機電一體化技術在農業機械中的應用探析

蘇新建

摘要：通過實地參觀考察各種現代農業機械、走訪使用機電一體化機械設備用戶、查詢文獻資料等方式，探析目前我國機電一體化技術應用于農業機械的主要特征、優勢、主要技術應用以及今后應用方向。調查結果顯示我國機電一體化技術運用虛擬技術、GPS技術、計算機輔助設計技術等優化了農機結構、農機維修過程，實現農機自動化駕駛、動態檢測農業機械狀況等。同時，針對各種問題做出改進措施包括強化設備通用性以及兼容性、加強互聯網信息技術總線的通訊設計標準、提高整體農業生產效率與最終效果，以期形成中國特色的“精準農業模式”，推動機電一體化技術在我國農業機械領域的應用。

關鍵詞：機電一體化;農業機械;機械

1機電一體化技術優化農業機械生產

1.1優化農機維修過程

信息技術與電子技術應用于農業機械生產過程中，農機故障的檢測和修理工作也隨之更加科學和簡便。大部分先進農機出現故障時，相應計算機都能夠將故障代碼顯示出來，有關人員快速判斷出故障產生原因以及位置，大大提高了農機整體維修效率和維修質量。此外，充分結合網絡技術以及電子信息技術，可以幫助有關人員借助網絡中的專家系統對疑難問題展開及時處理，同時還會生成維修農業機械設施的記錄，為以后的同類型修理工作提供參考。

1.2優化農業機械結構

從結構層面來看，大部分農業機械的整體結構都較為復雜。在以往，對農業機械動力傳遞以及功能設計需要應用大規模數據展開計算，為了農業機械設備的各項功能，會應用較為繁復的架構模式。機電一體化技術應用于農業機械設備后，運用大量電控原件替代老舊的功能機械，全面優化農業機械的整體結構，增強農業機械的整體功能。此外，先進的計算機技術與大量檢測裝置、傳感器的科學配合，有利于幫助有關人員及時采集農業機械故障點，設計人員將這一系列配置視作優化農業機械整體結構功能的主要方向，更有針對性確保農業機械性能的全面提升。

1.3實現農機自動化駕駛

當前，先進的衛星導航技術主要融合了視覺識別技術、控制技術以及信息技術等，農業機械設備結合使用衛星導航技術，可使農業機械的定位更加精準、作業方案更加科學，同時有利于實時收集周邊的相關信息數據。特別是農業機械設備在結合視覺識別技術以及傳感器技術后，農業機械自動化操作、駕駛得以實現。全新的導航技術有著高精度的優勢，將其應用在大面積的耕地活動當中，可形成高效的多類型農業機械混合作業或者分組作業等新模式，方便有關部門日常管理農業生產工作，對提高農業生產效率十分有利。

1.4動態檢測農業機械狀況

在電子信息技術全面發展新時期，農機領域借助電子信息技術，農機駕駛員可以及時查閱到有關資料，對農機構成、原理加以了解，全面掌握農業設備自動化水平，提高農機生產水準、效率。另外，借助電子信息技術，駕駛人員可以整合有關數據，了解機械近期工作狀況、維修記錄等，最終實現動態檢測及掌握農業機械工作狀況。

2機電一體化技術在農業機械中的應用

2.1虛擬技術的應用

虛擬現實技術綜合了計算機圖形學、多媒體技術、圖像處理與模式識別、智能接口技術、傳感器技術。農業機械中應用到的虛擬技術一般以用戶的實際設計要求為基礎，對三維立體世界加以構建。虛擬技術在農業機械產品的外形設計、農業機械的模擬裝配、產品仿真、農產品性能檢測均得到充分應用。農業機械設計中存在的各種缺陷在應用虛擬技術中得到解決，虛擬技術的應用還提升了農業機械性能，提高農業產值。今后，虛擬技術將在大規模的農田、果園、茶園生產與采摘中提供重要幫助，虛擬化技術的應用有助于提高農田集約化生產經營，助推智慧農業快速發展。

