機電一體化在農業機械工程中的運用

摘要：本文分析機電一體化在農業機械工程中的實踐運用和發展趨勢，為農業機械工程發展建設提供參考。農業機械工程中運用機電一體化可提升工作效率、減少設備故障發生率和優化農機設備操作性能。機電一體化的推廣與運用是社會發展的必然趨勢，也是科技進步的重要體現。要想實現機電一體化的科學運用，將其在農業機械工程中的作用和價值充分體現出來，還需要做好優化設計、施工控制與人才培養等工作，讓機電一體化得到貫徹落實。

關鍵詞：機電一體化；農業機械工程；電子技術；工程設計優化

作者簡介：魏海燕，專科，工程師，研究方向為農機工程。

農業機械是現代農業生產中不可缺少的要素，多種類型農機設備搭配使用提高了生產效率，優化了農業技術水平，為農業生產作業的高效穩定開展提供了可靠保障。隨著電子技術的快速發展，多種機電產品被研發出來，將機電一體化運用到農業機械工程中能夠提升機械設計和生產水平，促進農業機械化技術創新發展，簡化整個農業生產作業流程，降低操作風險，更好地滿足農業機械工程發展建設要求。要明確機電一體化技術的應用優勢，重視對機電一體化應用價值的探究，掌握相關要點，使其得到高效運用。

1 機電一體化在農業機械工程中的應用價值

1.1 提升農業機械工程生產效率

機電一體化能夠實現信息數據的快速分析與處理。通過利用先進儀器設備對農業生產數據進行采集、分析與處理，可為相關生產作業的合理開展提供有效依據，幫助農業生產管理人員及時了解生產情況，以此實現對農業生產過程的動態化監測管理。通過對監測結果的綜合分析制定科學、高效的生產方案，有利于提高農業整體生產效率，促進綜合效益提升。機電一體化的應用改善了傳統農業機械設備生產中存在的不足，融入了農業生產全過程，能夠對每種機械設備進行合理調配，實現綜合運用，使農機設備的應用效率得到明顯提升，同時也降低了資源能源的消耗，減少了農業生產成本投入[1]。

1.2 降低故障問題的發生率

機電一體化系統的智能化和自動化水平比較高，可以根據農業生產需要對機械設備進行自動控制，無需人員參與，可直接根據收集到的各項數據信息進行合理調控，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象，避免了由人為因素導致的農業機械故障問題，使每個生產流程都能夠規范有序進行，促進農業生產計劃的順利實施。另外，機電一體化系統在運行期間也可以對農業機械工程進行全面監督管控，通過對各項信息參數的實時掌握實現對機械設備運行狀態的靈活調整，若出現異常情況也能夠及時發現并報警，讓相關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，使農業機械設備可以一直保持安全穩定狀態。利用機電一體化的監控管理功能也可提高整個工程的防護水平，促進農機設備高效運行，操作人員的安全也可以得到保障。

1.3 優化農機設備操作性能

機電一體化中運用了多種先進技術，在現代科學技術和信息技術的支持下，農業機械設備的操作性能得到優化，能夠滿足農業生產中的不同需求。以往在使用農業機械設備時需要安排專門人員進行操作，對人員的專業技術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。機電一體化的應用可以改善上述問題，通過對農業機械設備進行優化和更新，利用計算機系統進行操控管理，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中控制相關程序就可以讓農業機械設備按照一定要求運行，對于農機設備中的各項參數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[2]。

2 機電一體化系統的主要技術

機電一體化將電子技術與機械技術融合在一起，可滿足不同生產作業需要，提高整體功能性，在推進農業機械自動化發展中起到了關鍵作用。這一技術在實際應用中具有強大功能，可實現自動化控制，而且也具有智能化特點，可保障機械設備應用期間的安全穩定，實際運用中的操作程序得到簡化，生產效率明顯提升。機電一體化系統的主要技術涉及以下幾方面。

2.1 信息技術

機電一體化系統在運行期間離不開信息技術的支持，信息技術作為整個系統的核心內容，為信息的收集與傳遞提供技術支撐，可以保障各方面信息資料的完整性，為機電一體化系統的安全穩定運行提供技術支撐。信息技術的飛速發展為各行各業提供了便利，實際應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的引進與應用，提升系統的運行效率。

2.2 機械技術

機電一體化主要以機械設備為基礎，整體運行效果與機械技術水平密切相關，必須要保障機械設備性能良好，并根據發展需要進行設備技術的更新與完善，使機械設備重量和體積等得到進一步優化，將多種新材料和新技術設備應用到其中，可以推動機電一體化的進步與發展。

2.3 感應技術

機電一體化系統在運行期間需要對各方面信息數據進行準確收集，所以需要功能性強、靈敏度高的感應裝置來實現。感應裝置能夠對工作環境中的各項參數進行技術感應和收集，并傳輸到控制系統，根據具體情況來確定后續工作開展方向。傳感器是機電一體化系統中比較常用的一種感應裝置，其受到外界因素的干擾比較小，環境檢測能力比較強，在實際應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

