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隨著我國科學技術和經濟的不斷發展,人們在進行生產活動時越來越注重效率和勞動量,在農業作業中也是如此。現代農業機械的廣泛使用在很大程度上提升了農業作業的效率,降低了農民的勞動量,但相比于其他行業,農業作業依然是較為辛苦的一項工作。若將計算機智能化技術應用到農業機械中,則能使農業作業的效率進一步提升,也會大大節約農民的勞動量。
1計算機智能化技術應用于農業機械的優勢
1.1農業機械智能化技術簡介
計算機智能化技術是指裝載有微型電腦和能夠進行信息傳輸的設備,其具有一定的智能性,人們可對其進行遠程操控。將具備智能化技術的設備與農業機械進行結合,能夠實現農業機械的智能化,人們即可實現遠程操控農業機械進行農業作業。如今智能化技術正處速發展階段,并且智能化技術也越來越完善,因此智能化農業機械的功能也越來越多,這大大促進了農業生產。智能化農業機械可以說是現今最為先進的農業生產力,能夠大大提高農業作業的效率,改善農民的工作環境,減少勞動量,同時還能夠實現資源的合理利用,從而提高農作物的產量。智能化農業機械代表著未來農業的發展方向。
1.2智能化農業機械的優點
將智能化技術應用于農業機械中,不僅能夠使機械代替人工更加快速完成各種農業作業活動,例如耕種、收割和噴灑農藥等,還能夠完成人力所不能進行的作業,例如環境分析和土壤分析等。不同于傳統的農業機械,智能化農業機械能夠根據實際要求對機械進行調整和更換,從而實現不同的功能,在提升工作效率的同時,還能夠減輕農民勞動量,改變農民進行農業活動的方式。智能化農業機械中裝備著大量的傳感設備,能夠對機械的狀態進行實時的監測和反饋,也可以根據實際的工作條件對自身的參數進行調節,使機械實現最佳的工作性能,對農業機械進行科學的維護,同時也能夠使農業作業更加安全可靠。智能化農業機械設備的應用能夠徹底改變農民傳統的作業方式,很多時候農民只需要坐在操控室中對農業機械進行操控就能夠完成農業作業,農業作業的效率也會有明顯的提升。
2計算機智能化技術在農業機械中的應用
2.1在農機管理中的應用
計算機智能化技術在農業中有著非常廣泛的應用,例如農業生產、農業種植和農業機械的制造等。可以說計算機智能化技術幾乎涵蓋了所有的農業活動,尤其是對于一些較為復雜的農業活動,計算機智能化技術更有著不可替代的作用。在我國廣大農村中,由于農民的文化水平較低,因此在農業機械管理方面存在較多的問題,使農業機械不能夠發揮最好的效果。很大一部分農民在使用農業機械時,不了解機械的構造和操作方式,導致在使用過程中存在操作不當問題或者只能夠使用機械最簡單的功能,造成一定的安全隱患或者不能夠最大程度地發揮出農業機械的作用。計算機智能化技術的應用能夠很好地改善這一點,計算機會對農業機械的構造有著清晰了解,并且熟知農業機械的所有功能,在智能化技術的輔助下,農民可以對農業機械具有更加完善認識。在進行農業機械使用時,應用計算機能夠最為合理對其進行使用,在保護農業機械的基礎上最大限度地提升農業作業效率。計算機智能化技術的應用除了能夠更好地實現農業機械使用外,在農業機械的維修中也有著重要作用。應用計算機能夠引進較為先進的農業機械維修技術,當農業機械出現故障時,應用計算機技術能夠快速準確地發現機械中的問題,并提出合理地維修建議,從而為維修人員提供最為有效的信息,減少機械維修所需耗費的時間。計算機技術還能夠為農業機械提供預警信息,計算機能夠實時對農業機械的狀態持續監控,若農業機械在運行中出現不正常或可能導致農業機械損壞的現象時,計算機能夠及時提出預警或者采取科學的預防方法,保護農業機械和農業作業人員的安全。
2.2在農業機械作業質量中的監控
隨著科學技術的不斷發展,農業機械的種類越來越豐富,農業機械的功能也向著精確化的方向發展,大大促進了農業作業的效率,提升了農作物的產量。農業機械大規模使用對農業活動產生了變革性影響,在很多方面使農業生產更加便捷,例如在播種方面,自動化的農業機械已經實現了對播種深度和播種間距的控制,使農作物的發芽率和生長狀況有了很大地提升。但在其他很多方面,僅僅依靠自動化農業機械不能夠實現較為精確地控制,這就需要應用計算機技術對其進行精確地控制,實現傳統農業機械中不具備的功能,使農業有著更進一步的發展。應用計算機智能化技術還能夠實現對農業的質量監控。傳統的質量監控需要人工對樣品進行采集后再進行下一步的處理,不僅額外耗費勞動量,還可能因為檢查的不及時而出現誤差,檢查的效果較差,甚至可能因為結果的偏差造成農作物的減產。在農業機械中應用計算機智能化技術,能夠實現對農業機械作業質量的實時監測,對于農業機械作業中存在的問題能夠及時發現,對農業機械的參數等進行及時調節,達到隨時發現機械作業質量問題并立刻進行解決的目的,從而保證農業機械有助于提高作業的質量。
