，山東濱州 256500）

農(nóng)業(yè)機械是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的要素，多種類型農(nóng)機設(shè)備搭配使用提高了生產(chǎn)效率，優(yōu)化了農(nóng)業(yè)技術(shù)水平，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的高效穩(wěn)定開展提供了可靠保障。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，多種機電產(chǎn)品被研發(fā)出來，將機電一體化運用到農(nóng)業(yè)機械工程中能夠提升機械設(shè)計和生產(chǎn)水平，促進農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，簡化整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)流程，降低操作風(fēng)險，更好地滿足農(nóng)業(yè)機械工程發(fā)展建設(shè)要求。要明確機電一體化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，重視對機電一體化應(yīng)用價值的探究，掌握相關(guān)要點，使其得到高效運用。

1 機電一體化在農(nóng)業(yè)機械工程中的應(yīng)用價值

1.1 提升農(nóng)業(yè)機械工程生產(chǎn)效率

機電一體化能夠?qū)崿F(xiàn)信息數(shù)據(jù)的快速分析與處理。通過利用先進儀器設(shè)備對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集、分析與處理，可為相關(guān)生產(chǎn)作業(yè)的合理開展提供有效依據(jù)，幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理人員及時了解生產(chǎn)情況，以此實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的動態(tài)化監(jiān)測管理。通過對監(jiān)測結(jié)果的綜合分析制定科學(xué)、高效的生產(chǎn)方案，有利于提高農(nóng)業(yè)整體生產(chǎn)效率，促進綜合效益提升。機電一體化的應(yīng)用改善了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械設(shè)備生產(chǎn)中存在的不足，融入了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程，能夠?qū)γ糠N機械設(shè)備進行合理調(diào)配，實現(xiàn)綜合運用，使農(nóng)機設(shè)備的應(yīng)用效率得到明顯提升，同時也降低了資源能源的消耗，減少了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本投入[1]。

1.2 降低故障問題的發(fā)生率

機電一體化系統(tǒng)的智能化和自動化水平比較高，可以根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要對機械設(shè)備進行自動控制，無需人員參與，可直接根據(jù)收集到的各項數(shù)據(jù)信息進行合理調(diào)控，這在一定程度上降低了由人為因素造成的影響，有效控制了操作失誤現(xiàn)象，避免了由人為因素導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)機械故障問題，使每個生產(chǎn)流程都能夠規(guī)范有序進行，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計劃的順利實施。另外，機電一體化系統(tǒng)在運行期間也可以對農(nóng)業(yè)機械工程進行全面監(jiān)督管控，通過對各項信息參數(shù)的實時掌握實現(xiàn)對機械設(shè)備運行狀態(tài)的靈活調(diào)整，若出現(xiàn)異常情況也能夠及時發(fā)現(xiàn)并報警，讓相關(guān)操作人員可以在第一時間進行故障問題處理，消除安全隱患，使農(nóng)業(yè)機械設(shè)備可以一直保持安全穩(wěn)定狀態(tài)。利用機電一體化的監(jiān)控管理功能也可提高整個工程的防護水平，促進農(nóng)機設(shè)備高效運行，操作人員的安全也可以得到保障。

1.3 優(yōu)化農(nóng)機設(shè)備操作性能

機電一體化中運用了多種先進技術(shù)，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的支持下，農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的操作性能得到優(yōu)化，能夠滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的不同需求。以往在使用農(nóng)業(yè)機械設(shè)備時需要安排專門人員進行操作，對人員的專業(yè)技術(shù)水平和操作能力有著較高要求；實際操作過程中存在精細化程度比較低的問題。機電一體化的應(yīng)用可以改善上述問題，通過對農(nóng)業(yè)機械設(shè)備進行優(yōu)化和更新，利用計算機系統(tǒng)進行操控管理，提升整體的自動化水平，操作人員無需實踐操作，只需要在計算機系統(tǒng)中控制相關(guān)程序就可以讓農(nóng)業(yè)機械設(shè)備按照一定要求運行，對于農(nóng)機設(shè)備中的各項參數(shù)變化情況都能進行及時了解和掌握，為精細化管理提供了可靠依據(jù)[2]。

