趙鑫

（遼寧行政學院，遼寧 沈陽 110161）

基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)機械計算機輔助系統(tǒng)研究

趙鑫

（遼寧行政學院，遼寧 沈陽 110161）

我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)可以保障我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟穩(wěn)步增長。隨著計算機技術(shù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)合，計算機輔助技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用越來越廣泛，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)自動化必須要有計算機技術(shù)作為輔助支撐。本文對農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)進行簡單的分析，結(jié)合計算機輔助技術(shù)，提出農(nóng)業(yè)機械計算機輔助系統(tǒng)的設(shè)計研究。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；農(nóng)業(yè)機械；計算機輔助系統(tǒng)

1 農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)研究的目的

我國是世界上的農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟占國民生產(chǎn)總值的重要部分，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)是我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟快速和穩(wěn)步發(fā)展的基礎(chǔ)。把計算機輔助技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)中，可以加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，保證我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)自動化，保證我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的快速發(fā)展［13］。計算機輔助技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)自動化生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要技術(shù)。計算機輔助技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，而且還可以打破農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受環(huán)境和地域的限制，縮短農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提升我國農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)在國際上的競爭力，也是加快我國國民經(jīng)濟發(fā)展的一項重要技術(shù)。

2 計算機輔助技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)中應(yīng)用的意義及存在問題

2.1 計算機輔助技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)中應(yīng)用的意義

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械研究，是通過平面圖紙把農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的平面視圖的模型表示出來，對平面圖紙進行校對和修改，最后轉(zhuǎn)變?yōu)槎S物體，通過二維CAD輔助設(shè)計可以減少工作量，但是不能表達出三維圖形的理想效果，只是把平面圖紙的視圖轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C屏幕上的視圖，在圖形的設(shè)計上和傳統(tǒng)的平面圖紙沒有太大區(qū)別，而且在產(chǎn)品生產(chǎn)出來之后會出現(xiàn)許多后續(xù)的問題，產(chǎn)品的設(shè)計周期和時間太長，設(shè)計出來的產(chǎn)品與理想的效果相差太遠。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)的設(shè)計中，采用3DMAX技術(shù)對農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的外觀進行三維設(shè)計，通過產(chǎn)品外觀的數(shù)據(jù)，對產(chǎn)品進行模型設(shè)計，在確定產(chǎn)品外觀的參數(shù)和數(shù)據(jù)后，就可以對產(chǎn)品進行局部修改，把設(shè)計好的產(chǎn)品信息發(fā)送給工廠進行加工。3DMAX技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用是一次技術(shù)的革命。

2.2 計算機輔助技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)中應(yīng)用存在的問題

農(nóng)業(yè)機械自身的特點決定了對農(nóng)業(yè)機械進行研制時會有很大的難度，農(nóng)業(yè)機械研究自身的特殊性太強，綜合計算量太大，通過人工計算是很難完成的。而傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械研究大多是理論的分析和研究，計算精確度不足，這樣造成農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)比較落后。為了使我國的農(nóng)業(yè)機械設(shè)計和研究可以和世界先進國家的機械制造業(yè)持平，在我國農(nóng)業(yè)機械研究中引入了計算機輔助設(shè)計CAD技術(shù)，提高企業(yè)農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)水平，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化生產(chǎn)。計算機輔助設(shè)計CAD軟件的功能非常強大，但是企業(yè)在農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)中對CAD軟件的強大功能的使用比較少，只有少數(shù)的幾家大型企業(yè)對技術(shù)人員進行計算機輔助CAD技術(shù)和軟件的培訓(xùn)，提高技術(shù)人員的CAD技術(shù)能力。而且目前在市場上購買的計算機輔助設(shè)計CAD軟件在功能上存在不足，不能對軟件進行很好的應(yīng)用。計算機輔助設(shè)計的軟件非常多，而且軟件在使用時功能都不相同，即使是相同的軟件在軟件的應(yīng)用性和功能性方面也不相同。因此，對計算機輔助設(shè)計軟件的優(yōu)秀功能進行整合，對軟件進行合理的開發(fā)和利用，有利于提高產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)效率。

3 農(nóng)業(yè)機械計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計

3.1 農(nóng)業(yè)機械計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計分析

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械設(shè)計方式不能滿足現(xiàn)代信息化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，計算機輔助系統(tǒng)的設(shè)計可以彌補傳統(tǒng)設(shè)計方式的不足，農(nóng)業(yè)機械設(shè)計方面可以按照現(xiàn)代機械設(shè)計的模式進行設(shè)計和研究。計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)是建立一套具有獨立功能的工作軟件，包括虛擬裝配和動力學分析等功能，計算機輔助系統(tǒng)主要是對系統(tǒng)的實用性、可操作性和對數(shù)據(jù)兼容進行設(shè)計。計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)的界面設(shè)計合理，按照用戶的需求進行設(shè)計，用戶操作比較簡單。計算機輔助設(shè)計軟件可以在系統(tǒng)中把建模軟件中的文件導(dǎo)入進來，具有校核機械部件裝配工藝的功能，可以對機械部件實現(xiàn)虛擬安裝等。