2.3在農業機械維修中的應用
隨著我國在農業機械制造方面技術的提升,農業機械的設計和制造工藝越來越復雜,機械的復雜程度也越來越高,這使農業機械的功能和質量也越來越高,同時也給農業機械的維修帶來較大阻礙。由于農業機械的作業條件較為惡劣,甚至有時候需要超負荷進行輸出,因此農業機械在使用的過程中,難免出現各種各樣的問題。當前農業機械種類較多,功能較為復雜,與此同時農業機械的故障種類也更多。在對農業機械進行故障檢查時,可能會因此不能正確判斷出故障的原因,給農業機械維修帶來較大的難度,因此需要對傳統的維修工藝進行更新。采用計算機智能化技術進行農業機械維修,可以更加精確診斷農業機械中出現的故障,在較短時間內發現問題,節約維修人員的檢修時間,也能夠保證對故障的精確識別[1]。利用較為先進的計算機技術還能夠使維修更加容易進行,通過計算機智能設備,能夠實現對設備的自動維修,不僅能夠更加快速地對裝備進行拆卸,還能夠提升設備維修時的精確度。
2.4在農業機械自動控制和裝配中的應用
應用計算機智能技術,能夠更好地實現農業生產的自動化,對于建設現代化農業有著非常重要的意義。農業機械的廣泛使用使機械代替大部分人力來進行工作,智能化農業機械的使用進一步減少了人力的投入。現今很多國家的農業機械已經實現了智能化控制,在進行農業作業時能夠實現全方位的操作和監控,人們甚至可以在家中對農業機械進行遠程操控來完成農業作業,因此智能化技術的應用促使農業有了極大的進步。此外,智能化技術在農業機械的設計和制造中也有著重要的作用,例如智能CAD技術的應用可以實現農業機械參數三維化的設計,使參數更加容易修改和優化,讓農業機械設計更加方便準確[2]。在進行農業機械設計時,設計人員能夠直接采用智能CAD技術來對設計理念進行完整展示,保證了設計的完整性和精密性。例如在進行底盤設計時,設計人員能夠采用智能CAD技術進行三維模擬,直接在三維圖中對位置或者某些參數進行修改,并可以設定精確的坐標位置,便于農業機械裝配。
3未來農業機械智能化技術發展方向
伴隨著科學技術的高速發展,我國農業科技水平也得到了突飛猛進的發展,進而帶動了農業機械自動化和智能化的水平。農業機械信息化、自動化、智能化的發展,切實提升了我國農業發展的效率,降低了人們的工作強度,直接提升了生產效率,并且也提升了農產品的質量。我國從古至今都是一個農業生產大國,我國農業機械已經走上了智能化的初級道路。但是在農業機械無人化的發展方向,尤其是智能化農用機械的領域,我國和國外先進的設備存在顯著的差異,需要不斷的學習和借鑒先進的國外經驗。近些年來我國農村人口開始不斷地向城市進行遷徙,隨著城鎮化格局的不斷發展,我國農業種植人口和土地資源會隨之下降。所以,在短期內實現農業機械的智能化、無人化、信息化、信息化是我國農業機械的關鍵發展方向,也是未來全球農業發展的統一趨勢。
1國外無人化農機設備與技術的發展概況
正是因為國際上的科學技術起步要遠遠早于國內,在農業發達地區,比如北美、澳洲和西歐地區,在農業生產中已經普及使用智能農業機械設備,并且個別發達國家已經在農用無人機械方面已經有著豐富的知識貯備和經驗積累,所以當地的無人化農業發展水平遠遠領先于我國。美國一部分的大型農場早已經開始使用GPS進行導航定位的自動化農用機械,到2022年,美國95%的農場都普及這項自動駕駛收割技術。約翰迪爾、凱斯紐在2016年率先推出了無人駕駛農業機械產品的升級版,機械裝有感應和監測裝置,可以自動實現對障礙物的規避和控制,同時操作人員可以利用遠程進行控制,并且實時監測和調整,真正意義上的可以做到24小時的無人機械作業。但是目前該產品還是商業實驗階段。
2國內無人化農機設備與技術的發展情況
