郭簫玥

（河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學院，河南 鄭州 451450）

1 聯(lián)合一體化農(nóng)機設備機械結構設計原則與注意事項

1.1 聯(lián)合一體化農(nóng)機設備機械結構設計原則

為保證聯(lián)合一體化農(nóng)機設備質(zhì)量，設計人員要嚴格遵循技術性原則、標準化原則、可靠性原則三大原則，對機械結構進行科學化設計[1]。

1.1.1 技術性原則

在進行設備機械結構設計時，設計人員要嚴格遵循技術性原則，結合農(nóng)戶實際耕作需求，突出設備的靜態(tài)性能和動態(tài)性能。例如，為保證聯(lián)合一體化農(nóng)機設備設計質(zhì)量，要重視對設備傳遞功率、抗摩擦磨損性能的提升[2]，保證聯(lián)合一體化農(nóng)機設備的可靠性和安全性，大幅度提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

1.1.2 標準化原則

在設計聯(lián)合一體化農(nóng)機設備時，設計人員要遵循標準化原則，促使所設計的設備完全滿足農(nóng)戶的實際使用需求，使得該設備表現(xiàn)出容錯率高、操作簡單、安全可靠等特點，便于農(nóng)業(yè)勞動者積極主動地使用和推廣該設備，為提高聯(lián)合一體化農(nóng)機設備利用率創(chuàng)造了良好的條件。在進行設備機械結構設計時，標準化原則主要包含概念標準化原則、方法標準化原則。因此，所設計的聯(lián)合一體化農(nóng)機設備要滿足以上所有標準化原則，從而提高該設備的使用性能，延長其使用壽命。

1.1.3 可靠性原則

顧名思義，聯(lián)合一體化農(nóng)機設備機械結構設計的可靠性原則即產(chǎn)品或零部件在正常的使用條件下，在預期壽命內(nèi)能完成規(guī)定功能的概率[3]?？煽啃栽瓌t就是指所設計的產(chǎn)品、部件或零件應滿足規(guī)定的可靠性要求。簡而言之，便是農(nóng)業(yè)勞動者在使用此類機械設備期間，機械設備具有可靠性，確保只要農(nóng)業(yè)勞動者操作得當，便不會輕易出現(xiàn)機械事故。

1.2 聯(lián)合一體化農(nóng)機設備機械結構設計注意事項

通過研發(fā)和分析大量的機械電子設備，不難發(fā)現(xiàn)在進行聯(lián)合一體化農(nóng)機設備結構設計時，要采用串聯(lián)的方式，連接組合各個零部件，確保該設備內(nèi)部模型連接為統(tǒng)一整體。所以，為保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效性和安全性，降低生產(chǎn)安全風險[4]，要做好對該設備內(nèi)部各個零件的串聯(lián)設計。同時，還要重視對簡單、適用性零部件的使用和組合，以達到簡化該設備內(nèi)部結構的目的。只有這樣，才能有效地提高設備機械結構設計的規(guī)范性和可靠性，為保證農(nóng)業(yè)作業(yè)人員的安全性提供重要的設備支持。

2 聯(lián)合一體化農(nóng)機設備結構設計中新技術的應用

2.1 傳感器監(jiān)測技術的應用

傳感器在聯(lián)合一體化農(nóng)機設備系統(tǒng)中起著重要的作用，通過傳感器的應用可以有效地獲取農(nóng)業(yè)機械和周圍環(huán)境的信息?，F(xiàn)階段農(nóng)業(yè)機械正逐漸向復雜化和大規(guī)模發(fā)展，對這些部件的工作狀態(tài)和相關參數(shù)的監(jiān)測需要具有不同功能的傳感器，以確?？刂葡到y(tǒng)能夠實時獲取和分析農(nóng)業(yè)機械的工作狀態(tài)[5]。農(nóng)業(yè)機械產(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、動態(tài)傳感器、轉速傳感器、扭矩傳感器等，傳感器技術的應用使駕駛員對農(nóng)業(yè)機械的內(nèi)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(diào)整機械的運行方案，或通過機電自動控制，防止故障問題的發(fā)生，可以提高農(nóng)業(yè)機械運行的可靠性。

