耿維尚

摘 要：機電一體化技術近年來在農業(yè)機械領域得到了廣泛的運用，農機產(chǎn)業(yè)也借助機電一體化技術實現(xiàn)了產(chǎn)品性能的全面提升，且農業(yè)機械的機電一體化技術也逐漸由單純的機電一體化向著光機電液一體化技術發(fā)展，產(chǎn)品的功能集成性與結構簡化特征也逐步顯現(xiàn)，農機產(chǎn)品不僅實現(xiàn)了成本、功能、操作性能方面的優(yōu)化，還將向著環(huán)保、低功耗成本、高收益轉變。

關鍵詞：農業(yè)機械;機電一體化;價值;運用

機電一體化技術與農業(yè)機械的有機融合對于提升農業(yè)機械的自動化程度具有積極作用，隨著機電一體化技術在農業(yè)機械上的運用，農機產(chǎn)品的品質得到了顯著的提升。重點分析了農機中機電一體化關鍵技術特點，總結了機電一體化技術對農機技術發(fā)展的積極促進作用。

1 機電一體化技術特點

機電一體化技術是20世紀后期興起的一項多學科融合的技術體系，其重點在于將傳統(tǒng)的機械學科和電子學科相融合，并充分結合液壓、氣動、微電子、信息、計算機、信息傳遞等技術，多學科的融合體現(xiàn)出了顯著的技術優(yōu)勢，對于適應現(xiàn)代化的社會需求創(chuàng)造了良好的技術條件?？傮w上講，機電一體化技術的運用具備以下技術優(yōu)勢：一是有效豐富機械產(chǎn)品的功能，通過機電一體化技術的運用，傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品實現(xiàn)了電氣技術的控制功能，通過電路設計和電氣控制元件的加入，不僅簡化了復雜的機械結構，更使機械產(chǎn)品的功能得到大幅提升;二是機械工作的精確度顯著提高，機電一體化設備運用了傳感器、數(shù)據(jù)分析和自動控制技術，對于機械動作的執(zhí)行能實現(xiàn)檢測狀態(tài)下的補償與校正，有效降低機械誤差造成的影響;三是機械產(chǎn)品工作的可靠性大幅提高，電子控制系統(tǒng)替代了傳統(tǒng)的機械控制結構，使機械結構得到了簡化，機械零件產(chǎn)生故障的概率隨之降低，同時利用電子控制技術實現(xiàn)的自動診斷、故障檢測、故障預警、自我保護等功能有效避免了嚴重機械故障的發(fā)生，機械工作過程的安全性也顯著提高;四是機械操作變得更加簡便，運用機電一體化技術后，機械產(chǎn)品的很多操作通過預設程序來完成，操作人員可以通過人機交互界面和簡單的操作來實現(xiàn)對機械產(chǎn)品的控制與調整，與傳統(tǒng)的人工作業(yè)相比較，操作的便捷度得到了顯著提升。

2農業(yè)機械中機電一體化技術運用價值

機電一體化技術在農業(yè)機械領域的運用，對農機化生產(chǎn)的實施具有積極的促進作用。一方面，農業(yè)機械的生產(chǎn)效率得到了顯著提高，機電一體化技術有效提升了農業(yè)機械各個部件之間的配合與反應速度，并減少人工操作的步驟，且農業(yè)機械執(zhí)行的工作任務更加精細標準，農業(yè)機械作業(yè)過程具有了更加明顯的節(jié)能減排和低碳環(huán)保的特點;另一方面，農業(yè)機械作業(yè)過程中的故障發(fā)生率顯著降低，很多機械異常狀態(tài)在故障特征出現(xiàn)的第一時間就會被監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，并得到及時的處理，對于可能造成的重大故障，機具還會自主進行干預，中斷危險位置的動力，使機具安全性得到加強，駕駛人員的人身安全也得到進一步保證。此外，利用電子控制技術，農機使用的便捷性提升，對駕駛員的操作技能相應降低，農機作業(yè)中的合理性得到提升，駕駛農機的失誤明顯減少，利用功能齊備的人機交互協(xié)同，農業(yè)機械的管理與維護保養(yǎng)工作實施也變得更加規(guī)范。