我國于2016年由中國一拖集團有限公司率先對外公布東方紅無人駕駛拖拉機,并實際展示了拖拉機在農業活動中的效果。當年的東方紅無人駕駛機器裝配有國三指標的發動機、電動控制系統、電子懸架系統等,為之后我國無人駕駛農業機械奠定了堅實的數據積累和支持,隨著東方紅無人機械的誕生,我國無人化機械進一步得到了發展,后續開展了以無人機械為代表的整地插秧等農業活動,引起了全國媒體的共同關注。我國由于勞動力不足,勞動成本增長過快,不得不大力發展農業機械無人化。我國一直都是農業大國,但是國內糧食生產總值比不能滿足日益增長的糧食需求,我國還需要大量的進口還彌補糧食的短缺,雖然近些年來我國的農業機械自動化發展迅速,但是由于研究過于分散,并且規模不大,并不能高效地完成技術研發。我國大量的土地過于分散,很多地方無法使用大型機器,這些原因都促進了我國開始農業無人化機械的發展。
3農機發展的關鍵技術
就當前我國農業機械化的發展狀況和先進的國家技術對比而言,我們確實存在著很大的技術差距,我國也已經預見了農業智能化機械的發展的前景,正在大力發展人工智能和互利網技術,以期幫助農業機械縮小差距,提升我國農業機械產品的綜合能力,舉全國之力用最短的時間縮短和世界先進技術的差距。就目前的形勢而言,無人農用機械主要存在兩個發現趨勢,一種是大型的自動化農機,另一種就是小型的農機機器人,大型的機器主要針對于大型的拖拉機進行升級和研發,而小型的機器人就需要更多靈活便捷的機器設備來替代,把這些機器放在農業生產中,可以加速自動化農業的發展,農機智能化和無人化的基礎原則就是對智能設備的研發。最近幾年,我國下發了多部關于提高農業機械發展的政策,把發展農業機械智能化作為國家戰略政策。農業機械產品的升級和完善將帶動我國農業發展水平的迅速提升,目前最為重要的步驟就是早日突破農業機械無人化、智能化、信息化的整合。農業機械無人化需要使用大量的傳感器還定位技術,依托于北斗導航的全方位覆蓋,我國將更快的實現農業機械的精確定位,加入不斷研究升級的AI控制技術,我國農業機械的自動駕駛有望早日突破。農業信息化的含義就是指利用傳感器技術收集和匯總農業的數據,在使用加密通信數據把傳感器中的所有環節進行連接,最后比合成監控網絡,把傳感器和農業環境進行連接,農業物聯網就是基于此項技術。農業機械自動駕駛可以有效的提高農業的精準程度,保證作業質量,提高產物產量,而農業物聯網技術可以精準操作,可以生成農業大數據進一步完成農產品的追蹤等。按照當先的發展形勢而言,農業機械無人化是我國大力發展的方向,可以有效的縮短和國外的技術差距,實現彎道超車。
4無人化農機的升級發展策略
伴隨著現代農業機械智能化無人化技術突飛猛進,傳統的農業制度無法適應當前的信息時代。農業機械的智能化和信息化,需要綜合信息化、傳感器、網絡技術、自動化、智能化水平,加入未來興起的AI技術,可以更加全面的幫助提高農業生產效率。
4.1加強農機領域的跨界人才培養
當前,農用機械無人駕駛還屬于一類新興技術,整個技術的發展仍然處于起步階段,不論在企業的內部還是外部,都缺少專業完善的理論培訓制度。教學資源的匱乏,導致培訓體系不完整,尤其是人工智能的發展、互聯網技術、現代工業和農業機械等專業領域的培訓少之又少,而且現有培訓的機構資料也屬于過時,無法形成系統的教學模式。所以針對系統整合的問題所在,需要用科技進行創新,構建專業人才培養體系。首要任務就是普及人工智能的基礎,其次對專業人才進行相應的技術提升,最后才是以市場為主導,對企業相關的員工進行專業化的技能訓練,讓更多新型行業得到專業的人才的帶動。
4.2利用人工智能和物聯網實現產品跨界發展
雖然我國農業機械產品技術方面還存在很多問題,但是AI技術和互聯網技術的發展已經在世界范圍內名列前茅。所以,發展農業機械的未來核心工作就是綜合整理技術的跨界和應用,結合我國AI和互聯網產業的優勢地位,主導企業和科研機構共同合作,合作共贏,針對傳統農業機械做出技術突破。與此同時,整合和匯總傳統農業機械企業和互聯網企業的產業鏈條,降低成本,整合優化資源渠道,加速現代化技術服務社會的時間,加速無人化、智能化、信息化現代農業和的發展。當前,我國有很多互聯網企業已經加入到現代化無人機械的研究中,但是仍然需要更多的企業積極參與研發,盡快突破技術瓶頸,加速成果落地,進而帶動整個行業的飛速發展,保證我國無人化農用機械的高速發展。
5結束語
本文著重分析當前我國農業機械的實際情況,并且得出一系列的發展策略,指出農業機械的無人化和信息化是農業機械發展的必經之路,也是重要組成部分,要想我國農機產品更加的完善,就必須對人工智能和網絡科技進行有機結合,持續完善的對我國農業機械產品進行優化和升級,不斷在產品創新發面做出突破,進一步縮小和外國先進設備的差距,最后全面發力,齊頭并進。
參考文獻
[1]鄧文剛,陳慧敏,高剛毅.農業機械自動化在現代農業中的應用與發展趨勢[J].南方農機,2020(3):239.