2.2 自動控制技術的應用

自動控制是指應用控制裝置自動、有目的地控制或操作機器設備和運行過程，通過可控元件實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機械重要結構位置和運行部件的控制，自動控制的任務是控制一些物理量按照預定的規(guī)律變化。在自動控制技術中，農(nóng)業(yè)機械借助電氣控制元件對農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)實現(xiàn)精確控制，這是農(nóng)業(yè)機械自動控制技術中應用最廣泛的技術，與傳統(tǒng)的手柄控制相比，利用電子技術大大提高了液壓系統(tǒng)的精度，擴展了液壓系統(tǒng)功能，減少了人為操作帶來的誤差問題。

2.3 智能導航技術的應用

通過在農(nóng)業(yè)機械中放置GPS 終端，可以實時顯示農(nóng)業(yè)機械的工作位置，并通過衛(wèi)星導航系統(tǒng)引導農(nóng)業(yè)機械工作[6]。目前，智能導航技術在農(nóng)業(yè)機械中的功能應用主要包括兩個方面，一是利用導航對農(nóng)業(yè)機械駕駛員進行監(jiān)控和引導，例如，在機械化耕作和整地作業(yè)中，導航技術可以及時檢測到農(nóng)業(yè)機械偏離路徑或行駛速度異常等問題，使駕駛員能夠及時調(diào)整駕駛程序；二是利用導航引導智能農(nóng)業(yè)機械實現(xiàn)自動駕駛和操作，為自動駕駛提供準確的坐標和位置信息，為無人農(nóng)業(yè)機械操作提供技術支持[7]。

3 聯(lián)合一體化農(nóng)機設備機械結構設計

所設計的聯(lián)合一體化農(nóng)機設備要滿足施肥、翻土等農(nóng)業(yè)勞作需求，取代日常農(nóng)業(yè)工具的使用，減少農(nóng)業(yè)勞動力消耗，促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向智能化、高效化、數(shù)字化方向不斷發(fā)展，為保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效性和質(zhì)量打下堅實的基礎[8]。為充分發(fā)揮和利用機械自動化技術的應用優(yōu)勢，提高聯(lián)合一體化農(nóng)機設備的穩(wěn)定性和實用性，設計人員必須嚴格按照如圖1 所示的農(nóng)機設備機械結構設計示意圖，完成對種子肥料播撒裝置、仿形整平器、土地整平裝置、覆蓋膜裝置等結構的設計。

圖1 聯(lián)合一體化農(nóng)機設備機械結構設計示意圖

3.1 種子肥料播撒裝置設計

為提高種子成活率，當種子播撒結束后，要重視施肥環(huán)節(jié)的實施，一旦施肥環(huán)節(jié)落實不到位，會直接影響種子的成長速度。所以，在設計種子肥料播撒裝置時，要重視對上位排種器和排肥器的使用，然后，采用分區(qū)播施的方式[9]，將種子科學播撒到同穴內(nèi)，避免同穴播撒多個種子或無種子現(xiàn)象。在應用上位排種器時，要采用窩眼式排種法，進行科學播種和施肥，避免同一地穴出現(xiàn)多個種子現(xiàn)象。同時，還能提高種子發(fā)芽率和成活率，保證肥料供應的充足性和及時性，為所有種子正常生長提供足夠的肥料。

種子肥料播撒裝置主要是由雙環(huán)帶輪盤、肥料、入土器等部分組成。其中，雙環(huán)帶輪盤含有以下兩個環(huán)道：1）內(nèi)環(huán)道。內(nèi)環(huán)道口徑較寬，主要放置種子。2）外環(huán)道。外環(huán)道相對較窄，主要放置顆粒較小的肥料。在進行機械運轉時，在彈簧作用下，鴨舌始終處于閉合狀態(tài)，當雙環(huán)帶輪盤穩(wěn)定旋轉后，入土器會為種子施加一定的推動力[10]，使其推動至鴨舌內(nèi)，確保鴨舌處于完全撐開狀態(tài)，然后，將存儲到不同環(huán)道的種子和肥料直接壓入到土壤中，確保整個播種工作全部完成。

3.2 仿形整平器設計

施肥結束后，要進入到覆膜環(huán)節(jié)。在進行種植時，為更好地開展覆膜工作，要重視對仿形整平器的設計。在使用聯(lián)合一體化農(nóng)機設備時，通過設計和應用仿形整平器，可以確保該設備有效滿足不同地形處理需求。另外，在設計仿形整平器時，要結合不同地形和生產(chǎn)需求，將其有針對性地設置為相應形狀。在后期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中，還要結合實際地形情況，科學安裝和調(diào)試仿形整平器。仿形整平器形狀相對簡單，主要包含“M”“V”等形狀，用戶可以結合自身實際使用需求，科學改裝和加工模具，從而保證模具應用效果。通過使用仿形整平器，可以打碎處理土質(zhì)結構中的大塊土壤凝結，從而保證最終播種效果，用戶通過將仿形整平器與機架懸載點進行固定，可以借助機械牽引力，進行土地平整操作。

