关于机电一体化技术在农业机械上的应用及影响的探析

关于机电一体化技术在农业机械上的应用及影响的探析

周建军,罗永权

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摘要：自从电子技术成为生产生活的重要发展力以来，电子技术与其它技术的融合越来越紧密，在技术改良的过程中，“机电一体化”的概念被提出并得到了完善。“机电一体化”一词的提出是在上个世纪六十年代末期，然而一直到七十年代，当时的人们都认为“机电一体化”是简单的指机械设备和电子技术的结合，而我国国内却将“机电一体化”的概念和“机械电子学”结合并交融，从而使机电一体化的概念更加丰富和立体。

关键词：机电一体化技术；农业机械；应用；影响

引言

改革开放以来，伴随着我国城市化发展的不断加快，我国社会经济也在快速发展，各行各业的新兴技术都在向着自动化和智能化改进，以此实现高质量和高效率的结合。在农业生产方面，相关技术都在向着机电一体化的方向发展，充分把握并利用机电一体化技术是新时代农业相关技术，尤其是农业机械技术改进的重点方向。本文将从自动化技术的发展、新兴单片机技术的应用及中外自动化技术的发展对比等方面进行分析，讨论在农业机械发展方面机电一体化的具体应用和产生的影响。

1机电一体化的内涵

工业化和信息化是催生机电一体化的基础，并且随着网络科技的普及，机电一体化除机械技术和电子技术，还融入了光学技术和信息技术等，是许多学科和技术的综合体，电路系统的传感和控制提高了机械的自动化程度，能够减轻工作负担，保证操作精度，及时处理故障，满足了智能化机械的工作要求。

2机电一体化技术对于农业机械的影响

2.1提效率减能耗

农业机械的应用可以提高农业生产工作效率，但目前简单的机械化生产，其性能及生产效率仍无法有效满足农业需求。而机电一体化技术在传统农业机械上应用后，农业生产者可以根据需求给出明确指令及条件，由计算机程序自动运行，在操作效率及精准控制上效果会更加理想。此外，机械自动化生产可以确保达到目标要求，同时合理利用资源，使资源利用最大化，降低人为重复操作造成的资源损耗及浪费，继而减少能耗。

2.2提高农业机械的安全生产能力

机电技术的应用在状态监测、故障报警、故障诊断、安全保护等方面赋予了新技术农机更全面的功能。在驾驶农业机械作业的过程中，能够对可能出现故障问题的位置进行预判，以帮助驾驶员提早发现安全隐患，在一定程度上避免农机故障问题的发生。且当发生故障时系统能够主动采取相应的防护措施，避免驾驶人员人身和农机出现安全风险，使农业生产的安全得到有力保障。由于电子元器件的大量使用，传统农机中的传动结构大量减少，使零件的磨损和失效显著降低，且农机装备的灵敏度和可靠性显著提升，有力保证了农业机械的使用寿命。

3机电一体化技术在农业机械上的应用

3.1虚拟现实技术

在农业机械上的应用虚拟现实技术是通过运用图像识别技术、视觉图像采集及图像处理、智能接口等技术分析获得田间作物的生产状态及环境等，将现实环境、背景按照1：1的比例在计算机上建模，构建虚拟实时三维世界，并且可以立体显示现实环境，通过在虚拟环境中模拟设备运行的实时状况，可以使产品设计更加方便、快捷、直观；同时虚拟现实技术可以模拟极端环境及突发危险，通过加强实战演练，提高机械操作者的应变能力，帮助他们熟练机械操作，继而有效提高农业生产效率及安全性。

3.2电子信息技术

单纯的机械或单纯的电工都不能反映机电一体化的应用能力，在计算机信息时代中，农机必须对电子技术和信息技术进行整合，如此才能促进机电一体化与农机达到更完美的适配关系，从而利用智能网络控制电子设备，由电子设备指挥农业机械。当前常见的带有机电一体化系统的农机中都配有电子显示屏、电子控制面板、芯片处理器、各类传感器等，它们相互之间形成了智能化工作系统，对农机的单元部分可以进行严格的控制和科学的管理。另外，为提高电子信息技术在农机领域应用的广泛程度，在设计阶段还为行业制定了一些通用的标准化程序，如机电一体化系统可以提供统一的标准化接口，使播种拖拉机、谷物收割机和翻地车等陆地行进式农机依靠标准接口与总线挂接，而总线则通过控制局域网进行数据的反馈传输，以此对农机起到控制和监测作用。

3.3监控技术在农业机械上的应用

现如今，在机电一体化技术中，监控技术方面已成熟，可以收集、评估、监视和控制许多信息。从农业机械方面来看，首先操作过程中会产生许多控制因数。多数情况下，控制参数会随着机械功能增多以及结构的复杂性而增多。其次，机械内部的部件也会有很多状态参数，组件的复杂程度和参数通常呈正比。这些参数不仅反映了农业机械的操作情况，而且反映了农业机械的稳定性和安全性，仅使用人力资源进行实时监控困难，因为人们很难在短时间内做出评估和回应。如果依靠监视技术，可以实时监视所有农业机械，根据反馈的参数迅速做出回应，进而保证生产的高效性。

3.4卫星导航和自动驾驶技术

现代化的卫星导航技术结合了控制技术、信息技术和视觉识别技术，通过卫星导航技术能够实现农业机械的精准定位、周边信息实时采集以及作业方案合理设计。通过在传感器和视觉识别技术的结合下实现农业机械的自动化驾驶，将高精度的导航技术应用于大面积耕地作业，有利于形成高效的分组作业模式或多种农业机械的混合作业，便于农业生产的管理工作，有利于生产效率的提升。

4机电一体化技术对农业机械的促进作用

机电一体化技术在农业机械领域的应用，对农机化生产的实施具有积极的促进作用。一方面，农业机械的生产效率得到了显著提高，机电一体化技术有效提升了农业机械各个部件之间的配合与反应速度，并减少人工操作的步骤，且农业机械执行的工作任务更加精细标准，农业机械作业过程具有了更加明显的节能减排和低碳环保的特点;另一方面，农业机械作业过程中的故障发生率显著降低，很多机械异常状态在故障特征出现的第一时间就会被监测系统发现，并得到及时的处理，对于可能造成的重大故障，机具还会自主进行干预，中断危险位置的动力，使机具安全性得到加强，驾驶人员的人身安全也得到进一步保证。此外，利用电子控制技术，农机使用的便捷性提升，对驾驶员的操作技能相应降低，农机作业中的合理性得到提升，驾驶农机的失误明显减少，利用功能齐备的人机交互协同，农业机械的管理与维护保养工作实施也变得更加规范。

结束语

由各类分析数据以及研究可以看出，机电一体化技术的发展和实践是社会发展的必然趋势，新时代对于经济发展的高要求使得生产生活的各方面都要考虑与电子技术融合进行深度发展。机电一体化技术是在信息时代背景刺激下多种科学技术的高度融合，是社会生产力深度发展的必然要求。由此可见，机电技术在国民经济发展中的地位逐渐增强，农业生产要得到现代化的提升和发展，就需要将机电一体化真正融入到生产的方方面面，才能使农业技术得到高效发展，为祖国的经济进步打下基础。

参考文献

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[3]邹世彦.机电一体化技术在农业机械上的应用及重要影响[J].农家参谋，2020（16）：45.