探究機電一體化技術在現代設施農業中的應用

邯鄲市邯山區農業農村局 劉歡 萬清香

雖然我國農業經濟近年來發展迅速，但我國農業在規模和效率上，以及在我國一些地區的農業經濟發展上，特別是在農業機械化方面，存在顯著差異，這嚴重阻礙了我國農業的整體發展。因此，農業現代化是農業發展的一個組成部分，機電一體化技術在現代設施農業中的應用將有效提高我國農業生產，有效減少農民勞動，促進我國農業創新。

1 機電一體化的概念

具體來講，機電一體化技術是基于機械技術和電控技術的管理，是控制學、機械設計制造以及自動化技術學科的結合。將機電一體化技術引入電力領域，并隨后在設備自動化、設備故障監控等其他領域逐步使用，是各個行業發展的重要驅動力。機電一體化技術的發展與機械工程、電子工業、傳感器和信息技術等各種科學領域方法的發展相結合。實際例子表明，傳統的機器生產模式較慢，沒有更高的性能。隨后，流水作業方式逐步應用于技術設備的生產，以劃分生產人員的責任領域，明確工作人員的任務，提高技術設備的質量和性能。為了降低勞動力成本，提高整體效率，企業將機電一體化技術引入工程生產，取得了良好的效果，并顯著提高了工程機械產品的生產能力。

2 機電一體化技術在現代設施農業中的應用

2.1 計算機輔助設計技術的應用

計算機設計技術是集成設計技術利用數據庫、計算機制圖、網絡通信等多種功能對機械設備進行直觀設計，并在計算機上完成設計內容的優化，將結果直接顯示給計算機，顯著提高了機器設備的設計效率，縮短了整個機械設備的開發周期。由于機械設計是復雜和廣泛的，傳統的設計不符合現代工程發展的要求。計算機輔助設計技術的引入有效地解決了這個問題，它可以在傳統農業機械結構的基礎上，結合動力學分析、運動學和農業機械空間復用，對農村生產中的物料生產軌跡進行建模。在設計過程中創建特定的3D模型，優化設計參數并改進平面設計。隨著科學技術的進一步發展，現在可以在農業機械上安裝攝像頭，實時監控機器的狀況，并實時記錄機器的工作效率，這使得操作員能夠提供準確的屏幕指示，以方便工作和提高農業生產率[1]。通過數字式控制器的人機交互界面，可根據實際需要設置各種開關、鍵盤、指示燈及顯示器等，使用操作方便。因為在過去機械的運行和工件的制造都是要人工操作的，而人工操作有許多缺點，長時間的工作會使工人過度疲勞，導致在機器運行中操作不當而出現事故。但是智能化控制技術的運用可以解放我們的雙手，提高制造的效率。智能化技術提高了生產效率，機器代替了部分人類，許多企業開始著手于運用智能化技術生產工業零件產品，近年來工業機器也得到了迅速發展，主要的手段有兩種，一是對一些需要工人參與的生產過程采用機器人或機械手來代替,二是對于一些已經實現基礎自動化的企業，則要探索一些諸如云平臺之類的數字化軟件。

2.2 高精度GPS技術的應用

高精度GPS系統在農業中的應用通常使用GPS差分技術、超聲波技術、傳感器技術來精確地傳達詳細的信息，如設計參數、農業機械的顯示參數、3D坐標等。然而，如今這種技術有幾種應用，往往適用于大型農場，使用先進的全球定位系統技術在機械混合模型中精確定位機械設備，現場員工可以了解設備的運行，從而提高工程項目的可靠性和運行，出現故障和異常情況可以隨時處理[3]。

2.3 電子信息技術在現代設施農業的應用

隨著電子信息技術的進一步發展、農業工程的機械化和智能化發展，電子信息技術被廣泛應用于農業項目中。電子信息技術的有效使用為工人提供了在技術層面上獲得農業機械操作和基本組成的信息和分析的途徑，以便掌握農業機械的自動化并提高農業機械的生產率和生產力。電子信息技術的使用有助于確保農業工人擁有最新的農業技術專長，他們操作農業機械，及時收集數據，隨時關注機器維護記錄，能夠極大提高農業生產率[2]。在我國農業化、現代化進程中，機電一體化一直都扮演著十分重要的角色，它不僅是我國的基礎行業，更是我國機械水平的體現。電子信息技術只是機電一體化里面的一種，智能化技術可以實現機器設備在無人的條件下根據程序而自動完成工作的過程，幫助我們進行工程的實施和智能化系統完善。近些年，電子信息技術也得到了質的發展，信息化控制技術有很多優點，可以低損耗高效的完成任務，相信機電一體化技術的發展在農業領域也會取得巨大成就。

2.4 虛擬技術的應用

虛擬技術主要是基于傳感器技術、圖像處理技術、計算機電路技術、多媒體技術等支持的定制設計要求創建三維世界。虛擬化技術作為一種集成技術，在農業工程項目中的應用，可以通過創建幾何模型、物理模型、運動模型等，在設計過程中優化農業技術。基于機器運動和農業生產特點，這項技術提供了更直觀的工程結構和操作視圖，使用戶能夠準確了解設計過程。在極端情況下，用戶可以使用虛擬化技術來模擬工程情況，并將詳細步驟傳遞給用戶，從而減少農業損失。在一些已經實現基礎自動化的企業里，如何走向數字化、信息化也面臨著許多的問題。農業是一個復雜系統，如果我們在現階段想要用數據完整的描述出農業生產過程的每一個細節,我們就必須依靠這些采集到的數據,通過對數據的分析了解制造過程中的每個步驟，從而對農業生產進行實時智能的調整和優化,這是虛擬技術的一個基本目的,當然也是機電一體化的一個重要應用。虛擬化技術主要是要解決在傳統農業當中的運行管理調度最優的問題,實現定制化、最優化智能生產技術手段。虛擬化技術主要是以數據為基礎，軟硬件的結合，同時需要收集大量的數據和信息，將這些數據和信息經過處理、分類和匯總，才能在農業機電生產過程和生產活動過程中與內部控制有機地結合起來，使生產和制造過程中信息的傳遞和存儲的信息流自動化，使數據更加安全和高效，優化生產工藝以確保企業標準化生產，機電一體化技術在農業生產應當采用虛擬化技術，從而可以優化機械生產系統，簡化機械一體化資源配置，而提高機械生產的效率和質量綜合，并為機械制造業企業的發展做出重要貢獻，這也是機電一體化的重要方向。

3 結語

總體而言，將機電一體化技術應用于農業工程項目對于提高我國的農業生產率和生產力至關重要。因此，機電一體化技術的科學使用能夠促進農業發展，使其智能化和有效化。機電一體化技術是一項多學科的綜合技術，將機電一體化和農業工程相結合，以提高我國國家的農業生產率和生產力。然而，現階段農業處于發展的初級階段，機械化程度較低，嚴重影響了發展。因此，為了提高我國農業機械的生產水平，提高我國農業機械的全球競爭力，我們需要注重對科學技術創新的投資。現代設施農業中機電一體化技術的使用，實際上改變了我國常規農業設備的生產，現代科學技術有效地帶動了我國農業現代化的發展。