浅析机电一体化在农业机械中的应用

浅析机电一体化在农业机械中的应用

徐吉祥

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摘要：农业机械机电一体化技术具有集成度高、功能多、安全性强等优势，有助于提高农业机械生产效率，并促进农业精准化生产。所提出的机电一体化技术主要包括CAD一体化设计技术、GPS定位技术、电子信息技术、监控技术、传感技术以及计算机视觉技术等，将这些技术应用于农业机械领域，可以提升农业机械的生产效率及精度，并降低生产成本，缩减生产工期，提高农产品的生产质量。今后机电一体化技术在农业机械中的应用会朝着柔性化、智能化、集成化、微型信息化趋势发展，使农业机械逐步走向智能化、信息化以及自动化，并使机电一体化技术在农业机械中的应用越来越成熟和完善，从而持续推动农业机械产业发展，不断提高农机装备科技水平。

关键词：农业机械；机电一体化；农业生产；技术应用

引言：目前，农业机械集成水平越来越高，这是当前农业机械化发展的主流趋势，利用这些先进技术集成的农业机械，不仅可以降低农民的劳动强度，而且能够提高农业生产的效率以及产出效益。机电一体化作为一种集成的现代技术，通过将微电子技术、计算机技术、信息技术等集于一体，实现了多项技术成果的综合，将其应用于农业机械之中，极大地解决了农业机械功能单一、易出现故障、自动化水平不足等问题，使农业机械运行时的准确性、灵敏性、高效性得到提升。因此，本文重点对机电一体化技术在农业机械领域中的应用进行分析和研究，并对其发展趋势进行展望。

1、机电一体化技术在农业机械中的应用优势

1.1减少农业机械故障

无论发展何种产业，在实际生产中必须将安全放在首位，农业也是如此。目前，我国农业机械化水平还没有达到完全自动化的程度，很多地区仍是以半自动化农业生产为主，在实际农业生产中，如果农业机械发生故障，不仅影响农业生产，而且对农业机械的作业人员也会产生安全威胁。将机电一体化技术应用于农业机械领域，可以有效增强农业机械的可靠性和安全性，对农业机械发挥监测和防护作用。由此可见，将机电一体化技术应用于农业机械之中可以对机械故障提示信息进行采集和自动化分析，通过预警提示操作人员对即将发生的故障问题进行处理，从而有效减少农业机械故障。

1.2提升农业生产力

应用机电一体化技术，能够有效收集农业机械的信息，并且还可以对收集的信息进行有效处理，使农业机械的作业效率得以提升。具体表现为：信息技术应用于农业机械，可以实现农业生产信息的共享；借助计算机控制技术、卫星定位导航技术可以实现对农业机械的准确定位，同时可以监测农业机械运行的状态、轨迹等，也可根据农业机械运行实况分析农业实际生产状况，从而制定耕种、喷洒肥药、收割等作业路线的最佳方案，提升农业生产的效率。从农机维修角度来讲，农业机械因长期使用容易出现磨损、故障等问题，需要一定的维修周期对机械设备进行维修。应用机电一体化技术，在设备运行时便可对设备进行检测，从而精准定位出现故障问题和磨损的部件，进而以最快的速度解决这些问题，使设备能够尽早投入农业生产，提升农业生产力。

1.3监测农业机械作业实况

当前农业机械的功能逐渐增加，同时机械设备的结构也更加复杂，使用的机械零件越来越精细，并且零件数量也比较多，每个零件均有各自的作用，如果某个零件出现损坏、脱落的情况，将会导致整个机械设备无法正常运转，不仅会降低生产效率，而且容易导致安全事故发生。将机电一体化技术应用于农业机械中，能够借助机电系统对农业机械的运转进行实时监测，一旦监测到故障便会向操作人员发送警报，使操作人员以最快的速度解决故障，避免农机设备“负伤运行”。机电一体化技术通过准确监测农业机械作业实况，提升生产质效和安全性。

2、机电一体化在农业机械中的综合应用

2.1农业机械CAD一体化设计

CAD是一项集计算机图形学、网络通信、数据库等专业技术于一体的综合性机电一体化技术，可以对农业机械进行优化设计、设计修改以及输出效果调整等。借助CAD开展农业机械一体化设计，可以使农业机械研发的整体效率得到提升。随着机电一体化技术的发展，目前使用的CAD技术已经从二维升级为三维，可以利用三维扫描仪构建完整的农业机械CAD数据模型，使农业机械研发人员能够从动力学、机械工程学以及运动学等多视角对农业机械设计的合理性进行剖析，并且能够掌握农业物料的空间运动轨迹、给定轨迹以及平面运动时产生的作用力，并对农业机械进行科学化、规范化设计，使CAD一体化设计能够满足现代农业机械设计的基本需求，提升设计的精度和整体效果。

2.2机电一体化在设备调配中的应用

目前，电子信息技术已经应用于农业机械领域，使农业机械的生产效率得以提升，并且在集约化、绿色化、现代化等方面实现了发展。植保机械应该在作业安全性、作业效率、施药量等方面满足要求，虽然能够满足植保喷药的实际需求，但在喷洒均匀度、用药量以及机械维护方面无法达到要求，存在农药化肥施用量过高的问题，易污染自然环境，并对农作物及田间土壤造成破坏。行走系统可以实现高地隙行走，主要由驱动总成、转向总成、行走装置以及高地隙底盘等构成，喷药系统则由喷头、药箱、电控器、液泵等构成。该植保机械采用电子遥控装置进行调配，采取人工操作的方式将控制信号发送到植保机械，控制信号包括进退信号、喷洒信号、转向信号以及速度信号等，信号接收机接收到控制信号之后，通过串口向各装置传输控制指令，并由各装置对控制指令进行执行，从而利用机电一体化技术实现植保设备调配。

3、农业机械机电一体化技术的发展趋势

3.1柔性化与智能化

柔性化和智能化是农业机械机电一体化技术今后的主要发展趋势之一。柔性化是指农业机械机电一体化技术既能够实现独立工作，同时又能够为总体服务的一种自律分配系统。该系统投入到农业机械中应用，即便其中的子系统发生故障，系统也能够对终端进行有效控制，从而使农业机械合理地应对各类突发事件，将农业机械整体工作受到的影响降至最低，并保障农业机械运行的安全性。智能化则是指基于当前人工智能或超人工智能技术实现农业机械运行的全自动化，提升农业机械运行的精度和效率，促进农业机械现代化发展。

3.2集成化与微型信息化

目前，机电一体化技术之所以能够适用于农业机械领域，主要是因为机电一体化集成了若干先进技术，将这些技术应用于农业机械中，能够增加农业机械的功能，提升农业机械的生产效率。今后农业机械机电一体化技术的应用发展仍会加深集成化。同时，当前蚀刻技术以及纳米技术等微型机电一体化技术已经得到发展，农业机械机电一体化技术领域中将会出现微型传感器、微型处理器以及微型执行元件的结合，使信息自律元件趋于微型化，从而推动农业机械机电一体化发展。

结论：

当前我国农业机械领域正在从半自动化向自动化方向发展，在此过程中，机电一体化技术的应用发挥着重要的作用，不仅能够提升农业生产效率，而且能够增强农业生产过程中的安全性。随着农业科技的持续发展，机电一体化技术将会衍生出更加智能化、自动化的技术应用于农业机械中，使农业机械早日实现完全自动化，进一步解放劳动力，提升农业作业效率。

参考文献：

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