计算机技术在农业机械及设计制造中的应用

计算机技术在农业机械及设计制造中的应用

王京钰

身份证号：110223198704204616

摘要：在我国，受到农业机械使用环境和使用群体的限制，农机企业开发的产品更倾向于人工驾驶的机械类产品，农机产品与计算机、数字控制等先进技术结合仍不充分，与智能加工、汽车等行业相比相差甚远。与发达国家的农机技术相比，我国农机技术的现代化程度已明显不足，尽管近年来农业机械的普及率不断上升，但平均技术水平不足成为制约农机化生产的新短板，如何在“增量的同时提质”是农机行业发展必须要思考的问题。

关键词：计算机技术；农业机械；设计制造；应用

1计算机技术优势

自工业4.0后，计算机技术与该专业的发展获得了更有利的社会条件，可以有效推动计算机技术的智能化发展。在计算机技术领域中，其为机械设计制造所带来的主要功能与作用就是能提供更多的机械数据信息，并针对数据信息进行高效的运算，借助于数据分析与数据处理，从而能有效概括计算机技术的各种优势。如通过利用计算机语言，在应用软件期间，可有效运用计算机技术来协助处理，从而减少在以往人工设计模式中可能发生的各种问题，进而将误差控制到最小范围内，从而获取更加具有实用性的软件，同时运用计算机技术还能够有效提高产品的多元化性能。此外，计算机技术还可以提高当前在机械设计过程中改的成绩和效率，可以有效缩短人工工作时长，节省大量的时间成本，主要的方式就是通过机械设备来替代人工，从而保障工作流程的顺利进行，这样也能有效避免人工设计的失误，防止出现返工等情况，减少不必要的经济损失。如可以使用计算机虚拟技术通过机械制造及其自动化的关键设备，在文章研究当中认为需要整合机械设计制造及其自动化的相关内涵与重要理念，同时将这些内涵和重要理念融入到具体的实验实践当中，而后通过实验实践的方式考证其中存在的各种问题。简而言之，运用在机械设计制造及其自动化当中应用计算机技术，能够进一步提升机械制造的自动化程度，并在一定程度上促进机械设计制造的智能化发展，以此来带动机械设计制造领域工作效率与质量的提升。

2计算机技术在农业机械中的应用

2.1卫星定位与导航

卫星定位与导航是现阶段农机合理化作业以及未来农机发展的必要功能之一，其能够实现对农机位置的高精度定位。在定位功能实现的过程中，需要通过计算机系统统计农机上装备的卫星定位终端与所搜索到的卫星之间的位置数据关系，并利用运算初步定位，再通过与农机附近田地的卫星基站进行位置纠偏运算，能够实现对农机位置的精准定位。在精准定位功能的基础上，为进一步提高农机行驶的合理性，导航技术广泛应用到了农机化生产中，计算机技术能够利用卫星定位数据与农田边界信息进行农田作业路线的规划，可指导驾驶员进行精确的行驶，并根据地理信息系统的数据规避障碍物和不良地形，驾驶员通过导航屏幕的指引能够实现高精度的农机驾驶操作，有效避免行驶路线偏离和行驶路线重复问题。

2.2视觉识别及数据获取

在农业机械上安装视觉设备的目的是使农机能够模拟人的双眼，从而提高对环境的认识能力。视觉识别看似是增加了一个或多个摄像头，但摄像头仅为视觉图像的获取装备，要实现视觉识别的功能，必须依靠计算机技术对获取的图像数据进行复杂的处理。在进行视觉识别的过程中，摄像头在获取图像信息后将其传输到计算机系统中进行处理，计算机需要完成以下的工作任务，一是对图片进行色彩处理，根据不同的RGB选项生成多个图形；二是去除图形中的非重要元素；三是识别图片中的关键信息；四是确定识别目标并将其定位和凸显；五是验证目标的有效性，并生成空间坐标数据；六是将识别的信息进行输出或存储，用于指导农机作业。基于计算机技术的视觉识别能显著提高农机田间形式的避障能力，并有利于同步获取田间信息。

