淺談虛擬樣機技術對農業機械設計的助推作用

曾桂華 徐帥

摘 要：隨著社會經濟的發展與科學技術的進步，我國作為農業生產大國，對于農業機械設計尤為重視，力求從技術上提高農業在市場上的競爭力?；诖?，本文以虛擬樣機技術作為研究對象，通過對虛擬樣機技術的優勢進行分析，分別從農機企業發展和農業機械裝備兩方面談虛擬樣機技術的應用現狀，結合實際案例闡述虛擬樣機技術對農業機械設計的助推作用，從而為我國農業機械設計制造現代化建設提供幫助。

關鍵詞：虛擬樣機；農業機械設計；技術應用

中國是農業大國，隨著改革開放和社會主義新農村的建立，我國朝著農業現代化強國的方向發展，農業機械化是其中的突破口，因此，隨著計算機技術的普及與應用，人們改變了傳統的紙筆設計方法，采用虛擬樣機技術，加強農業機械化，從設計方法與設計理念出發，利用虛擬樣機技術的優勢，保障農機產品的質量，提高農機產品的生產效率。

一、虛擬樣機技術優勢分析

隨著經濟的發展和技術的革新，傳統的生產方式已經無法滿足時代的要求，虛擬樣機的出現代替了傳統的計算機數字模型，產品顯得更加真實，無論是展示、分析還是測試，虛擬樣機技術都能達到人們預期的想象。對于虛擬樣機技術，其明顯優勢如下：（1）虛擬樣機技術可以大幅度的減少人們進行人工計算，避免計算中出現人為錯誤，不僅可以節約材料，還能夠節省人力資源。（2）虛擬樣機技術是典型的仿真技術，能夠及時修改數據和圖紙，最大程度上縮短修改的時間，避免重復修改帶來的麻煩，虛擬樣機技術可以做到一次性成功，在保證質量的同時可以提高技術的市場競爭優勢。（3）虛擬樣機技術可以適應計算機平臺要求，無論是數據的傳輸還是圖紙的交換，都能夠在最短時間內完成，提高農業機械設計的生產效率。

二、虛擬樣機技術在農業機械中應用現狀

1.農機企業發展存在滯后性

傳統物理樣機技術需要先對數據進行采集，隨后確定方案，根據方案設計樣機和圖紙，再進行田間試驗和數據評估，根據實際情況具體分析，不斷改進設計和修改圖紙，再次試制與實驗，直到合格開始生產。虛擬樣機技術下農業機械設計開發的過程更加簡單，數據在采集以后進行建模處理，利用計算機系統設計出虛擬樣機，進行仿真實驗和評價分析，改進并優化設計的同時不斷仿真實驗，伴隨著圖紙的出現進行樣機制造，最后當田間試驗成功后開始投入生產。相比之下，虛擬樣機技術下農業機械設計開發過程的精準度更高，但是當前農機企業在發展虛擬樣機技術的過程中存在一定滯后性。企業的資金實力不足，對于虛擬樣機技術的重視程度不夠，企業學習新技術的積極性不高。目前依舊有很多農機企業還是作坊式企業，制約了虛擬樣機技術的應用和發展。

2.虛擬樣機技術在農業機械設計中的應用

伴隨著科技化時代的到來，越來越多的人意識到了虛擬樣機技術的重要性，液壓挖掘機虛擬樣機技術的出現，為虛擬樣機技術在農業機械生產中應用奠定了基礎，研究人員將虛擬樣機技術應用于小型農用裝載機的設計中，設計與制造的時間不超過兩個月，結合虛擬樣機技術的優勢和特點，分析了農業機械設計中使用虛擬樣機技術的發展方向。

結合分析軟件+ADAMS，由于ADAMS的結構分析水平比較低，利用虛擬樣機技術進行仿真設計的時候需要利用到ADAMS軟件，例如水稻缽苗模型和水稻移栽機模型中，將虛擬樣機技術下的仿真結果與物理實驗得到的結果進行對比，可以得出ADAMS軟件應用下虛擬樣機技術支持的農業機械設計更加完善，不僅可以保證農機產品生產的質量，還能夠提高農機產品的生產效率，可以符合當前農業市場的需求。利用虛擬樣機技術建立數字模型，在ADAMS軟件中將數字模型引入，機械設備正式用于農作物中，對設備運行的全過程進行記錄。

從當前社會發展的角度來看，將控制系統與機械系統相結合是虛擬樣機技術發展的必經之路，設計彈性軸軸承系統的時候，可以利用ADAMS與Mat lab相結合，仿真分析機械受到徑向正弦荷載作用時所展現的力學特征，將其運用到馬鈴薯收割機的農業生產中，對機械輸送臂的液壓模塊進行ADAMS軟件仿真，并構建仿真模型，通過對模型的分析，探析馬鈴薯聯合收割機中關于輸送壁運動的原理。

三、虛擬樣機技術對農業機械設計的助推作用

當前社會發展中，虛擬樣機技術更多的應用在航空航天與汽車交通行業中，我國作為農業需求大國，隨著社會的發展和國際貿易的往來，虛擬樣機技術開始逐漸應用在農業機械設備中，以達到機械化生產農產品的目的。隨著科技化進程的加快，我國不斷培養科研人員，通過虛擬樣機技術的開展與實驗，不斷加強虛擬樣機技術應用在實踐當中。近年來，政府對農業機械設備提供財政補貼政策，在該扶持力度的作用下提高了農機的購買能力，刺激了企業之間進行市場競爭的同時，企業為了在市場競爭中占據優勢地位，開始大力投入虛擬樣機技術的研發與應用，慢慢的新技術與新工藝出現，推動虛擬樣機技術發展，促進農業機械設計的進步。

隨著市場需求的增加和科學技術的發展，計算機技術的深入發展下，仿真軟件開始被人們所熟知，基于計算機軟件的現代化農業機械設計方法、仿真實驗虛擬樣機技術以及數控制造技術，開始推動者我國現代化農業機械設計的發展，幫助我國從傳統的農機制造國家邁向現代化農機制造國家，真正從“制造”躍向“智造”，過去的農業生產多是人為操作，耗費了大量的人力物力，浪費了人力資源，增加了農民的壓力。在虛擬樣機技術的支持下，農機設計現代化具有以下幾方面特點：（1）虛擬樣機技術推動農業機械設計，發展的進程加快，并隨著科學技術的進步不斷進行創新。（2）農業機械生產的規模不斷擴大，虛擬樣機技術的應用程度繼續加深，帶動農業機械生產的同時提高農業生產力。（3）虛擬樣機技術支持下農業機械設計從原來的單個設計變為現在的協同設計。（4）技術不斷在應用與發展，虛擬樣機技術也在不斷創新和優化，農業機械設計生產設備不斷更新，朝著實用、高效、高質量的方向發展。由此可見，推廣虛擬樣機技術應用在農業機械設計中，是我國發展農業大國的必經之路，在進行虛擬樣機技術推廣的同時，需要引進技術型人才，將人才與技術推廣聯合在一起，加大投資力度，全面促進虛擬樣機技術的使用，力求農業機械設計可以達到先進國家的標準。

四、結語

總而言之，隨著科學技術的發展和農業機械設備的大力推廣，將虛擬樣機技術應用在農業機械設計中，對農業機械設計起到了重要的助推作用，結合軟件與虛擬樣機技術的應用，提高農業機械設計的水平，保證農產品質量的同時，提高農產品的生產效率，不僅滿足國內市場需求，還能夠擴大國際需求，提高我國的農產品市場競爭能力，在經濟全球化的時代背景下，使我國成為農業強國并占據優勢地位。

參考文獻：

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