圖2 系統(tǒng)軟件流程圖

3.2 農(nóng)業(yè)機械計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)體系設(shè)計

計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的建立，要以系統(tǒng)的內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)作為設(shè)計依據(jù)，系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，軟件設(shè)計流程如圖2所示。

從圖2可以看出，系統(tǒng)軟件的工作流程為機械實物通過AutoCAD圖紙的制作出來后，交給3DMAX實體進行建模處理，形成三維圖像，然后通過插件生產(chǎn).X文件，進行機械的虛擬裝配，應(yīng)用運動學和動力學進行分析，并對裝配的虛擬單位進行重新校驗和錯誤修改等操作，產(chǎn)品成型后結(jié)束軟件操作，如果發(fā)現(xiàn)問題，那么重新進行虛擬裝配，進行運動學和動力學分析，再次進行校驗和錯誤修改，最后結(jié)束操作。

4 計算機輔助系統(tǒng)設(shè)計中關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

4.1 計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)中DirectX技術(shù)的應(yīng)用

圖3 DirectX作用圖

DirectX為操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序提供接口功能，在3D圖形成像方面可以進行效果加強，降低設(shè)置硬件的復(fù)雜度，應(yīng)用程序的使用首先要通過DirectX接口，DirectX通過驅(qū)動程序接口連接計算機硬件，完成應(yīng)用程序的調(diào)用。DirectX的作用如圖3所示。程序員通過DirectX與硬件自身處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)合進行工作，不需要對設(shè)備的代碼進行編寫，程序員設(shè)計的軟件以最佳的方式進行運行。在計算機輔助設(shè)計的三維圖形的設(shè)計中可以應(yīng)用DirectX技術(shù)，尤其在農(nóng)業(yè)機械模型的虛擬造型設(shè)計中，在3D仿真造型的應(yīng)用中，DirectX技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。DirectX中具有一個獨特的功能就是DirectX3DRM，DirectX3DRM可以建立獨立的編輯器，可以調(diào)入其他軟件建立的實體模型，可以在選定的場景中控制結(jié)構(gòu)模型的視角位置。

4.2 計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)中XML技術(shù)的應(yīng)用

XML語言作為一種簡單的標記語言，開發(fā)者在應(yīng)用中可以對XML標記進行擴展。XML語言可以在多種不同的平臺上使用，可以在不同的計算機環(huán)境下使用。XML語言具有自己描述的特點，XML語言具有國際標準化，在不同的計算機系統(tǒng)之間可以完成信息的交換。XML語言的數(shù)據(jù)存儲模式不受任何的限制，可以在客戶端分布大量的運行負荷，這樣服務(wù)器端的工作量就減少了。面對用戶的需要，可以把同一種數(shù)據(jù)以不同的形式展示給用戶，XML語言是行業(yè)內(nèi)的信息標準化的標準。在計算機輔助系統(tǒng)設(shè)計中XML語言也已完成數(shù)據(jù)交換功能，XML語言可以描述數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的組織內(nèi)容。XML數(shù)據(jù)管理模式的應(yīng)用，可以對部件進行分組管理，滿足計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)的需要。

5 結(jié)語

隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，計算機輔助技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，在農(nóng)業(yè)機械研發(fā)過程中計算機輔助設(shè)計的軟件具有很大的發(fā)展?jié)摿?。計算機輔助技術(shù)在農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)中的應(yīng)用，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的一個必然趨勢，基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)機械計算機輔助系統(tǒng)研究具有一定的應(yīng)用價值。

［1］袁釗和，陳巧敏，楊新春.論我國水稻拋秧、插秧、直播機械化技術(shù)的發(fā)展［J］.農(nóng)業(yè)機械學報，1998（3）：181-183.

［2］陳恒高，田金和，宋來田，等.機械手式水稻拋秧機的研究［J］.黑龍江八一農(nóng)墾大學學報，1996（1）：70-76.

［3］宋來田，李延華.齒板式水稻缽秧擺栽機的研究［J］.農(nóng)業(yè)工程學報，2000（2）：72-74.

S220.2

A

1674-7909（2016）35-69-3

趙鑫（1980-），女，碩士，副教授，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用技術(shù)。