2 機電一體化系統(tǒng)的主要技術(shù)

機電一體化將電子技術(shù)與機械技術(shù)融合在一起，可滿足不同生產(chǎn)作業(yè)需要，提高整體功能性，在推進農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展中起到了關(guān)鍵作用。這一技術(shù)在實際應(yīng)用中具有強大功能，可實現(xiàn)自動化控制，而且也具有智能化特點，可保障機械設(shè)備應(yīng)用期間的安全穩(wěn)定，實際運用中的操作程序得到簡化，生產(chǎn)效率明顯提升。機電一體化系統(tǒng)的主要技術(shù)涉及以下幾方面。

2.1 信息技術(shù)

機電一體化系統(tǒng)在運行期間離不開信息技術(shù)的支持，信息技術(shù)作為整個系統(tǒng)的核心內(nèi)容，為信息的收集與傳遞提供技術(shù)支撐，可以保障各方面信息資料的完整性，為機電一體化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供技術(shù)支撐。信息技術(shù)的飛速發(fā)展為各行各業(yè)提供了便利，實際應(yīng)用期間其處理速率不斷加快，方式方法不斷革新，要重視先進信息技術(shù)的引進與應(yīng)用，提升系統(tǒng)的運行效率。

2.2 機械技術(shù)

機電一體化主要以機械設(shè)備為基礎(chǔ)，整體運行效果與機械技術(shù)水平密切相關(guān)，必須要保障機械設(shè)備性能良好，并根據(jù)發(fā)展需要進行設(shè)備技術(shù)的更新與完善，使機械設(shè)備重量和體積等得到進一步優(yōu)化，將多種新材料和新技術(shù)設(shè)備應(yīng)用到其中，可以推動機電一體化的進步與發(fā)展。

2.3 感應(yīng)技術(shù)

機電一體化系統(tǒng)在運行期間需要對各方面信息數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確收集，所以需要功能性強、靈敏度高的感應(yīng)裝置來實現(xiàn)。感應(yīng)裝置能夠?qū)ぷ鳝h(huán)境中的各項參數(shù)進行技術(shù)感應(yīng)和收集，并傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)，根據(jù)具體情況來確定后續(xù)工作開展方向。傳感器是機電一體化系統(tǒng)中比較常用的一種感應(yīng)裝置，其受到外界因素的干擾比較小，環(huán)境檢測能力比較強，在實際應(yīng)用過程中需定期檢查與維護，保證傳感器能夠正常運行[3]。

2.4 控制技術(shù)

控制技術(shù)則是該系統(tǒng)中的一項關(guān)鍵技術(shù)，通過對收集到的各項參數(shù)進行綜合分析，結(jié)合工作需要發(fā)出相關(guān)指令，以此實現(xiàn)對機電一體化系統(tǒng)的管理和控制?？刂萍夹g(shù)在實際應(yīng)用期間要結(jié)合整個系統(tǒng)的實際情況進行針對性調(diào)試，對于各項參數(shù)要進行靈活調(diào)整，選擇最合適的控制方法，提高控制效率，為機電一體系統(tǒng)運行質(zhì)量提供保障。

3 機電一體化在農(nóng)業(yè)機械工程中的具體應(yīng)用

3.1 計算機輔助設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用

計算機輔助技術(shù)融合了多種先進技術(shù)，具有綜合性強的特點，能將多種技術(shù)功能整合在一起，相互輔助、相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，可將多種技術(shù)的作用和價值充分體現(xiàn)出來，達到效益最大化。這項技術(shù)在實際應(yīng)用期間可以結(jié)合農(nóng)業(yè)機械工程的具體情況，將機械設(shè)計效果直觀形象地進行展示，便于設(shè)計內(nèi)容的改進和優(yōu)化，確定農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的設(shè)計效果，有利于提升農(nóng)業(yè)機械工程設(shè)計質(zhì)量和水平，優(yōu)化機械設(shè)備性能，縮短機械設(shè)備研發(fā)周期。