3.3 土地整平裝置設計

土地整平裝置在實際設計中，要將水平儀裝置設置到前支架上，并利用農(nóng)機處理系統(tǒng)，獲取和分析設備相關狀態(tài)數(shù)據(jù)，并采用數(shù)字形式，將這些數(shù)據(jù)形象、直觀地呈現(xiàn)在用戶面前，引導用戶選用合適的整平方式，依次完成播種、施肥、整平工作。

3.4 覆蓋膜裝置設計

地膜覆蓋操作是否規(guī)范，直接影響種子播種成活率。處于播種初期的種子生命力相對脆弱，在酷暑、暴雨等惡劣天氣影響下，會對出芽成功率產(chǎn)生直接性的影響。另外，覆蓋地膜操作在某種程度上可以避免肥料出現(xiàn)揮發(fā)現(xiàn)象。同時，還能避免雜草、昆蟲直接侵害農(nóng)作物。所以，在聯(lián)合一體化農(nóng)機設備中，要重視對覆蓋膜裝置的設計。

覆蓋膜裝置主要是由地膜支架、覆土器、地輪、自動切膜機等部分組成。該裝置在實際運行時，要利用動力設備的牽引力，促使地膜軸穩(wěn)定旋轉，確保土地表面自動敷設一層地膜。另外，通過地輪，可以對覆蓋處理后的地膜進行壓實處理，當?shù)啬ね耆尫诺教镩g地頭后，采用自動切膜的方式，截斷地膜，確保地膜敷設工作落實到位。另外，為確保?？着c種子之間能夠有效銜接，要進行加載覆膜組件處理時，需要在入土器前端放置相應的輪軸，并進行輪軸覆土壓膜處理。

3.5 覆土裝置設計

在進行覆膜工作時，要同步進行覆土操作。在覆土環(huán)節(jié)中，覆蓋地膜相對較輕，在外部環(huán)境的不良影響下，增加了地膜固定難度，最終造成打孔操作出現(xiàn)地膜浮起現(xiàn)象，而覆土裝置的設計可以有效地解決以上問題，通過設計和應用覆土裝置，可以保證覆土操作的高效性和規(guī)范性。在進行覆土操作時，要先利用全盤裝置取出所需要的土壤，然后利用滾筒，開展覆土工作，最后，通過將覆土滾筒滾動在地膜上，可以保證地膜覆土效果。

在設計覆土裝置時，要結合覆膜工序開展情況，將取土圓盤搭建在機架兩側，然后，將松散的泥土傳輸?shù)礁餐翝L筒中，對其進行粉碎打散處理。在農(nóng)機遷移下，將土壤從滾筒內(nèi)翻出，并將其均勻散落到地膜表面，然后，對滾筒進行壓實處理，在滾筒壓實處理后，對地膜進行覆蓋處理。

4 聯(lián)合一體化農(nóng)機設備機械結構的具體應用

為有效驗證聯(lián)合一體化農(nóng)機設備的功能效果，本文將該設備應用到農(nóng)作物生產(chǎn)中。首先，結合耕種需求，合理利用機械空間，降低農(nóng)民生產(chǎn)工作量，同時，還能結合該設備的可操作空間能力，結合種植需求，自行改裝和加載農(nóng)機功能組件，保證農(nóng)機設備一體化應用水平。其次，利用機架裝置，將固定板等部件安裝和固定到下梁位置，并統(tǒng)一懸掛播種裝置、覆土機、覆蓋膜裝置、整地裝置等多種功能組件。在此基礎上，利用螺栓，對機架的伸長距離進行自動調(diào)整和設置，便于用戶結合自身耕種需求，有針對性地調(diào)整農(nóng)機作業(yè)模式。

5 小結

綜上所述，在設計聯(lián)合一體化農(nóng)機設備機械結構時，要做好與電子設備的有效結合，重視對電子信息技術的應用，確保農(nóng)機設備表現(xiàn)出工作效率高、精確性高等特點。應結合農(nóng)業(yè)勞作需求，嚴格遵循技術性原則、標準化原則、可靠性原則，規(guī)范設計機械設備。此外，還要結合實際環(huán)境特點，針對性地設計聯(lián)合一體化農(nóng)機設備，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和效果，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。