近年來,隨著我國城鎮一體化建設和鄉村振興戰略的同步實施,我國農業發展面臨著前所未有的機遇,與此同時,勞動力成本提高也推動我國農業發展逐漸朝著機械化和自動化的方向轉變,尤其是現代信息化社會的不斷發展,以信息自動化和自動控制技術為支撐的各種農業機械設備和機電產品也已經逐漸深入應用到我國農業發展中來,形成了體系化的農業發展模式,對于提升農業生產效率,提升我國農業發展水平具有重要的價值。隨著現代控制理論和自動化技術的持續發展,我國農業機械設備的智能化水平也在不斷提升,結合當前的發展現狀對農業機械化未來的發展前景進行分析具有重要的研究價值。
1我國農業機械自動化發展的必要性
1.1有利于解決農村地區勞動力不足的問題
隨著我國城市化進程的不斷加快,農村老齡化現象越來越嚴重,大多數青壯年人群都離開城市涌向城鎮謀求更高水平的生活,導致農村地區青壯年勞動力嚴重不足,在嚴重影響了我國農業發展規模的同時,也不利于推動我國農村地區經濟水平的提升。而作為一個農業大國,我國對農產品產量的需求十分巨大,這就在一定程度上推動了我國農業機械自動化水平的提升,一方面,農業機械自動化設備的應用能夠有效解決農村青壯男勞動力不足的問題,為我國農業發展提供重要的技術支撐;另一方面,農業機械自動化設備的應用也能夠提高我國農業作業效率,有效降低由于勞動力因素帶來的成本較高問題,有效提升我國農產品的品質,對于推動我國農業農村現代化發展,解決勞動力不足問題具有十分重要的價值[1]。
1.2有利于推動社會的發展進步
隨著現代社會經濟水平和信息化水平的提升,人們的生活質量也日益提高,生活觀念也在發生著十分深刻的變化,人們開始追求高質量的產品,與此同時,生產者對于提高勞動的生產力以及增加勞動舒適性的要求也逐漸提升。從世界范圍來看,經濟全球化的趨勢也使我國的農業生產面臨著日益嚴重的競爭壓力,急需要通過改善農產品生產條件以及降低成本等方式來獲取較高的經濟效益,在這樣的發展環境下,通過使用農業機械化和自動化設備能夠有效促進我國農業行業的發展,進而推動整個社會的進步[2]。
2我國農業機械自動化的發展現狀分析
2.1農業機械及裝置的自動化控制水平
在我國農業機械化設備和裝置的應用中,最主要的有以下八種自動化設備:1)聯合收割機。該設備在使用過程中既能夠實現收割高度的自動化控制,也能夠結合稻麥的生長高度,自主控制行駛的速度和方向,感應收割區域和未收割區域,從而形成自動化運轉,保障農業機械化水平。2)插秧機。該設備的自動化尾插秧部件,能夠通過對部件的水平控制在轉彎時自動提取插秧部件,并形成自動化減速過程,進而完成自動供苗上苗。3)拖拉機。農用拖拉機廣泛使用的油壓式機械調節系統裝置和電子三點連接式調節裝置都能夠提升拖拉機的自動化控制水平。4)移栽機。移栽機內部自動化水平的實現是通過自動供苗塑料裝置以及自動移栽裝置構成的,其中傳動鏈式自動移栽裝置的應用能夠有效保障系統的自動化運行。5)挖掘收獲機。該機器自動化控制是通過挖掘深度自動調節裝置和自動感應石塊及篩選裝置來完成的,從而完成在農業生產中的土壤翻面等工作環節。6)施肥播種機。施肥播種是農業生產中的關鍵一步,對勞動力的需求量十分大,利用自動化裝置例如計數器和感應器等裝置能夠實現自動施肥和播種,從而提高工作效率,最大程度節約勞動力要素成本。7)噴霧機。該設備的自動化主要是能夠根據噴霧時的風向、風速以及作業速度等自動調節噴霧流量,同時也能夠結合農作物的種類自動調節噴灑密度,自動感應雜草的位置。8)干燥機。該裝置能夠通過自動功能調節熱風溫度裝置的運行來保障發生事故時在第一時間切斷物料供給,從而避免過多供給影響農作物的穩定生長[3]。
2.2無人自動操作農業機械裝置
無人自動操作農業機械裝置能夠結合農作物種類和土壤的基礎特性,以及對天氣狀況的自動感應來收集信息,例如可以結合土壤的硬度差異來自動區分已作業區域和未作業區域,還能夠利用傳感器來感應已收割區域和未收割區域。此外,自動化的噴霧機和收割機等都能夠實現田間作業,減少對勞動力的使用需求。另外,在農業機械化設備中還存在固定式的機械設備,例如全自動谷物干燥機和全自動分選機等都能在固定模式下發揮作用,從而保證農業生產過程的順利開展。
