淺析機電一體化在農業機械化方面的發展

侯文儒

（武威市涼州區職業中等專業學校，甘肅武威 733069）

0 引言

隨著社會的發展，人們追求更高的效率和質量，在農業機械化方面，應用機電一體化技術以提高農業的質量和作業效率。在機電一體化的影響下，許多農業機械設備有了更多功能，使用起來也更加方便、簡單，由此可見，機電一體化的應用是比較成熟且有利于農業發展的。機電一體化技術應用主要為解決各行業的問題，在農業機械化方面應用該技術，不僅能發揮技術優勢，還能推動農業及農業管理的發展。

1 機電一體化內涵及產品優勢

機電一體化也叫做機電工程，它是一個多學科的工程分支，主要應用于機械系統、電氣工程中。技術不斷發展，機電工程的子領域都不斷發展且取得較好成果，其主要目的是為了領域統一提供設計解決方案。機電一體化包括三部分，分別是機械、計算原理、電子，它主要應用于日常生活各個方面，幫助解決各種問題。

應用機電一體化產品有很多優勢。首先，使用機電一體化產品比其他產品有更強的穩定性和安全性，一般情況下，該類產品都具有自動診斷、自動報警、自動保護功能。如果工作中遇到問題，就能自動診斷和自動保護，如設備接電運轉后，電壓過大，該產品就會自動診斷并自動斷電。此外，機電一體化產品還有自動保護裝置，該裝置主要保護人的安全。其次，機電一體化產品能幫助各行業提高效率，該類產品都具有信息處理功能，能自動處理較多信息，該類產品操作性強，容易上手。此外，外界因素對該類產品的影響較少，能幫助工作人員提高工作質量。再次，機電一體化產品有復合功能，機電一體化產品是過去機電產品技術進步的體現，過去機電一體化產品沒有符合技術，更沒有符合功能，因此，機電化一體產品能覆蓋一個行業的多種需求。最后，機電一體化技術能推動人工智能發展，人工智能化是機電一體化技術的主要特征之一，機電一體化產品的芯片、傳感器上都能體現出人工智能化特征，而芯片、傳感器等較為先進的硬件也代替了傳統復雜零件，在實際應用上，能發揮較大作用[1]。

2 機電一體化主要特征

2.1 人工智能化

信息技術發展迅速，人工智能大力發展，許多技術已經廣泛應用在各領域中，尤其是農業領域，在技術的廣泛應用下提高了科研水平和工作質量。信息技術和人工智能讓操控技術有了更多的發展空間，而操控技術的發展又推動了機電一體化技術的發展，讓許多機電一體化設備迅速升級。目前，機電一體化技術產品的功能可以滿足農業機械作業的多種需求。機電一體化產品的許多功能都來源于人工智能的發展，如自我監督、自我調節、自我診斷等[2]。

2.2 功能較多

機電一體化產品可以滿足大部分的工程技術要求。目前，市場上主要技術為機電一體化技術，產品中都會使用多個專業技術，如計算機技術、微電子技術等。該類技術的應用也讓機電一體化產品的控制系統更智能，控制系統智能化能讓農業機械產品使用更安全，控制系統智能化是機電一體化產品的特征，也是優勢。

機電一體化技術能優化產品結構，傳統農業機械產品功能單一，要想增加一個產品的功能，必須增加硬件和控制規律，這會讓產品笨重、難操作。而應用機電一體化技術后，該產品的整體結構能得到優化，不僅能達到高效操作，還能讓操作方式更靈活、可靠。

3 農業機械化應用機電一體化技術的價值

3.1 提高工作效率

機電一體化對農業機械化發展有較大影響，不僅能高效搜集信息，還能將信息進行整理，可以說，機電一體化推動了農業產品機械化的發展。如果機電一體化產品能將農業信息共享，就能幫助管理人員完善管理信息，更好地開展農業管理工作。此外，機電一體化能輔助管理人員更好地了解農作物，并制定完善的生產計劃。

機電一體化產品有自動控制功能，該功能適合應用于農業領域，不僅能提高該設備的應用率，還能提高準確度。使用機電一體化產品能有效獲取各種農產品信息，自動控制功能可以減少人為、環境等外部因素引起的故障，間接提高工作質量[3]。