機電一體化技術融合了微電子控制技術以及計算機信息處理技術，實現(xiàn)了智能化零件逐步替代傳統(tǒng)機械的設備零件，優(yōu)化了機械設備系統(tǒng)，拓寬了農業(yè)機械的使用途徑，助力農業(yè)機械向智能化方向發(fā)展。例如，農業(yè)機械可以實現(xiàn)設備自我故障檢測，故障自修復以及遠程動態(tài)監(jiān)控等。機電一體化技術具備自主診斷、自主監(jiān)控和報警等功能，這些技術在運用在農業(yè)機械上，在一定程度上減小了人身安全風險，機械維護更加方便，降低了人力資源的浪費。同時農業(yè)機械的結構符合人體工學設計，人員機械可操作性更強。

3農業(yè)機械中機電一體化技術運用

機電一體化技術在農業(yè)機械上的運用組成是多方面的，通過中央處理器來分析各個功能模塊的信息數(shù)據(jù)，并進行不同方式的決策，控制相關機械功能的執(zhí)行。

3.1 傳感器監(jiān)測技術的運用

傳感器是機電一體化技術常用的檢測元件，通過傳感器的運用能夠有效獲得農業(yè)機械和周邊環(huán)境的信息，從現(xiàn)階段的農業(yè)機械產(chǎn)品來看，其逐漸向著復雜化和大型化發(fā)展，機械產(chǎn)品中運用較多的機械結構、液壓裝置和電控組件，這些部位的工作狀態(tài)和相關的參數(shù)監(jiān)測需要不同功能的傳感器來實施，從而保證農業(yè)機械工作的各項狀態(tài)能夠被實時獲取，并供控制系統(tǒng)進行分析。農機產(chǎn)品中常用的傳感器包括溫度傳感器、速度傳感器、計量傳感器、重力傳感器、轉速傳感器、扭力傳感器等，傳感器技術的運用使駕駛員對農機內部工作狀態(tài)和外部環(huán)境狀態(tài)有了更直觀的了解，便于及時調整機具的作業(yè)方案，或通過機電自動控制來預防故障問題的發(fā)生，顯著提高農機作業(yè)的可靠性。

3.2 自動控制技術的運用

自動控制技術是通過可控制元件實現(xiàn)對農機重要結構位置和運轉部件的控制?？赏ㄟ^控制界面實現(xiàn)對噴藥泵轉速的控制，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程中噴藥量的調整;通過控制液壓閥的開關，實現(xiàn)農機不同位置結構的自動升降和調整，有效減少了人工調整和操作的負擔。在自動控制技術中，農業(yè)機械借助電控元件能夠對農機的液壓系統(tǒng)實現(xiàn)精確控制，這也是在農機自動控制中使用最廣泛的技術形式，通過電子技術控制液壓系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的手柄控制來說，液壓系統(tǒng)工作的精細度顯著提升，液壓系統(tǒng)所能實現(xiàn)的功能也得到了擴展，并減少了人為操作產(chǎn)生的失誤問題。

3.3 智能導航技術的運用

智能導航技術的實現(xiàn)離不開機電一體化技術的支持，通過在農業(yè)機械中布置GPS終端，能夠將農業(yè)機械的作業(yè)位置實時顯現(xiàn)，并通過衛(wèi)星導航系統(tǒng)指導農業(yè)機械進行作業(yè)?，F(xiàn)階段，智能導航技術在農業(yè)機械上的功能運用主要包括兩方面的內容，一是利用導航監(jiān)測和指導農機駕駛員的駕駛路線與駕駛方式，例如在機械化耕整地作業(yè)中，導航技術可以及時發(fā)現(xiàn)農機行駛偏離路線或行駛速度異常等問題，使駕駛員及時調整行駛方案，避免耕整地質量不佳或漏耕現(xiàn)象的出現(xiàn);二是利用導航指導智能農機實現(xiàn)自動化行駛和作業(yè)，導航為自動行駛提供精確的坐標和位置信息，為農業(yè)機械的無人作業(yè)提供技術支持。

3.4 計算機視覺技術的運用

計算機視覺技術也是現(xiàn)代化農業(yè)生產(chǎn)中運用的一項重要技術，其主要功能包括獲取田間圖像信息、輔助導航和作業(yè)狀態(tài)檢測等。視覺技術的信息獲取元件是高清攝像頭，獲取的圖像會根據(jù)計算機預設的算法和圖像提取技術進行信息提取與圖像簡化，從而以視覺信息中分離出有效的信息，來指導農業(yè)生產(chǎn)的實施。視覺識別技術重點針對農作物的生長狀態(tài)、病蟲害情況、產(chǎn)量預測等工作展開，也可對農機智能導航進行輔助，使作業(yè)的精確度得到顯著提升。

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