農(nóng)業(yè)機械工程具有系統(tǒng)化和復(fù)雜性特點，涉及多方面內(nèi)容，整體設(shè)計具有一定困難，如果采用以往的設(shè)計方法則存在一定缺陷，無法很好地滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械工程發(fā)展需要。將計算機輔助設(shè)計技術(shù)應(yīng)用其中能夠明顯改善以上問題，可將多種先進技術(shù)與農(nóng)業(yè)機械設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計和搭配技術(shù)相結(jié)合，充分考慮到多方面影響因素并對各類問題進行有效處理，將農(nóng)業(yè)機械設(shè)備中各零部件的作用發(fā)揮出來。通過對農(nóng)機設(shè)備建立三維立體模型，可以將每一項參數(shù)設(shè)計效果立體體現(xiàn)出來，為設(shè)計優(yōu)化提供有效依據(jù)，進一步提升工程設(shè)計水平。

3.2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研制的全球定位與通信系統(tǒng)，能夠進行全天候、全天時的高精度定位，且具有短報文通信功能，將這項技術(shù)運用到農(nóng)業(yè)機械工程中，可進一步提高農(nóng)業(yè)全過程機械化作業(yè)水平，促進精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展建設(shè)。北斗技術(shù)在應(yīng)用時能夠?qū)r(nóng)業(yè)機械工程中的各項設(shè)備進行精準(zhǔn)定位，及時掌握農(nóng)業(yè)機械的運行狀態(tài)和應(yīng)用效果，能及時發(fā)現(xiàn)異常情況和故障問題，快速找到導(dǎo)致故障問題發(fā)生的主要原因并進行及時有效的處理，可讓農(nóng)業(yè)機械快速恢復(fù)到正常運行狀態(tài)，保障其運行質(zhì)量和效果，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的穩(wěn)定、持續(xù)開展奠定基礎(chǔ)。

3.3 電子信息技術(shù)的應(yīng)用

電子信息技術(shù)的應(yīng)用提高了農(nóng)業(yè)機械工程的自動化、智能化水平，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流程可實現(xiàn)集約化管理，可有效控制成本，同時也可以提高節(jié)能環(huán)保水平，這對農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。電子信息技術(shù)是機電一體化中的重要組成部分，將其運用到農(nóng)業(yè)機械工程中能夠為工程創(chuàng)新發(fā)展提供技術(shù)支撐，在農(nóng)業(yè)機械運用的過程中也可以進行全面監(jiān)督，快速進行故障診斷，便于各項信息數(shù)據(jù)的及時傳輸，技術(shù)功能性比較強，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展有著積極影響。通過全過程監(jiān)控管理可以規(guī)范農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的使用，發(fā)揮各項標(biāo)準(zhǔn)和制度內(nèi)容的約束作用，消除各方面影響，對失誤引起的故障進行有效管控，能夠充分利用信息化技術(shù)優(yōu)勢改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高生產(chǎn)作業(yè)水平。

3.4 虛擬技術(shù)的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)機械工程中應(yīng)用的虛擬技術(shù)主要包括多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)等，虛擬技術(shù)能結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求進行三維模型構(gòu)建，是機電一體化系統(tǒng)中的重要組成部分，可以將多方面信息數(shù)據(jù)整合在一起進行完整模型構(gòu)建，形成結(jié)構(gòu)完整的模型體系。虛擬技術(shù)是一種集成技術(shù)，能夠?qū)⑥r(nóng)業(yè)機械工程運行期間的具體情況利用動態(tài)建模的方式進行展示，為農(nóng)業(yè)機械工程設(shè)計提供準(zhǔn)確依據(jù)。借助虛擬技術(shù)可將農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的運行規(guī)律和特點進行展示，便于管理者和使用者對農(nóng)業(yè)機械工程有更加全面的了解，若出現(xiàn)突發(fā)情況也可以利用虛擬技術(shù)進行建模分析，從而獲得針對性的處理方法，將損失降到最低。

3.5 其他技術(shù)的應(yīng)用分析

除了上述幾種機電一體化技術(shù)之外，還有許多新技術(shù)被應(yīng)用到了農(nóng)業(yè)機械工程中，如自動化控制技術(shù)、微電子傳感技術(shù)和新型液壓技術(shù)等，這些機電一體化新技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢較為明顯，能夠?qū)r(nóng)業(yè)機械工程進行進一步優(yōu)化與完善，強化和提升工程整體的功能作用，將機械工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的價值充分展現(xiàn)。多種技術(shù)的綜合運用可促進農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的聯(lián)合作業(yè)，滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的不同需求，顯著提升生產(chǎn)效率和技術(shù)水平[4]。