3.2 保護農業設備

目前，農業機械設備的安全問題是工作人員關心的問題之一，農戶耕作時間有限，如果設備發生問題，就會影響耕作時間，嚴重則會影響整個農業生產。機電一體化設備中有自我控制功能，使用該設備能大大減少設備故障次數，保護設備安全。

此外，機電一體化應用在農業機械化中能夠賦予設備更多功能，如報警功能。在使用設備時，設備內部系統產生故障，系統會自動報警并停止工作，該動作會延長設備壽命，減少設備故障引起的惡劣影響，保護設備的安全。農業設備不斷發展，已具備監控功能、防護功能等，在機電一體化的發展背景下，設備已不斷完善監控功能和防護功能，保障人員與設備的安全。此外，機電一體化技術不斷發展，也讓農業設備中的監控技術、防護技術飛速發展，不僅優化原有功能，還能讓操作更簡單方便。

3.3 人性化發展

機電一體化技術能為農業提供故障診斷等多個技術，應用在農業機械后，能優化機械內部系統，優化設備整體結構，讓農業機械具有更高的安全性，工作人員使用后，能減少事故的發生。

機電一體化技術和數字技術相結合，能推動農業機械化的發展，讓農業機械化發展更符合人的實際需求，讓機械產品操作更節能、安全、簡單、便捷，可以說，機電一體化技術讓農業機械化發展更人性化。

3.4 讓設備操作性更強

傳統農業設備容易出現故障問題，故障問題多由內部零件導致，機電一體化中的多個技術能解決傳統設備中的故障問題。機電一體化還能優化設備內部，簡化內部結構，讓設備操作起來更方便，拿取更容易。機電一體化能優化設備內部系統，讓內部系統運行更流暢，接受指令更迅速，使用設備時，能節省許多復雜操作步驟，讓工組人員更容易上手，并能迅速掌握操作方法。

此外，操作水平對作業效率有直接影響，如果機電設備操作方法簡單，就能提高效率。在人工智能和機電一體化影響下，農機管理也更完整、全面，設備也能滿足需求。

4 農業機械設備中機電一體化技術的應用探討

4.1 CAD技術

20世紀60年代，CAD技術誕生并發展，但受到計算機限制，CAD技術發展緩慢，進入80年代后，計算機技術飛速發展，也帶動了CAD技術的發展。在農業機械方面，應用CAD技術能解決信息計算難的問題。在研究方面，需要進行信息搜集和計算，搜集的信息越全面，信息計算越準確，就越能讓農業機械研究快速進步和發展，然而，傳統的方法進行計算不僅消耗大量人力資源，還不能保障計算結果準確率。在機電一體化影響下，CAD技術能被發現并應用到農業機械研究中，迅速解決了計算量大、計算難的問題，該技術利用計算機進行模型繪制，用圖形系統將大量有效數據信息進行處理，讓計算過程更短、數據結果更準確[4]。

4.2 GPS技術

GPS技術可應用在農業機械化上，使用該技術能夠做到對農業信息進行快速處理，該技術應用在農業機械后，讓從事該行業的工作人員能迅速獲取更精準的數據。GPS技術的應用體現在蟲害、雜草、播種、農業管理等各個環節，已成為必不可少的技術之一。

4.3 監控技術

在使用設備過程中，工作人員要依照現場情況對設備進行調節，主要調節參數，工作人員要了解該設備的特性，依照參數使用設備，讓機械設備能發揮真正作用。在發展階段，為達到獲取精準信息的目的，從事農業機械的工作人員要重視監控技術的應用，實際上，機電監控技術已開始深入到農業機械設備中，以幫助工作人員在操作過程中獲取更多數據，讓數據為農業管理提供支撐。

4.4 電子信息技術

電子信息技術的應用，讓農行機械研究與發展朝著智能化方向邁進。在農業機械化上，應用電子信息技術能有效控制信息和處理信息，讓信息為農業機械服務。電子信息技術可充分融入農業機械化中，并不斷地探索應用方法，從事農業的工作人員可利用該技術獲取更多有效資料，為農業管理提供支持[5]。

