机电一体化系统在农业机械工程中的应用

冯林霄　胡竣乔　钟鸣瑶

（成都理工大学，四川　成都　610000）

我国是传统的农业大国，农业是我国国民经济的基础。虽然我国农业经济发展迅速，但是，无论在规模还是效益上，我国农业都与世界现代农业有着很大的差距，我国部分地区农业经济发展还非常落后，尤其是农业机械化程度较低，严重制约了我国农业的发展。因此，提高农业机械化水平是现阶段农业发展的重要内容。而将机电一体化技术应用到农业机械生产中，可以有效提高我国农业生产水平，有效减轻农民的劳动强度，促进我国农业的创新发展。

1　机电一体化技术概述

1.1　机电一体化技术的定义

机电一体化技术是指机械技术和电子技术的融合体。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术成了一门综合计算机与信息技术、传感检测技术、机械技术、自动控制技术和伺服传动技术等交叉的系统技术。将机电一体化技术应用于农业机械生产中，可以有效提高农业生产效率，攻破农业难题，实现我国农业机械自动化发展。

1.2　机电一体化产品的特征

1.2.1功能强悍。机电一体化技术是综合运用机械、电子学、机械自动控制技术、计算机信息技术、传感测控技术及软件编程技术等形成的一个强大的功能体，将其应用于农业机械工程中，可以使机械装备具备自动化、多功能、高稳定性、低能耗的基本特征，可以有效实现农业机械化生产。

1.2.2实现人工智能。机电一体化技术融合了微电子控制技术、计算机信息技术，将其应用于农业机械工程中，可使机械设备实现无线监测、信息数据处理、数据自动记录、系统自动调节与控制、自我检修和诊断故障等。由此可见，机电一体化技术不仅赋予了机械设备多种功能，而且有效取代了传统人工操作的机械装备，体现出机械设备的智能化和人性化。

1.2.3具有较高的安全性和稳定性。机电一体化产品一般都具备自动监控功能、自动报警功能、自动诊断维修功能、自动保护等功能，最大程度地减少人身伤害和降低设备事故率，全面提高机械设备的安全性和稳定性。

1.2.4具有高性能。机电一体化产品一般使用计算机程序控制系统，带有数字显示界面，成功实现人工与机械的结合，改善了机械设备的操作性能，降低了操作难度，有利于提高生产效率。

2　机电一体化技术在农业机械工程中的具体应用

2.1　利用机电一体化技术实现监控功能

在农业机械生产中，工作人员需要时刻关注机械设备的运行状态，实时掌握机械的运行状况，这通常是由机械设备的仪表系统来完成的。而农业机械设备多种多样，并且不同的机械设备配备的仪表也不尽相同。有的仅仅使用简单的机械仪表进行监控，有的则使用液晶仪表进行监控。操作人员通过观察仪表，可以准确查看和分析农业机械的各项参数，适时有效地对机械状态进行调整，并且能够根据数据反馈快速地找到设备故障或问题所在，以保持机械的正常运行和状态稳定。随着科学技术的不断发展，现阶段可以实现将摄像头安装在农业机械上，实时监控机械工作状态和实时采集机械的工作画面，使得操作人员根据画面做出准确指令，使得执行操作便利，有效提高农业机械生产效率［1］。

2.2　计算机辅助设计在农业机械中的应用

据资料显示，农业机械的机械设计十分复杂，因为机械设计过程中需要大量的数据计算，传统的机械设计完全依靠手工计算及纯手工制图的方法，这种传统的设计方法低效、低质，已经跟不上现代社会发展的步伐，不能满足现代农业对农业机械的基本需求。而计算机辅助设计技术（AutoCAD技术）可以有效地解决此类问题。通过采用计算机辅助设计，使用三维图形系统进行数据处理，绘制机械设计图，有效提高农业机械设计的工作效率，帮助农业机械设计人员在设计过程中进行技术革新［2］。

2.3　高精度GPS导航系统在农业机械中的应用

高精度GPS系统的基本原理是利用GPS差分技术、传感器技术及超声波技术，通过计算机信息软件可以在农业机械的虚拟仪表中显示农业生产现场的三维立体图、机器的三维坐标等详细信息。高精度GPS导航一般应用在大型农村，尤其是在农场进行多种农业机械混合作业时，能体现出高精度GPS系统的重要地位，可以有效地对农场工作人员进行现场管理，全面提高农场的作业效率。

2.4　电子信息技术在农业机械工程中的应用

随着电子信息技术的蓬勃发展，农业机械工程的机械化、智能化发展，电子信息技术被广泛应用到农业机械工程中。有效采用电子信息技术，方便工作人员查看资料，从技术层面剖析农业机械的工作原理及基本构成，从而熟练农业机械的自动化操作，提高农业机械工程生产效率和生产水平［3］。采用电子信息技术有利于农场操作人员掌握最新的农业机械技术知识，规范操作农业机械设备，而且可以及时进行数据记录并关注机械设备维修记录，有效提高生产效益。

3　机电一体化在农业机械中的应用趋势

当前，机电一体化技术在农业机械中的广泛应用促进了农业生产。首先，机电一体化技术有效提高提高了农业生产的稳定性；其次，农业机械采用机电一体化技术有效缩短了生产周期，提高了工作效率，而且能够保障农产品的生产水平。最后，机电一体化技术在农业机械工程中的应用可降低能源消耗，起到环保节能的作用，在进行环境保护的同时还能够降低农业生产成本，提高农业生产效益。但是，由于机电一体化技术在我国农业机械工程中的应用还处于初期阶段，需要加大研究力度，循序渐进，深入未来探究机电一体化技术在农业机械生产中的应用方向。

3.1　光机电一体化

光机电一体化是现阶段机电一体化技术发展的重要方向。基本原理就是通过将光学技术结合机电一体化技术，对机电一体化技术系统中的感应系统、动力系统和数据处理等系统的功能进行改进和增强，有效提高农业机械的生产精度和生产效率［4］。

3.2　人工智能化

实现人工智能化是各个领域的发展趋势，因此人工智能化将成为农业机械的主要研发趋势。随着人工智能化的深入发展，在农业机械生产中实现机械自动识别功能和智能诊断故障、自动调整和优化工作数据信息，甚至可能实现无人操作的自动运行，将一切可能变为现实。

3.3　环保绿色化

随着现代社会的不断发展，我国一直提倡环境保护理念。而社会的进步必然会造成资源浪费、环境恶化等问题，因此，将绿色环保理念应用到在农业机械生产中，实现农业机械生产低能耗、低耗材、低污染、高标准排放，生产出符合国家可持续发展理念的农产品［5］。

4　结语

机电一体化是多学科综合性技术，将机电一体化与农业机械相互融合，是提高国家农业生产力及生产效率的重要手段。但是，现阶段我国农业还处在发展初期，农业机械化水平不高，严重影响了我国农业的发展。因此，为了增强我国农业机械生产水平，增强我国农业机械的世界竞争力，务必要重视科学技术的投入和技术的改革创新。而在农业机械中应用机电一体化技术，有效改变了我国传统农业机械的生产形式，先进的科学技术有效推动了我国农业机械的健康发展。