控制技術則是該系統中的一項關鍵技術，通過對收集到的各項參數進行綜合分析，結合工作需要發出相關指令，以此實現對機電一體化系統的管理和控制。控制技術在實際應用期間要結合整個系統的實際情況進行針對性調試，對于各項參數要進行靈活調整，選擇最合適的控制方法，提高控制效率，為機電一體系統運行質量提供保障。

3 機電一體化在農業機械工程中的具體應用

3.1 計算機輔助設計技術的應用

計算機輔助技術融合了多種先進技術，具有綜合性強的特點，能將多種技術功能整合在一起，相互輔助、相互協調，實現優勢互補，可將多種技術的作用和價值充分體現出來，達到效益最大化。這項技術在實際應用期間可以結合農業機械工程的具體情況，將機械設計效果直觀形象地進行展示，便于設計內容的改進和優化，確定農業機械設備的設計效果，有利于提升農業機械工程設計質量和水平，優化機械設備性能，縮短機械設備研發周期。

農業機械工程具有系統化和復雜性特點，涉及多方面內容，整體設計具有一定困難，如果采用以往的設計方法則存在一定缺陷，無法很好地滿足現代農業機械工程發展需要。將計算機輔助設計技術應用其中能夠明顯改善以上問題，可將多種先進技術與農業機械設備結構設計和搭配技術相結合，充分考慮到多方面影響因素并對各類問題進行有效處理，將農業機械設備中各零部件的作用發揮出來。通過對農機設備建立三維立體模型，可以將每一項參數設計效果立體體現出來，為設計優化提供有效依據，進一步提升工程設計水平。

3.2 北斗衛星導航系統的應用

北斗衛星導航系統是我國自主研制的全球定位與通信系統，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，將這項技術運用到農業機械工程中，可進一步提高農業全過程機械化作業水平，促進精準農業發展建設。北斗技術在應用時能夠對農業機械工程中的各項設備進行精準定位，及時掌握農業機械的運行狀態和應用效果，能及時發現異常情況和故障問題，快速找到導致故障問題發生的主要原因并進行及時有效的處理，可讓農業機械快速恢復到正常運行狀態，保障其運行質量和效果，為農業生產作業的穩定、持續開展奠定基礎。

3.3 電子信息技術的應用

電子信息技術的應用提高了農業機械工程的自動化、智能化水平，對于農業生產流程可實現集約化管理，可有效控制成本，同時也可以提高節能環保水平，這對農業的可持續發展具有重要意義。電子信息技術是機電一體化中的重要組成部分，將其運用到農業機械工程中能夠為工程創新發展提供技術支撐，在農業機械運用的過程中也可以進行全面監督，快速進行故障診斷，便于各項信息數據的及時傳輸，技術功能性比較強，對農業生產發展有著積極影響。通過全過程監控管理可以規范農業機械設備的使用，發揮各項標準和制度內容的約束作用，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優勢改善農業生產條件，提高生產作業水平。

3.4 虛擬技術的應用

農業機械工程中應用的虛擬技術主要包括多媒體技術、傳感器技術和計算機技術等，虛擬技術能結合農業生產需求進行三維模型構建，是機電一體化系統中的重要組成部分，可以將多方面信息數據整合在一起進行完整模型構建，形成結構完整的模型體系。虛擬技術是一種集成技術，能夠將農業機械工程運行期間的具體情況利用動態建模的方式進行展示，為農業機械工程設計提供準確依據。借助虛擬技術可將農業機械設備的運行規律和特點進行展示，便于管理者和使用者對農業機械工程有更加全面的了解，若出現突發情況也可以利用虛擬技術進行建模分析，從而獲得針對性的處理方法，將損失降到最低。

3.5 其他技術的應用分析

除了上述幾種機電一體化技術之外，還有許多新技術被應用到了農業機械工程中，如自動化控制技術、微電子傳感技術和新型液壓技術等，這些機電一體化新技術的應用優勢較為明顯，能夠對農業機械工程進行進一步優化與完善，強化和提升工程整體的功能作用，將機械工程在農業生產中的價值充分展現。多種技術的綜合運用可促進農業機械設備的聯合作業，滿足現代農業生產中的不同需求，顯著提升生產效率和技術水平 [4]。

4 機電一體化系統在農業機械工程的應用實踐

4.1 監控功能

農業機械工程在實際應用期間要重視監督管理，提高農業機械的安全作業水平。以往主要采用人工監督管理方式，這一方式存在效率低和檢查漏洞風險，一般在機械設備出現問題時才會被發現，而基于機電一體化系統的監督管控技術可實現對農業機械使用過程的實時、細致監控，便于及時了解農業機械運行狀態，并通過系統控制平臺對農業機械進行遠程控制，保證其運行狀態良好。

4.2 節能降耗

農業機械設備種類比較多，其中的大型設備數量占比較高，在運行期間資源能源的消耗量比較大，農業生產中的前期投入成本比較高。機電一體化系統的應用可實現對農業機械的升級與優化，提高農業機械設備技術水平，讓各類資源能源得到高效利用，使浪費現象得到了有效控制，對農業生產作業的良好發展有著積極影響。另外，機電一體化的應用也可以對污染問題進行合理管控，減少污染物的排放量，促進農業機械低能耗運轉，提高農業機械化生產中的生態效益。