4 機電一體化系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機械工程的應(yīng)用實踐

4.1 監(jiān)控功能

農(nóng)業(yè)機械工程在實際應(yīng)用期間要重視監(jiān)督管理，提高農(nóng)業(yè)機械的安全作業(yè)水平。以往主要采用人工監(jiān)督管理方式，這一方式存在效率低和檢查漏洞風(fēng)險，一般在機械設(shè)備出現(xiàn)問題時才會被發(fā)現(xiàn)，而基于機電一體化系統(tǒng)的監(jiān)督管控技術(shù)可實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機械使用過程的實時、細致監(jiān)控，便于及時了解農(nóng)業(yè)機械運行狀態(tài)，并通過系統(tǒng)控制平臺對農(nóng)業(yè)機械進行遠程控制，保證其運行狀態(tài)良好。

4.2 節(jié)能降耗

農(nóng)業(yè)機械設(shè)備種類比較多，其中的大型設(shè)備數(shù)量占比較高，在運行期間資源能源的消耗量比較大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的前期投入成本比較高。機電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用可實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機械的升級與優(yōu)化，提高農(nóng)業(yè)機械設(shè)備技術(shù)水平，讓各類資源能源得到高效利用，使浪費現(xiàn)象得到了有效控制，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的良好發(fā)展有著積極影響。另外，機電一體化的應(yīng)用也可以對污染問題進行合理管控，減少污染物的排放量，促進農(nóng)業(yè)機械低能耗運轉(zhuǎn)，提高農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)中的生態(tài)效益。

4.3 提高精度

農(nóng)業(yè)機械工程的工作質(zhì)量與農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的操作精度密切相關(guān)，相關(guān)機械設(shè)備在使用環(huán)節(jié)涉及較多的測量、檢測等工作，人工測量檢驗方式會受到多方面因素的影響而出現(xiàn)失誤或者偏差情況，各項參數(shù)的準(zhǔn)確性得不到保障，這就會對農(nóng)業(yè)機械工程質(zhì)量產(chǎn)生影響。機電一體化系統(tǒng)則可以確保各項數(shù)據(jù)參數(shù)的準(zhǔn)確性，利用計算機技術(shù)和信息技術(shù)進行測量與檢測，誤差能夠控制在允許范圍，有利于提升農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的作業(yè)精度，而且該系統(tǒng)在運行過程中不會受到外界環(huán)境影響，能夠進行持續(xù)工作，與傳統(tǒng)作業(yè)方式相比優(yōu)勢明顯。

4.4 技術(shù)升級

機電一體化在農(nóng)業(yè)機械工程中的合理運用促進了整個工程的技術(shù)創(chuàng)新，使生產(chǎn)作業(yè)模式發(fā)生了較大改變，無需進行復(fù)雜繁瑣操作，就可利用數(shù)字化技術(shù)對農(nóng)業(yè)機械工程進行智能化控制，使其整體的自動化水平有所提升。而且機電一體化在實際運用時也實現(xiàn)了各種農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的搭配使用，能夠聯(lián)合作業(yè)，根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要進行集成控制與管理，在不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)能夠進行農(nóng)業(yè)機械的靈活調(diào)配，使運行效率得以提升，可切實發(fā)揮農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的性能，對技術(shù)革新升級有著積極影響。

5 機電一體化在農(nóng)業(yè)機械工程中的發(fā)展趨勢

5.1 光機電一體化

光機電一體化發(fā)展主要是將光學(xué)技術(shù)與機電一體化技術(shù)相結(jié)合，可發(fā)揮光學(xué)技術(shù)優(yōu)勢提高傳感技術(shù)水平，實現(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的快速處理，使農(nóng)業(yè)機械運行效率和工作精度得到提升，這是機電一體化發(fā)展的主要趨勢。