3我國農業機械自動化的發展前景分析
機械自動化是制造業和自動化技術的融合領域,在我國的發展經歷了較為漫長的過程,隨著我國信息技術和科學技術的不斷發展,機械自動化也逐漸應用到我國各行各業的發展中來,在農業方面的應用尤為明顯,因此,結合機械自動化在我國農業的應用現狀進行展望,對于豐富和優化我國農業的發展具有十分重要的價值。
3.1朝著多元化和協調化方面邁進
農業機械自動化是當前我國農業發展的重要方向,是一門融合了多項科學技術的交叉學科,這一領域融合了計算機科學技術、互聯網技術以及自動化技術等多個方面的專業技術,在農業機械設備的應用及創新過程中發揮著十分重要的作用,能夠在自動化運行的過程中充分發揮不同專業的技術優勢,在農業生產環節發揮著十分重要的作用,對于促進我國農業機械自動化發展具有十分重要作用。現階段,我國農業機械自動化設備制造行業具有較強的獨立性,在產品設計、生產制造以及銷售和運營方面都呈現出各自獨立的狀態,然而隨著我國經濟的不斷發展,各個行業之間的交叉和融合勢必要對自動化設備進行創新應用和升級改造,而這種相互獨立的狀態既無法對農業機械化設備進行自動化和智能化的改造,也無法將改造的設備直接應用到農業生產中去,甚至于一些產品設計者也無法直接了解農戶的設備使用需求,進而無法對產品進行針對化的設計和創新,因此,針對這一問題,在農業機械自動化的發展中應當主動實現機械設計、設備制造生產以及生產銷售環節的一體化開展,形成緊密結合的發展趨勢,實現我國工業和農業協調發展,共同朝著多元化和協調化的方向邁進[4]。
3.2向著智能化和互聯網方向發展
我國信息社會的深入發展使得各行各業的信息化應用水平不斷提升,對智能化的需求也不斷提高,農業機械自動化行業發展在追求高速、高效和高精度的基礎上也隨著社會發展步伐逐漸向智能化和信息化方向發展,這就要求在機械設備的制造和運行過程中要利用科學技術來實現勞動力和機械設備的深度融合,在提升設備運行效率的同時確保自動化精密度水平的有效提升。首先,在機械加工的過程中要將設備的生產過程與智能化技術進行緊密結合,在相關信息技術的應用下,設備智能化水平的提升能夠對各種運行條件作出及時的響應,從而結合不同的作業情況形成科學合理的反饋,實現作業效率的有效提升;其次,在農業機械設備制造生產目標來看,要求機器能夠充分做到像人一樣思考,即實現智能化運行,這樣一來既能夠在規定時間內完成作業目標,也能夠生產出符合人類發展需求的商品,對于促進我國農業機械化設備向數字化邁進具有十分重要的實踐價值;最后,在智能化的方式應用下,對設備生產工藝的時間也需要進行有效的縮短,同時也要保障農業機械設備的作業精度,確保農業機械自動化設備在農產品種植和維護過程中的智能化應用和開展,對于推動我國農業和工業現代化建設具有十分重要的影響。
3.3朝著環境友好型和綠色化趨勢發展
隨著我國科學技術的迅速發展以及城市化建設的不斷推進,建設環境友好型社會的呼聲也越來越高,我國經濟社會和農業發展也在朝著綠色化的方向邁進,因此,在這一社會發展形勢下,農業機械自動化設備的生產和應用也應當朝著環境友好型和綠色化的趨勢發展,任何設備的制造和應用應當建立在可持續發展理念的基礎上,政府也應當加大對農業機械自動化生產和應用過程中的廢棄物排放管控力度,對于破壞生態環境的行為要嚴格制止。機械自動化制造設備的綠色化要求隨著生態文明建設的發展也在不斷提升,這就要求在農業機械自動化設備的設計和制造過程中要嚴格遵循綠色設計理念,將綠色制造、綠色加工以及綠色應用貫穿在綠色設計始終,嚴格按照國家出臺的相關設計和應用標準執行,從生產工藝作為起始點來控制污染物的排放,推動農業機械自動化設備的及時更新換代,實現農業機械制造朝著綠色化的方向發展。
3.4重視專業技術人才的培養
1機電一體化系統的應用意義
1.1提高監控水平