2.3智能农机的开发

农业机械未来发展的大趋势是智能化，而实现智能化的要求是农机的无人监管作业，要求农机不仅能实现农业作业的自动化，还需要实现自主管理、生产决策等功能。随着农机智能化相关研究与产品开发的深入，农机技术与电气、通信、视觉、卫星定位、遥感等众多技术相整合，而连接一切技术的控制与运算核心就是计算机技术。利用计算机技术，农业机械在强大的运算支持下能实现自主驾驶、环境识别、内部感知等全部功能，并能将各个功能的相关信息与数据进行结合，使农业机械配备的智能功能成为一个整体，实现农机的高度智能化作业。

2.4智慧温室大棚开发

近年来，我国温室大棚实现了技术上的全面升级，温室大棚的智能化程度得到了显著提升。现代化的智慧大棚是先进技术的集合体，其利用计算机进行大部分功能的集中统一管理。在计算机的控制下，一方面，能够对大棚内部的温度、湿度、光照、肥力、病虫害等数据进行统计，另一方面，更够通过对数据的分析处理做出决策，指导自动控制设备执行遮阳、增湿、灌溉、施肥、药物喷施等大棚生产任务。计算机技术的应用，促进了智慧大棚的无人化生产，帮助生产管理人员降低劳动量，同时，利用人机交互功能，管理人员还能便捷地更改大棚的相关数据，计算机能及时修正相关控制参数，并采用新修改的方案执行控制。

3计算机技术在农机机械设计制造的应用

3.1三维模型化设计

计算机三维设计软件的应用有效解决了农机产品设计过程直观性不强的问题。利用现阶段应用广泛的三维机械设计软件，如SolidWorks、PRO/E等，能够实现单独零件建模后的预装配，并在装配过程中解决设计中存在的配合不当、结构不合理、零部件运转干涉等问题，空间展示更加直观合理，便于设计成果的汇报、讨论与优化。同时，三维图形能够快速生成平面图纸，并实现三维图形与图纸的直接关联，零部件修改和技术升级时只需修改三维图结构即可实现平面图纸的联动修改，工作效率得到大幅提升。三维建模软件在农业机械设计中的应用，有效加速了产品的开发过程，有利于先进技术产品快速投入市场。

3.2设计过程的仿真分析

仿真分析是在农业机械三维建模的基础上实现了新功能，利用ANSYS、ADAMS等计算机软件将三维模型导入后，能够对零部件进行材料、受理等多项参数设计，利用计算机强大的运算能力进行机械结构的强度、刚性、受力状态、运动状态、塑性变形等进行数据分析，并生成直观的数据图。设计人员可利用仿真分析的结果进行设计优化。与传统的人工受力计算和试验验证相比，计算机软件仿真分析节省了大量的人力物力，能有效减少设计过程中选材不合理、零部件强度不足或零部件尺寸设计过大等问题，能实现在生产加工前对农机产品关键零件的进一步验证，及时发现和改正设计的不足之处，提高农机产品的可靠性[6]。

3.3虚拟制造与工艺优化

在农业机械生产加工的过程中，传统的农机数控制造过程通过试制零件完成生产工艺的优化，此过程常产生大量废品，造成了材料浪费和生产加工时间的延长。利用计算机软件对数控加工过程进行模拟，能便捷地验证加工过程程序编制的正确性，并在此过程中进行加工工艺的修正，有利于提高试制零件的成功率，缩短生产制造周期，节约生产材料与成本，并提升加工制造的质量。

4结语

综上所述，计算机技术能够对农业机械的功能及产品开发制造的过程产生积极的提升作用，尤其在自动化与智能化的新时代，农机企业应当做到与时俱进，积极转变传统的产品开发、设计、制造理念，将计算机技术应用到设计、制造及农产品的功能升级上，利用现代化的计算机技术全面提升农机企业的产品竞争力，实现国产农机技术智能化升级。

参考文献

[1]刘正波．计算机智能化技术在农业机械中的应用[J]．电子技术与软件工程，2021（14）：117-118.

[2]姜宇．计算机技术与农业机械现代化的关系[J]．化纤与纺织技术，2021，50（7）：101-102.