浅析机电一体化在农业机械化方面的发展

侯文儒

（武威市凉州区职业中等专业学校，甘肃武威 733069）

0 引言

随着社会的发展，人们追求更高的效率和质量，在农业机械化方面，应用机电一体化技术以提高农业的质量和作业效率。在机电一体化的影响下，许多农业机械设备有了更多功能，使用起来也更加方便、简单，由此可见，机电一体化的应用是比较成熟且有利于农业发展的。机电一体化技术应用主要为解决各行业的问题，在农业机械化方面应用该技术，不仅能发挥技术优势，还能推动农业及农业管理的发展。

1 机电一体化内涵及产品优势

机电一体化也叫做机电工程，它是一个多学科的工程分支，主要应用于机械系统、电气工程中。技术不断发展，机电工程的子领域都不断发展且取得较好成果，其主要目的是为了领域统一提供设计解决方案。机电一体化包括三部分，分别是机械、计算原理、电子，它主要应用于日常生活各个方面，帮助解决各种问题。

应用机电一体化产品有很多优势。首先，使用机电一体化产品比其他产品有更强的稳定性和安全性，一般情况下，该类产品都具有自动诊断、自动报警、自动保护功能。如果工作中遇到问题，就能自动诊断和自动保护，如设备接电运转后，电压过大，该产品就会自动诊断并自动断电。此外，机电一体化产品还有自动保护装置，该装置主要保护人的安全。其次，机电一体化产品能帮助各行业提高效率，该类产品都具有信息处理功能，能自动处理较多信息，该类产品操作性强，容易上手。此外，外界因素对该类产品的影响较少，能帮助工作人员提高工作质量。再次，机电一体化产品有复合功能，机电一体化产品是过去机电产品技术进步的体现，过去机电一体化产品没有符合技术，更没有符合功能，因此，机电化一体产品能覆盖一个行业的多种需求。最后，机电一体化技术能推动人工智能发展，人工智能化是机电一体化技术的主要特征之一，机电一体化产品的芯片、传感器上都能体现出人工智能化特征，而芯片、传感器等较为先进的硬件也代替了传统复杂零件，在实际应用上，能发挥较大作用[1]。

2 机电一体化主要特征

2.1 人工智能化

信息技术发展迅速，人工智能大力发展，许多技术已经广泛应用在各领域中，尤其是农业领域，在技术的广泛应用下提高了科研水平和工作质量。信息技术和人工智能让操控技术有了更多的发展空间，而操控技术的发展又推动了机电一体化技术的发展，让许多机电一体化设备迅速升级。目前，机电一体化技术产品的功能可以满足农业机械作业的多种需求。机电一体化产品的许多功能都来源于人工智能的发展，如自我监督、自我调节、自我诊断等[2]。

2.2 功能较多

机电一体化产品可以满足大部分的工程技术要求。目前，市场上主要技术为机电一体化技术，产品中都会使用多个专业技术，如计算机技术、微电子技术等。该类技术的应用也让机电一体化产品的控制系统更智能，控制系统智能化能让农业机械产品使用更安全，控制系统智能化是机电一体化产品的特征，也是优势。

机电一体化技术能优化产品结构，传统农业机械产品功能单一，要想增加一个产品的功能，必须增加硬件和控制规律，这会让产品笨重、难操作。而应用机电一体化技术后，该产品的整体结构能得到优化，不仅能达到高效操作，还能让操作方式更灵活、可靠。

3 农业机械化应用机电一体化技术的价值

3.1 提高工作效率

机电一体化对农业机械化发展有较大影响，不仅能高效搜集信息，还能将信息进行整理，可以说，机电一体化推动了农业产品机械化的发展。如果机电一体化产品能将农业信息共享，就能帮助管理人员完善管理信息，更好地开展农业管理工作。此外，机电一体化能辅助管理人员更好地了解农作物，并制定完善的生产计划。

机电一体化产品有自动控制功能，该功能适合应用于农业领域，不仅能提高该设备的应用率，还能提高准确度。使用机电一体化产品能有效获取各种农产品信息，自动控制功能可以减少人为、环境等外部因素引起的故障，间接提高工作质量[3]。