5.2 集成微型化

集成微型化發(fā)展主要是對農(nóng)業(yè)機械的體積和重量進行控制，將集成電路和微電子技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機械工程中的機電一體化系統(tǒng)中，使機電一體化產(chǎn)品體積減小，重量更輕，促進農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的輕量化發(fā)展，資源能源的消耗量下降，在操作上也更加舒適方便，可提高工程整體運行效率。

5.3 人工智能化

人工智能技術(shù)水平在不斷提升，機電一體化系統(tǒng)在實際應(yīng)用時其智能化水平也得到增強，可以對農(nóng)業(yè)機械工作環(huán)境條件進行智能識別，結(jié)合具體情況和生產(chǎn)需要對機械參數(shù)進行自動調(diào)整，對于故障問題也可以自我修復(fù)，實現(xiàn)故障問題的快速排除，無需安排專門的工作人員進行管理操控，而且對于不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境都有較強的適應(yīng)性，這是未來發(fā)展的主要方向。

5.4 綠色環(huán)保型發(fā)展

農(nóng)業(yè)機械的運用簡化了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流程，提高了生產(chǎn)作業(yè)效率，但是資源能源的使用量逐漸增加，對環(huán)境也造成了一定破壞，機電一體化技術(shù)在未來發(fā)展中需要加強對節(jié)能環(huán)保的重視，將綠色理念融入到農(nóng)業(yè)機械工程中，重視低能耗、低污染、低排放設(shè)備和產(chǎn)品的使用，要從農(nóng)業(yè)機械工程的可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)，這樣才能做到穩(wěn)定持續(xù)前行。

6 機電一體化在農(nóng)業(yè)機械工程中的應(yīng)用建議

6.1 優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械設(shè)計方案

要想讓機電一體化在農(nóng)業(yè)機械工程中得到良好運用，還需要結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際需要進行針對性的農(nóng)業(yè)機械設(shè)計，完善設(shè)計方案，對農(nóng)業(yè)機械進行技術(shù)創(chuàng)新，不斷提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，為機電一體化應(yīng)用提供良好條件，以促進二者的充分結(jié)合，這樣才能將機電一體化的作用和價值體現(xiàn)出來[5]。

6.2 注重工程實施過程控制

農(nóng)業(yè)機械工程發(fā)展建設(shè)中需要嚴(yán)格按照設(shè)計要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進行操作，發(fā)揮機電一體化的監(jiān)督管理作用，保證工程實施質(zhì)量。對于農(nóng)業(yè)機械設(shè)備運行期間存在的安全隱患問題要全面監(jiān)控，注重風(fēng)險排查，提高操作人員的安全意識，確保在機電一體化技術(shù)應(yīng)用中能夠?qū)Π踩珕栴}進行有效管控。

6.3 提高機電一體化運用水平

為切實發(fā)揮機電一體化技術(shù)的功能作用，還需要提高管理人員和操作人員的專業(yè)能力和技術(shù)水平，通過相關(guān)培訓(xùn)幫助他們掌握機電一體化運用技巧，確保機電一體化系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機械工程中得到有效落實，在遇到各種問題時能夠進行有效應(yīng)對和處理，提高機電一體化運用水平，只有打下良好基礎(chǔ)才能促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的順利完成。

7 結(jié)束語

當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中還存在較多不足，農(nóng)業(yè)水平仍處于發(fā)展階段，機電一體化的合理應(yīng)用推動了農(nóng)業(yè)機械工程的進一步發(fā)展，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化和智能化發(fā)展提供技術(shù)支撐。充分利用機械、電子、信息等技術(shù)進行生產(chǎn)作業(yè)，可顯著提升整體生產(chǎn)水平，降低農(nóng)民勞動強度，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和作物產(chǎn)量品質(zhì)。在這一過程中農(nóng)業(yè)機械工程得到了改進優(yōu)化，必須要重視對機電一體化技術(shù)和系統(tǒng)的深入研究，持續(xù)進行優(yōu)化與完善，將其在農(nóng)業(yè)機械工程的作用優(yōu)勢充分展現(xiàn)出來，確保相關(guān)技術(shù)系統(tǒng)能夠得到合理運用，這對農(nóng)業(yè)機械工程的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展有著促進作用。