在一體化系統中,電子監控屬于其重要內容之一,不僅可對機械設備運行情況進行多角度監督,還具有報警裝置;如設備在運行中出現故障,監控系統將在最快的時間響起警報,并精準判斷故障之處,將針對性的維修措施傳達給相關部門,便于維修人員盡快制定修復方案,在較短的時間內使系統故障得以解決,安全隱患得到有效消除。
1.2提高機械生產效率
與以往傳統機械設備相比,一體化系統的應用可節約更多的能源,電控系統可提高設備運行中能源利用效率。在設備生產過程中,充分發揮電子控制技術的作用和優勢,根據實際需求調節能源供給量,使機械生產效率得到顯著提升,還有助于節約更多的能源。
1.3提高機械作業精度
將電子控制系統應用到機械設備中,不僅可提高機械設備的精準度,還可實現設備自動化運行。在以往的機械生產中,主要以人力操縱完成生產工作,精度難以得到有效提升,而機電一體化系統的應用則可克服這一弊端,使機械作業整體精度得到顯著提升。
2機電一體化系統在農業機械工程中的應用
機電一體化系統作為一種新型技術,由多種技術有機集成而成,可為機械工程發展提供設備支持;通過特定軟件發揮該系統的作用和價值,在農業機械工程中得到廣泛應用。
2.1監控技術應用
在農業生產過程中,操作者應經常對農機各項數據進行查看,根據參數情況進行設備調整,為機械正常運行提供保障。為了便于操作者實時查看數據,傳感器、儀表等機電監控技術被陸續應用到農機工程之中。通過使用傳感器,可精準獲取設備當前的運行狀態,并在儀表中將各項數值顯示出來;操作者可將儀表顯示信息與正常情況下數據信息進行對比,以此來判斷農機設備是否處于正常工作狀態。此外,操作者還可根據畫面來操作設備,根據實際需求靈活調整農機設備,使農業生產效率得到顯著提升。
2.2CAD技術應用
CAD技術是計算機輔助設計技術的簡稱,屬于計算機圖形、數據庫、網絡通信等多種知識相結合的綜合技術。與其他設計工作相比,農業機械的設計較為復雜,內部結構較為繁瑣,需要進行大量的計算和測試。如單純依靠傳統手工計算方式,設計效率較低,難以充分滿足當前農業對現代機械的需求。CAD技術則可充分利用網絡構圖,通過三維圖形系統構建數學模型,在網絡與豐富數據的支持下,不僅可使農機設備的設計效率得到顯著提升,還可為設計者的技術創新提供更有效的支持。
2.3電子信息技術應用
現階段,農業機械逐漸朝著現代化、智能化的方向轉型,與電子信息技術之間的融合日漸緊密,與高效農業、節能農業、集約農業的發展趨勢相符合。通過使用電子信息技術,對于設計者來說,可為其提供大量的關于農機設備的資料信息;對于操作者來說,可遠程查看設備、操作設備,使生產運行更加精準;對于制造者來說,可通過自動流水線使生產效率得到顯著提升。
2.4GPS系統應用
該系統主要采用GPS差分技術、超聲波、傳感器等,借助計算機軟件為農機虛擬儀表提供生產活動所需的三維模型、三維坐標等。對于大型農業生產場來說,在大部分農機的集群運行過程中,通過廣泛應用該系統,充分發揮其精度較高的性能優勢,及時準確提供作業現場、機器、設備的實時坐標,從而為生產管理者現場調度、策劃等提供諸多便利。
3機電一體化系統未來的應用前景
從上述研究可知,機械工程發展離不開機電一體化系統的應用,在未來機電一體化系統擁有十分廣闊的發展前景。
3.1高智能化
在科技時代背景下,各行各業的智能化水平逐漸提升,這已經成為時展潮流之一。機電一體化也應朝著高智能化的方向發展,使機械工程獲得更加穩健的發展。同時,高智能化也是機電一體化系統發展的根基,在未來的發展中應將更多智能化技術引入其中,帶動機械工程發展。此外,隨著人工智能的發展,機械設備可自動進行故障識別和排除,工作參數得以優化,甚至可在無人值守的情況下自動運行,這也是機電系統未來發展的主要趨勢。
3.2綠色環保
工業化的發展雖然使人們生活質量得以提升,但其帶來的環境問題卻日益嚴峻。目前,我國大力提倡節能環保,機電一體化的發展也應積極響應國家號召,走綠色環保道路;在滿足機械工程生產需求的同時,在產品使用、生產運行中加入更多的環保元素,提高能源利用效率,推動機械工程朝著綠色節能的方向發展。