3.2 保护农业设备

目前，农业机械设备的安全问题是工作人员关心的问题之一，农户耕作时间有限，如果设备发生问题，就会影响耕作时间，严重则会影响整个农业生产。机电一体化设备中有自我控制功能，使用该设备能大大减少设备故障次数，保护设备安全。

此外，机电一体化应用在农业机械化中能够赋予设备更多功能，如报警功能。在使用设备时，设备内部系统产生故障，系统会自动报警并停止工作，该动作会延长设备寿命，减少设备故障引起的恶劣影响，保护设备的安全。农业设备不断发展，已具备监控功能、防护功能等，在机电一体化的发展背景下，设备已不断完善监控功能和防护功能，保障人员与设备的安全。此外，机电一体化技术不断发展，也让农业设备中的监控技术、防护技术飞速发展，不仅优化原有功能，还能让操作更简单方便。

3.3 人性化发展

机电一体化技术能为农业提供故障诊断等多个技术，应用在农业机械后，能优化机械内部系统，优化设备整体结构，让农业机械具有更高的安全性，工作人员使用后，能减少事故的发生。

机电一体化技术和数字技术相结合，能推动农业机械化的发展，让农业机械化发展更符合人的实际需求，让机械产品操作更节能、安全、简单、便捷，可以说，机电一体化技术让农业机械化发展更人性化。

3.4 让设备操作性更强

传统农业设备容易出现故障问题，故障问题多由内部零件导致，机电一体化中的多个技术能解决传统设备中的故障问题。机电一体化还能优化设备内部，简化内部结构，让设备操作起来更方便，拿取更容易。机电一体化能优化设备内部系统，让内部系统运行更流畅，接受指令更迅速，使用设备时，能节省许多复杂操作步骤，让工组人员更容易上手，并能迅速掌握操作方法。

此外，操作水平对作业效率有直接影响，如果机电设备操作方法简单，就能提高效率。在人工智能和机电一体化影响下，农机管理也更完整、全面，设备也能满足需求。

4 农业机械设备中机电一体化技术的应用探讨

4.1 CAD技术

20世纪60年代，CAD技术诞生并发展，但受到计算机限制，CAD技术发展缓慢，进入80年代后，计算机技术飞速发展，也带动了CAD技术的发展。在农业机械方面，应用CAD技术能解决信息计算难的问题。在研究方面，需要进行信息搜集和计算，搜集的信息越全面，信息计算越准确，就越能让农业机械研究快速进步和发展，然而，传统的方法进行计算不仅消耗大量人力资源，还不能保障计算结果准确率。在机电一体化影响下，CAD技术能被发现并应用到农业机械研究中，迅速解决了计算量大、计算难的问题，该技术利用计算机进行模型绘制，用图形系统将大量有效数据信息进行处理，让计算过程更短、数据结果更准确[4]。

4.2 GPS技术

GPS技术可应用在农业机械化上，使用该技术能够做到对农业信息进行快速处理，该技术应用在农业机械后，让从事该行业的工作人员能迅速获取更精准的数据。GPS技术的应用体现在虫害、杂草、播种、农业管理等各个环节，已成为必不可少的技术之一。

4.3 监控技术

在使用设备过程中，工作人员要依照现场情况对设备进行调节，主要调节参数，工作人员要了解该设备的特性，依照参数使用设备，让机械设备能发挥真正作用。在发展阶段，为达到获取精准信息的目的，从事农业机械的工作人员要重视监控技术的应用，实际上，机电监控技术已开始深入到农业机械设备中，以帮助工作人员在操作过程中获取更多数据，让数据为农业管理提供支撑。

4.4 电子信息技术

电子信息技术的应用，让农行机械研究与发展朝着智能化方向迈进。在农业机械化上，应用电子信息技术能有效控制信息和处理信息，让信息为农业机械服务。电子信息技术可充分融入农业机械化中，并不断地探索应用方法，从事农业的工作人员可利用该技术获取更多有效资料，为农业管理提供支持[5]。

4.5 VR技术

VR技术包括人工智能、传感技术、现实技术、并行处理技术等，使用VR技术能处理农业机械方面的图形、影响，相关领导可利用该技术获取农业管理中的有效信息，模拟动态化的农业管理，直观展示农业研究与农业管理中的内容，该技术也能为农业机械化发展提供支持。

