机电一体化技术在农机领域的应用发展研究

机电一体化技术在农机领域的应用发展研究

高岩

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摘要：现如今，国家经济水平不断提高，农业发展突飞猛进。农业生产全程机械化的速度明显加快，农机保有量持续增加，机电一体化的应用也更加广泛。通过分析机电一体化的概念，结合农业机械的使用场景和生产需求，探究其在农业机械设计中的应用以及未来的发展趋势，提升农业机械的自动化、智能化水平，有利于推动我国农业可持续发展，实现我国农业现代化发展的目标。

关键词：机电一体化；技术；农机领域；应用；研究

引言

目前我国制造业整体生产技术水平相比以往提升了一大截，其生产模式在信息技术与自动化技术的应用下也实现了升级改进，但其仍然存在材料利用率低、生产污染较大、智能化水平不足等诸多问题，在生产质量和生产效率上相比发达国家仍存在一定差距。而集合机械技术与信息技术优势并不断完善创新的机电一体化技术，在机械设计制造中的应用成为当前阶段促进制造行业发展的必然选择。为此，各制造企业需掌握机电一体化技术概念和应用优势，明确机电一体化基础技术分类，结合自身生产实际，寻找到更为符合自身实际需求的机电一体化技术应用方法，从而为机械设计制造行业的发展提供有力的技术支持。

1机电一体化的概述

机电一体化（Mechatronics）是机械工程、电子工程、计算机科学和控制工程等多个学科交叉融合而成的一门学科，它通过将机械、电子和计算机技术融合在一起，实现自动化和智能化控制的目标，是将机械、电气、自动控制和计算机技术紧密结合的一种新型综合技术，能够实现对机械系统的智能化控制和自动化操作。机电一体化的主要目标是实现机械系统的自动化和智能化控制，它通过对电子和计算机技术的应用，将机械系统与控制系统紧密结合起来，从而实现机械系统的高效、精准、安全和可靠运行。机电一体化技术被广泛应用于工业、农业、医疗、家庭等各个领域，在汽车、机床、机器人、智能家居等方面都有广泛的应用。

2机电一体化技术在农机的优势

2.1体积小，重量轻

目前的机电一体化技术与传统的机械技术相比，具有明显的体积小、重量轻的特点。近年，在电子信息技术进步的推动作用下，各类电子元器件的体积都在不断缩小，集成电路的大规模应用，让许多传统电子元器件的体积极大缩小，重量也极度降低，使得应用了机电一体化技术的农业机械体积越来越小。也正是得益于体积小、重量轻的优点，使得现代先进农机的运输和使用变得十分方便，极大地提升了其使用效率和生产效率。

2.2生产效率高

生产效率高是机电一体化设备的重要特征。机电一体化技术的发展，一直在不断适应市场发展的需求，为了匹配工业企业的生产需求，机电一体化设备会采用许多高效保质的技术，来提升机电一体化设备的工作效率，提升农业生产机械的生产速度。随着一些高新技术与机电一体化技术的统合，尤其是电子信息技术的融入，让应用了机电一体化技术的先进农机的效率越来越高。

2.3安全性能高

采用机电一体化技术的现代农机与传统的农机相比，具有较高的安全性能。机电一体化农机的运行，许多人工操作被机电设备所取代，极大地降低了生产过程中人员风险。另外，机电一体化农机的运行，许多动作指令的下达，都是按照设定的电脑程序执行，降低了人工操作失误概率，电脑程序的高可靠性促进了机电一体化农业机械安全性能的提升。

3机电一体化系统在农业机械设计中的应用

3.1虚拟技术

虚拟技术是一项利用计算机对复杂数据进行可视化操作和交互运算模拟的综合性技术，由于其在虚拟平台构建、虚拟系统检测方面具有很强的优势，在科技、医疗、娱乐等领域得到了广泛应用。在农业机械的设计中将机电一体化技术与虚拟技术进行融合，可实现对农业机械的外观设计、机构部件的模拟组装、性能参数的可视化检测，缩短研发流程，节约设计成本，推动农业机械的智能化、自动化发展。

3.2GPS技术

GPS技术是一种以人造卫星信号为基础，实现三维空间定位的高精度无线技术，已广泛应用于航天、航空、军事、农业等领域，具有定位精度高、仪器操作简便、抗干扰能力强、适用性强等优点。目前GPS技术在农业生产中主要应用于农业信息采集、农机自动作业，在农业机械设计中充分结合机电一体化技术和GPS的优势，可大幅度提升农机装备的自动化、智能化水平。例如，通过在机电一体化系统上搭载GPS模块，可使农业机械在作业时完成对作业田块的精准测量，根据采集到的数据，进行精细化平地、耕地、播种、施肥、驱虫；还可对装配GPS模块的农业机械进行实时监控和远程控制，实现农业机械作业的跨区管理。

3.3传感器技术

传感器技术是机电一体化系统实现自动监测和自动控制的关键，在农业机械的设计过程中充分结合机电一体化技术和传感器技术的优势，可实现对农业机械作业状态的动态监测，帮助操作人员及时了解和掌握农业机械作业状态，并可将采取到的运行参数及时反馈给系统，能够“早发现、早解决”机器故障，提高农业机械的使用效率。

3.4电子信息技术

在全球信息化快速发展的大背景下，应用电子信息技术进行农业机械机电一体化系统的设计已成为未来发展的必然趋势。电子信息技术能够进一步提升农业机械的综合性能，具有突出的作业监测能力、设备故障判断能力、信息通讯能力，不但符合改善农业生产条件，提高农业生产信息化水平的需要，也契合我国农业绿色环保发展的理念。

4机电一体化技术在农业机械中的展望

机电一体化技术在国内农业机械中的应用也日益广泛，成为推动我国农业现代化和农机智能化的重要手段。国内机电一体化技术在农业机械中的发展方向主要体现在机电一体化自动化控制技术、机电一体化动力系统集成技术、机电一体化信息化管理技术、机电一体化智能化维修技术等方面。第一，机电一体化自动化控制技术。国内一些大型农机制造商，如山东恒久、江苏宏图等，通过在农机上安装传感器和执行器，利用PLC、SCADA等自动化控制技术，实现了农机的自动化控制和智能化作业。山东恒久公司开发的全自动植保机，可以自动控制植保机的速度、喷洒量和喷洒方向，实现了精准的植保作业。第二，机电一体化动力系统集成技术。例如，山东奥格公司开发的高压电离火花点火器，采用了机电一体化技术，将点火器与控制系统集成在一起，提高了点火器的稳定性和效率。江苏恒德公司研发的电控油泵，采用了机电一体化技术，通过集成电子控制模块和液压油泵，实现了油泵的自动化控制和高效节能。第三，机电一体化信息化管理技术。

结语

总之，我国在农业机械制造领域和农业产业领域的发展取得了全球瞩目的成就，但是与西方发达国家相比，仍然存在着较大的差距，我国还存在许多技术难题等待攻克。我们只有立足实践，适应市场发展需求，不断研究新的发展思路，才能让机电一体化技术为我国的农业机械设备发展和现代农业贡献更强的力量。

参考文献

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