2.2 GPS技術的應用

農業機械應用精準度較高的GPS技術，主要是利用GPS技術、超聲波技術、傳感器技術，并且對設計參數、三維坐標、農業機械儀表顯示參數等進行精準反饋，將其顯示到相應計算機或者顯示器當中。目前GPS技術在農業上的應用范圍較窄，一般應用于大型農場當中，對農業機械設施進行精準定位，了解農業機械工作狀況，現場工作人員能在第一時間掌握異常和故障，提高了農業機械工作效率和農業機械穩定性。

目前，我國一些地區有著較高的農機機電一體化水準，這些地區也研制了先進的飛防系統，其在農業生產工作中同時應用兩臺GPS接收機。在此過程中，接收機不僅可以檢查已知定位的實際坐標，查明其定位誤差，還能夠及時制定修正誤差值的方案，進而消除農機生產誤差，提升農業生產的精度。GPS技術在農業機械上的應用，突出表現在農機運輸和農機具導航、蟲害雜草災害監測、播種施肥方面的應用，無人機駕駛拖拉機方面的應用，農業機械跨區管理，例如斷油斷電或鎖定。

2.3計算機輔助設計技術的應用

計算機輔助設計技術集網絡通訊、數據庫和計算機制圖于一身，借助計算機輔助設計技術設計農業機械設施，對相關設計內容展開全面優化，并將最終設計結果直接輸出，使相應設計效率、質量都有所提升，進而縮短研發周期，促使農機空間的作用力學、動力學與運動學等結合，對物料運行軌跡展開模擬，在設計階段便可將立體三維模型構建出來，最終優化設計參數，使相應設計水準得到有效提升。計算機輔助技術的三維參數化主要應用在農業機械復雜曲面零件設計中，常見農業設備有犁體曲面、旋耕機旋刀、水泵葉輪、螺旋輸送器等。

2.4計算機監控技術的應用

以前，農業機械設施駕駛員為確保農機工作平穩，時刻注意農業機械設施工作狀態，以便及時對農業機械異常狀況和問題等進行預判，這就需要駕駛員在監控各種機械儀表時結合自身工作經驗才能發現、解決問題。將機電一體化技術應用到農業機械動態監測工作后，農業監測工作實現多樣化，農業機械除了配備傳統機械儀表，其配備的先進液晶儀表對其機械工作狀況進行動態監控，農業機械設備駕駛人員查看液晶儀表中各類信息數據，直觀了解和掌握農業機械實際工作狀況，通過有關參數，第一時間對農業機械工作狀況進行調整。常見監控技術用于農業機械設備主要表現在，播種監控儀表能夠顯示出報警功能、播種量、電源狀況以及播種面積等諸多信息。農業機械設施安裝高清攝像頭設備，其能夠將相應農業機械關鍵位置的運行狀況及時反饋到顯示屏上，機械設備駕駛人員可以在第一時間掌握其農業機械工作狀態。

2.5先進電子信息技術的應用

當今，農業機械設備已經充分融合了電子信息技術，先進的電子信息技術可以幫助農機實現通信、監管、診斷故障以及控制等，確保了農機的操作符合標準，同時也減少了人為因素的影響，使農業生產的條件獲得良好改善。農機設備充分結合先進信息技術突出表現在將獨立的微處理器電控單元配置在農機設備當中，使其日常工作實現智能化、自動化。此外，在信息技術不斷提升過程中，農機接口也實現了通用化，其中常用的聯合收割機、拖拉機等的接口實現了標準化。

結語：

機電一體化技術應用于農業機械設備具有多功能性、精準性等特征，它優化農機維修過程，優化農業機械結構，實現農機自動化駕駛，動態檢測農業機械狀況。當前，虛擬技術、GPS技術、計算機輔助設計技術等廣泛應用于農業機械設備生產。隨著當今科學技術的發展，農業機械機電一體化技術取得了長足的進步，結合我國自身實際情況，對我國農業機械機電一體化發展中出現的問題落實改進措施，才能推動我國農業生產向著全程自動化、機械化方向發展，推進農機設施為我國農業生產發揮更大的作用。

參考文獻：

[1]王申福.機電一體化系統在農業機械工程中的應用試析[J].新農業，2019，（16）：48-49.