3.3光機電一體化
目前,機電一體化作為先進科技逐漸得到普及,在未來的發展中,光機電一體化將成為新的發展潮流。借助光學技術的力量,將其與機電一體化技術相結合,可使系統中傳感器的作用發揮到最大,信息處理、動力系統等功能也得到進一步完善,顯著提升農機工作效率和精度。
3.4輕量型
美國主導的GPS全球定位系統,早已應用于精準農業。在農業高度自動化的條件下,農業生產機械接收衛星定位信號,在大田里循著既定路線自助耕作,甚至發展為智能化農機。劉經南認為,精準農業或者精密農業,對衛星定位精度的要求達到厘米級或分米級的水平。
目前,我國已成功發射20多顆北斗導航衛星,組網形成一個巨大星座。天上北斗加之北斗地基增強系統,已可以滿足農莊厘米級、全國分米級、全球米級的高精度實時定位導航需求。借此引導,就可以實現大豆等作物“厘米精度”的播種、分米級精度的大田精細管理、米級精度的拖拉機數千公里跨區作業調度管理,達到精準農業、精密農業需求。
備受關注的無人駕駛車真正上路、形成無人車交通系統,可能還需假以時日;那么,大田里的無人農業機械車輛種地,則可能更早實現。劉經南認為,我國農業用車物聯網,也就是農機車聯網,正在走向人、車、路與環境的協同感知階段。
關鍵詞:
農業機械;技術手段;應用;發展前景
我國在國際上的地位正在逐漸提高,這與我國的經濟發展是分不開的,經濟的發展需要基礎的支持,農業就是我國的基礎,我國是農業大國,農村人口基數大。隨著近幾年我國農業的發展,很多高新技術也被運用到農業的機械設備中,使農機設備向著智能化的方向發展,有效地提升了農業生產的整體效率。在農業的生產中使用高新技術還能夠提高農業的生產效率,保證農機相關機械的正常運作。
1農業機械技術的應用分析
1.1計算機技術
這里所說的計算機技術主要指的是計算機視覺技術,這一技術最早被運用在農業機械上是在20世紀70年代中期,當時主要運用的是計算機技術中的視覺技術,利用這一技術的主要目的是可以對農產品的品質質量進行分級別檢查。計算機視覺技術是以圖像處理為基準,隨著圖像處理以及視覺模擬技術的發展,計算機視覺技術不僅可以用來檢查農產品的品質,而且還可以用來對農產品進行播種、收割。雖然計算機視覺技術在我國農業技術領域的應用時間還不是很長,在實際的使用中還有很多的問題出現,但是相信隨著科學技術的不斷發展,計算機視覺技術必將會改變傳統的農業作業模式,為現代化農業發展提供技術上的支持。
1.2網絡信息技術
網絡信息技術在我國農業機械上的應用是非常成功的,信息技術與地理信息系統的有機結合不僅可以為農業的生產提供高精度的監控,而且還能夠對農業生產中出現病蟲害的情況進行及時的檢測,然后根據定位系統來進行田間作業。
1.3液壓技術
液壓技術主要依靠的是微電子技術和工業傳感技術,在數據的采集上,運用液壓技術主要完成的是能量的轉換和匹配,其目的是為了讓農業機械的效率能夠得到進一步的提高,讓機械設備的相關系統特征可以得到完善,讓機械設備的可靠性能夠得到提升,這也很好地符合了環境保護的相關標準要求。而大部分的農業機械都是采用內燃機作為原動力,所以很多時候都會出現工作負荷,一般情況下,我們都是通過電液控制手段來完成負載與原動力之間的匹配情況,盡可能地減少功率傳輸過程中出現的損失,從而提高農業機械系統的工作效率。
1.4人工智能技術
隨著信息全球化的不斷深入,高端技術不僅在大型的企事業單位中被運用,在農業中也得到了廣泛的應用,比較有成果的就是美國利用人工智能技術研發出激光拖拉機、機械的內部導航裝置,等等,這些裝置可以對拖拉機的運行方向及所處位置進行實時的測定,在了解地區土地信息之后,再制定合理的土地種植方案、農藥及種子的數量,等等。
2農業機械技術的發展趨勢
2.1推廣農業機械產品的技術發展
目前在我國的農業機械發展上,已經開始運用機電智能化技術和計算機技術,這使得農業機械化設備的科技含量有了極大的提高,不僅有效地提高了農業機械的作業效率,而且也提升了農業的生產效率。
