機電一體化系統在農業機械工程中的應用

馮林霄　胡竣喬　鐘鳴瑤

（成都理工大學，四川　成都　610000）

我國是傳統的農業大國，農業是我國國民經濟的基礎。雖然我國農業經濟發展迅速，但是，無論在規模還是效益上，我國農業都與世界現代農業有著很大的差距，我國部分地區農業經濟發展還非常落后，尤其是農業機械化程度較低，嚴重制約了我國農業的發展。因此，提高農業機械化水平是現階段農業發展的重要內容。而將機電一體化技術應用到農業機械生產中，可以有效提高我國農業生產水平，有效減輕農民的勞動強度，促進我國農業的創新發展。

1　機電一體化技術概述

1.1　機電一體化技術的定義

機電一體化技術是指機械技術和電子技術的融合體。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術成了一門綜合計算機與信息技術、傳感檢測技術、機械技術、自動控制技術和伺服傳動技術等交叉的系統技術。將機電一體化技術應用于農業機械生產中，可以有效提高農業生產效率，攻破農業難題，實現我國農業機械自動化發展。

1.2　機電一體化產品的特征

1.2.1功能強悍。機電一體化技術是綜合運用機械、電子學、機械自動控制技術、計算機信息技術、傳感測控技術及軟件編程技術等形成的一個強大的功能體，將其應用于農業機械工程中，可以使機械裝備具備自動化、多功能、高穩定性、低能耗的基本特征，可以有效實現農業機械化生產。

1.2.2實現人工智能。機電一體化技術融合了微電子控制技術、計算機信息技術，將其應用于農業機械工程中，可使機械設備實現無線監測、信息數據處理、數據自動記錄、系統自動調節與控制、自我檢修和診斷故障等。由此可見，機電一體化技術不僅賦予了機械設備多種功能，而且有效取代了傳統人工操作的機械裝備，體現出機械設備的智能化和人性化。

1.2.3具有較高的安全性和穩定性。機電一體化產品一般都具備自動監控功能、自動報警功能、自動診斷維修功能、自動保護等功能，最大程度地減少人身傷害和降低設備事故率，全面提高機械設備的安全性和穩定性。

1.2.4具有高性能。機電一體化產品一般使用計算機程序控制系統，帶有數字顯示界面，成功實現人工與機械的結合，改善了機械設備的操作性能，降低了操作難度，有利于提高生產效率。

2　機電一體化技術在農業機械工程中的具體應用

2.1　利用機電一體化技術實現監控功能

在農業機械生產中，工作人員需要時刻關注機械設備的運行狀態，實時掌握機械的運行狀況，這通常是由機械設備的儀表系統來完成的。而農業機械設備多種多樣，并且不同的機械設備配備的儀表也不盡相同。有的僅僅使用簡單的機械儀表進行監控，有的則使用液晶儀表進行監控。操作人員通過觀察儀表，可以準確查看和分析農業機械的各項參數，適時有效地對機械狀態進行調整，并且能夠根據數據反饋快速地找到設備故障或問題所在，以保持機械的正常運行和狀態穩定。隨著科學技術的不斷發展，現階段可以實現將攝像頭安裝在農業機械上，實時監控機械工作狀態和實時采集機械的工作畫面，使得操作人員根據畫面做出準確指令，使得執行操作便利，有效提高農業機械生產效率［1］。

2.2　計算機輔助設計在農業機械中的應用

據資料顯示，農業機械的機械設計十分復雜，因為機械設計過程中需要大量的數據計算，傳統的機械設計完全依靠手工計算及純手工制圖的方法，這種傳統的設計方法低效、低質，已經跟不上現代社會發展的步伐，不能滿足現代農業對農業機械的基本需求。而計算機輔助設計技術（AutoCAD技術）可以有效地解決此類問題。通過采用計算機輔助設計，使用三維圖形系統進行數據處理，繪制機械設計圖，有效提高農業機械設計的工作效率，幫助農業機械設計人員在設計過程中進行技術革新［2］。

2.3　高精度GPS導航系統在農業機械中的應用

高精度GPS系統的基本原理是利用GPS差分技術、傳感器技術及超聲波技術，通過計算機信息軟件可以在農業機械的虛擬儀表中顯示農業生產現場的三維立體圖、機器的三維坐標等詳細信息。高精度GPS導航一般應用在大型農村，尤其是在農場進行多種農業機械混合作業時，能體現出高精度GPS系統的重要地位，可以有效地對農場工作人員進行現場管理，全面提高農場的作業效率。

2.4　電子信息技術在農業機械工程中的應用

隨著電子信息技術的蓬勃發展，農業機械工程的機械化、智能化發展，電子信息技術被廣泛應用到農業機械工程中。有效采用電子信息技術，方便工作人員查看資料，從技術層面剖析農業機械的工作原理及基本構成，從而熟練農業機械的自動化操作，提高農業機械工程生產效率和生產水平［3］。采用電子信息技術有利于農場操作人員掌握最新的農業機械技術知識，規范操作農業機械設備，而且可以及時進行數據記錄并關注機械設備維修記錄，有效提高生產效益。

3　機電一體化在農業機械中的應用趨勢

當前，機電一體化技術在農業機械中的廣泛應用促進了農業生產。首先，機電一體化技術有效提高提高了農業生產的穩定性；其次，農業機械采用機電一體化技術有效縮短了生產周期，提高了工作效率，而且能夠保障農產品的生產水平。最后，機電一體化技術在農業機械工程中的應用可降低能源消耗，起到環保節能的作用，在進行環境保護的同時還能夠降低農業生產成本，提高農業生產效益。但是，由于機電一體化技術在我國農業機械工程中的應用還處于初期階段，需要加大研究力度，循序漸進，深入未來探究機電一體化技術在農業機械生產中的應用方向。

3.1　光機電一體化

光機電一體化是現階段機電一體化技術發展的重要方向。基本原理就是通過將光學技術結合機電一體化技術，對機電一體化技術系統中的感應系統、動力系統和數據處理等系統的功能進行改進和增強，有效提高農業機械的生產精度和生產效率［4］。

3.2　人工智能化

實現人工智能化是各個領域的發展趨勢，因此人工智能化將成為農業機械的主要研發趨勢。隨著人工智能化的深入發展，在農業機械生產中實現機械自動識別功能和智能診斷故障、自動調整和優化工作數據信息，甚至可能實現無人操作的自動運行，將一切可能變為現實。

3.3　環保綠色化

隨著現代社會的不斷發展，我國一直提倡環境保護理念。而社會的進步必然會造成資源浪費、環境惡化等問題，因此，將綠色環保理念應用到在農業機械生產中，實現農業機械生產低能耗、低耗材、低污染、高標準排放，生產出符合國家可持續發展理念的農產品［5］。

4　結語

機電一體化是多學科綜合性技術，將機電一體化與農業機械相互融合，是提高國家農業生產力及生產效率的重要手段。但是，現階段我國農業還處在發展初期，農業機械化水平不高，嚴重影響了我國農業的發展。因此，為了增強我國農業機械生產水平，增強我國農業機械的世界競爭力，務必要重視科學技術的投入和技術的改革創新。而在農業機械中應用機電一體化技術，有效改變了我國傳統農業機械的生產形式，先進的科學技術有效推動了我國農業機械的健康發展。