5 农业机械化中应用机电一体化技术的实际情况

5.1 国外应用机电一体化技术情况分析

欧美许多发达国家在农业机械设备中应用机电一体化技术较早，这些地区机电一体化技术已比较成熟，机械化设备使用率较高。美国、法国、英国等许多国家都从四个方面入手，提升机械设备功能，分别是设备速度、设备应用面积、设备操作、设备功率。现阶段，技术飞速发展，许多技术已逐步应用在农业机械方面，以提高农业生产效率。而机械一体化技术完全符合农业机械化发展的技术需求，可以说，农业机械化发展已离不开机电一体化技术，例如，使用机电一体化技术能让农业生产设备的使用面积增加、平整度增加，使用该技术后，从事农业的工作人员能迅速获得大面积平整土地[6]。

5.2 国内应用机电一体化技术情况分析

计算机发展、市场环境、对技术应用的重视度等都影响农业机械化的发展，我国应用机电一体化技术晚于欧美国家，技术应用水平也有较大发展空间。

随着技术的普及与应用，许多机电一体化技术得到了发展，农业机械化开始广泛应用机电一体化技术，而机电一体化技术也发挥了作用，让农业机械中的许多设备广受好评。目前，机电一体化应用仍有较大发展空间，在农业机械化上仍有许多技术空白需要广大学者共同探索。

6 农业机械化中应用机电一体化技术的发展讨论

6.1 数字化

随着技术的更新与发展，许多行业都积极应用机电一体化技术，该技术在控制领域表现出色，尤其体现在数字化控制技术方面，例如无人机技术、智能音响等产品。计算机等多种信息技术飞速发展，也为机电一体化技术提供了很大支持，推动了机电一体化技术的发展。目前，数字化已成为农业机械化中比较明显的标志，数字化也可被看作农业机械化发展的标志[7]。

6.2 智能化

机电一体化技术应用在农业机械化上，能赋予农业机械化产品的功能智能化。目前，智能化已成为产品是否进步与发展的标志，智能化技术体现在农业机械产品的多个功能上，赋予农业机械产品智能化特点，能让农业机械产品更符合人们使用习惯和市级需求。

6.3 网络化

随着互联网的发展，许多技术被广泛传播并应用于各行各业中，VR技术、监控技术、电子信息技术等都已应用在农业机械上。机电一体化在农业机械化上已得到较好的应用与发展，如赋予农业机械设备网络化性质，就能让农业机械设备更符合农业生产与农业管理需求。因此，相关部门及学者要加大力度研究农业机械设备网络化性质，加大资金、人才的投入，让农业机械设备为农业行业发展做出贡献。

6.4 模块化

在美国、德国等欧美国家中，农业机械化发展都趋向于模块化、整体化，模块化发展能惠及整个农业。然而，我国的农业机械化发展难以像模块化发展，分析其根本原因是技术闭塞，许多行业研究人员和技术人员都不愿意分享技术。此外，机电一体化涵盖的技术非常多，许多技术中有很多交叉，为模块化发展带来难度。虽然农业机械模块发展缓慢，但仍有较大发展空间。

7 探索机电一体化技术在农业机械化方面的实际应用

在机电一体化技术中，CAD技术被大众熟知并应用较广，在一定程度上，CAD技术可以代表机电一体化技术。CAD技术是一个非常实用的技术，也可称为建模技术，主要利用模拟技术、计算机等将农业信息转变成数据模型，从事农业行业的工作人员可利用该数据模型进行分析，并制定下一步工作计划或开展农业管理活动。例如，利用图形模型对农业区域的生产情况进行分析，并发出结论，通过数据模型分析生产技术问题，并改善下一个阶段的生产计划，推动农业持续发展。

8 结语

通过介绍机电一体化内涵、产品优势、主要特征，阐述农业机械化应用机电一体化技术的价值，并探讨农业机械设备中机电一体化技术的应用，了解当前农业机械发展情况，推动农业机械化的全面发展。还介绍了农业机械设备一体化技术的实际技术应用，如CAD技术、监控技术、VR技术等，对国内外将机电一体化技术在农业机械化中的实际应用进行对比，以加快机电一体化与农业机械化的融合发展脚步。还对农业机械化中应用机电一体化技术的发展进行讨论，并探索技术的实际应用，让更多人看到农业机械化应用机电一体化技术的优势，以期能推动农业机械化的发展，让人们从劳动中解放出来。