4.5 VR技術

VR技術包括人工智能、傳感技術、現實技術、并行處理技術等，使用VR技術能處理農業機械方面的圖形、影響，相關領導可利用該技術獲取農業管理中的有效信息，模擬動態化的農業管理，直觀展示農業研究與農業管理中的內容，該技術也能為農業機械化發展提供支持。

5 農業機械化中應用機電一體化技術的實際情況

5.1 國外應用機電一體化技術情況分析

歐美許多發達國家在農業機械設備中應用機電一體化技術較早，這些地區機電一體化技術已比較成熟，機械化設備使用率較高。美國、法國、英國等許多國家都從四個方面入手，提升機械設備功能，分別是設備速度、設備應用面積、設備操作、設備功率。現階段，技術飛速發展，許多技術已逐步應用在農業機械方面，以提高農業生產效率。而機械一體化技術完全符合農業機械化發展的技術需求，可以說，農業機械化發展已離不開機電一體化技術，例如，使用機電一體化技術能讓農業生產設備的使用面積增加、平整度增加，使用該技術后，從事農業的工作人員能迅速獲得大面積平整土地[6]。

5.2 國內應用機電一體化技術情況分析

計算機發展、市場環境、對技術應用的重視度等都影響農業機械化的發展，我國應用機電一體化技術晚于歐美國家，技術應用水平也有較大發展空間。

隨著技術的普及與應用，許多機電一體化技術得到了發展，農業機械化開始廣泛應用機電一體化技術，而機電一體化技術也發揮了作用，讓農業機械中的許多設備廣受好評。目前，機電一體化應用仍有較大發展空間，在農業機械化上仍有許多技術空白需要廣大學者共同探索。

6 農業機械化中應用機電一體化技術的發展討論

6.1 數字化

隨著技術的更新與發展，許多行業都積極應用機電一體化技術，該技術在控制領域表現出色，尤其體現在數字化控制技術方面，例如無人機技術、智能音響等產品。計算機等多種信息技術飛速發展，也為機電一體化技術提供了很大支持，推動了機電一體化技術的發展。目前，數字化已成為農業機械化中比較明顯的標志，數字化也可被看作農業機械化發展的標志[7]。

6.2 智能化

機電一體化技術應用在農業機械化上，能賦予農業機械化產品的功能智能化。目前，智能化已成為產品是否進步與發展的標志，智能化技術體現在農業機械產品的多個功能上，賦予農業機械產品智能化特點，能讓農業機械產品更符合人們使用習慣和市級需求。

6.3 網絡化

隨著互聯網的發展，許多技術被廣泛傳播并應用于各行各業中，VR技術、監控技術、電子信息技術等都已應用在農業機械上。機電一體化在農業機械化上已得到較好的應用與發展，如賦予農業機械設備網絡化性質，就能讓農業機械設備更符合農業生產與農業管理需求。因此，相關部門及學者要加大力度研究農業機械設備網絡化性質，加大資金、人才的投入，讓農業機械設備為農業行業發展做出貢獻。

6.4 模塊化

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

7 探索機電一體化技術在農業機械化方面的實際應用

在機電一體化技術中，CAD技術被大眾熟知并應用較廣，在一定程度上，CAD技術可以代表機電一體化技術。CAD技術是一個非常實用的技術，也可稱為建模技術，主要利用模擬技術、計算機等將農業信息轉變成數據模型，從事農業行業的工作人員可利用該數據模型進行分析，并制定下一步工作計劃或開展農業管理活動。例如，利用圖形模型對農業區域的生產情況進行分析，并發出結論，通過數據模型分析生產技術問題，并改善下一個階段的生產計劃，推動農業持續發展。

8 結語

通過介紹機電一體化內涵、產品優勢、主要特征，闡述農業機械化應用機電一體化技術的價值，并探討農業機械設備中機電一體化技術的應用，了解當前農業機械發展情況，推動農業機械化的全面發展。還介紹了農業機械設備一體化技術的實際技術應用，如CAD技術、監控技術、VR技術等，對國內外將機電一體化技術在農業機械化中的實際應用進行對比，以加快機電一體化與農業機械化的融合發展腳步。還對農業機械化中應用機電一體化技術的發展進行討論，并探索技術的實際應用，讓更多人看到農業機械化應用機電一體化技術的優勢，以期能推動農業機械化的發展，讓人們從勞動中解放出來。