4.3 提高精度

農業機械工程的工作質量與農業機械設備的操作精度密切相關，相關機械設備在使用環節涉及較多的測量、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失誤或者偏差情況，各項參數的準確性得不到保障，這就會對農業機械工程質量產生影響。機電一體化系統則可以確保各項數據參數的準確性，利用計算機技術和信息技術進行測量與檢測，誤差能夠控制在允許范圍，有利于提升農業機械設備的作業精度，而且該系統在運行過程中不會受到外界環境影響，能夠進行持續工作，與傳統作業方式相比優勢明顯。

4.4 技術升級

機電一體化在農業機械工程中的合理運用促進了整個工程的技術創新，使生產作業模式發生了較大改變，無需進行復雜繁瑣操作，就可利用數字化技術對農業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了各種農業機械設備的搭配使用，能夠聯合作業，根據農業生產需要進行集成控制與管理，在不同的生產環節能夠進行農業機械的靈活調配，使運行效率得以提升，可切實發揮農業機械設備的性能，對技術革新升級有著積極影響。

5 機電一體化在農業機械工程中的發展趨勢

5.1 光機電一體化

光機電一體化發展主要是將光學技術與機電一體化技術相結合，可發揮光學技術優勢提高傳感技術水平，實現對信息數據的快速處理，使農業機械運行效率和工作精度得到提升，這是機電一體化發展的主要趨勢。

5.2 集成微型化

集成微型化發展主要是對農業機械的體積和重量進行控制，將集成電路和微電子技術應用到農業機械工程中的機電一體化系統中，使機電一體化產品體積減小，重量更輕，促進農業機械設備的輕量化發展，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

人工智能技術水平在不斷提升，機電一體化系統在實際應用時其智能化水平也得到增強，可以對農業機械工作環境條件進行智能識別，結合具體情況和生產需要對機械參數進行自動調整，對于故障問題也可以自我修復，實現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，而且對于不同的農業生產環境都有較強的適應性，這是未來發展的主要方向。

5.4 綠色環保型發展

農業機械的運用簡化了農業生產流程，提高了生產作業效率，但是資源能源的使用量逐漸增加，對環境也造成了一定破壞，機電一體化技術在未來發展中需要加強對節能環保的重視，將綠色理念融入到農業機械工程中，重視低能耗、低污染、低排放設備和產品的使用，要從農業機械工程的可持續發展角度出發，這樣才能做到穩定持續前行。

6 機電一體化在農業機械工程中的應用建議

6.1 優化農業機械設計方案

要想讓機電一體化在農業機械工程中得到良好運用，還需要結合農業生產實際需要進行針對性的農業機械設計，完善設計方案，對農業機械進行技術創新，不斷提升農業生產水平，為機電一體化應用提供良好條件，以促進二者的充分結合，這樣才能將機電一體化的作用和價值體現出來[5]。

6.2 注重工程實施過程控制

農業機械工程發展建設中需要嚴格按照設計要求和規范標準進行操作，發揮機電一體化的監督管理作用，保證工程實施質量。對于農業機械設備運行期間存在的安全隱患問題要全面監控，注重風險排查，提高操作人員的安全意識，確保在機電一體化技術應用中能夠對安全問題進行有效管控。

6.3 提高機電一體化運用水平

為切實發揮機電一體化技術的功能作用，還需要提高管理人員和操作人員的專業能力和技術水平，通過相關培訓幫助他們掌握機電一體化運用技巧，確保機電一體化系統在農業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對和處理，提高機電一體化運用水平，只有打下良好基礎才能促進農業生產作業的順利完成。

7 結束語

當前我國農業生產中還存在較多不足，農業水平仍處于發展階段，機電一體化的合理應用推動了農業機械工程的進一步發展，為農業生產的現代化和智能化發展提供技術支撐。充分利用機械、電子、信息等技術進行生產作業，可顯著提升整體生產水平，降低農民勞動強度，提高農業生產效益和作物產量品質。在這一過程中農業機械工程得到了改進優化，必須要重視對機電一體化技術和系統的深入研究，持續進行優化與完善，將其在農業機械工程的作用優勢充分展現出來，確保相關技術系統能夠得到合理運用，這對農業機械工程的持續穩定發展有著促進作用。

參考文獻

[1] 牛璐.機電一體化系統在農業機械工程中的應用策略[J].河北農機，2021（10）：63-64.

[2] 楊艷春，于文強.機電一體化技術在農業機械上的應用及影響[J].福建農機，2021（2）：46-49.

[3] 杜穎.現代技術在農業機械工程中的應用和推廣[J].當代農機，2021（8）：39-40.

[4] 王海龍.機電一體化在農業機械化方面的發展分析[J].農業開發與裝備，2021（2）：15-16.

[5] 劉芳琴.農業機械的創新與發展[J].鄉村科技，2021，12（18）：121-122.