2.2農業資源的利用率得到了提升
只有提高了農業資源的開發利用率,才能夠確保農業實現可持續發展,同時也為保護生態環境奠定基礎,如回收農業生產的廢棄物,普及無害化的處理設備,運用無害化技術來處理廢水可以有效地達到保護環境的作用。而在農業種植的過程中,使用有機肥料還可以進一步提高農業資源的利用效率。除此之外,大力發展節能型動力機械設備可以有效地避免出現資源浪費,從而提高農業資源的整體利用效率。
2.3提高農業機械產品的質量監督水平
要想提升農業的機械化水平,還要從規范設計的基本要求出發,全面提高農業產品的質量。在質量提升的過程中,還要注重農業產品的整體造型和外觀,農機設備的耐久性也要經得起考驗。選用與農機設備相配套的發電機及元件,能夠最大程度上提高農業機械產品的質量。在農業機械設備完成安裝之后,還要對其進行試運行,只有保證了設備各項指標都正常的基礎上,才能夠真正的投入使用,這也是提高農業機械產品可靠性的前提。
2.4加大政府的補貼力度
各級地方政府要加大農業機械的技術推廣,做好農業機械的培訓工作。國家還要將拖拉機、插秧機等農機具作為農具購置補貼的關鍵,普及農業機械知識。這樣也能夠更好地提高農業機械化的發展進程。2.5確保農業機械技術的安全生產關注安全監督管理及裝備的創建工作,加大農業機械的安全投入,以便更好地滿足農業機械工作安全監督管理的需求。除此之外,最重要的是,要將農業機械的安全檢驗工作納入到各級縣市政府的財政預算當中。
3結語
隨著科學技術的飛速發展,一些高新技術正在逐漸地被運用到農業的機械設備中,這些機械設備的出現不僅提高了農業的整體生產水平,而且還進一步提升了農業的生產效率,很好地實現了農業的可持續發展。在今后的農業發展過程中,農業機械也必定是智能化的,所以要求操作人員要不斷地提高自己的專業素養,全面推廣農業機械新技術,只有這樣才能夠真正意義上實現我國農業機械的智能化。
作者:徐家亮 劉曉鵬 單位:黑龍江省克東縣農機安全監理站
參考文獻:
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[3]張仁江,田莉.制造業企業新技術采納:動因、路徑及障礙分析———基于T公司的縱向案例研究[C]//第六屆(2011)中國管理學年會———技術與創新管理分會場論文集.2011.
[4]胡札進,姚尚斌,徐七三“.雙低”儲藏與四項儲糧新技術的綜合應用[C]//全面建設小康社會:中國科技工作者的歷史責任———中國科協2003年學術年會論文集(上).2003.
1.機械設計制造及其自動化的概述
機械設計制造是嚴重各種工業機械設備及機電產品從設計、制造、運行控制到生產過程的一門綜合性學科。在經濟、科技飛速發展的時代里,對機械設計制造要求也來越高,尤其是在機械制造行業規模化發展的當下,傳統機械設計制造已經逐漸暴露出它的弊端,而要想推動機械設計制造行業的更好發展,就應當認識到機械自動化的優越性。機械設計制造自動化是科技發展的產物,以科技為依托,可以提高機械制造效率,保證機械設備的穩定性,節省機械制造成本,提高經濟效益。
2.械設計制造及其自動化的設計原則
機械設計制造及其自動化是集計算機科學、信息技術等為一體,在智能化、模塊化、微型化設計原則基礎上形成的新型設計制造形式,可以全面解決現代生產過程中的各項問題,是當前工業及工程中不可或缺的關鍵部分。為進一步提升機械設計制造及其自動化應用效益,其設計的過程中人員需要把握好:
(1)設計與機械功能需求相匹配。機械設計制造及其自動化設計的目的就是為了滿足機械設備功能需求,使其能夠在工業或工程中發揮其作用,形成高質量高、高效益機械設備體系,從根本上提升工業或工程的經濟效益。為此,設計過程中必須要保證機械設計制造及其自動化設計內容、設計重點、設計核心與機械設備功能需求相協調,能夠從全方位滿足機械設備功能需求,這樣才能夠實現機械設備應用效益的最大化,為我國工業或工程發展奠定良好的基礎。
(2)設計需注重全面創新。機械設計制造及其自動化與其他機械制造理論存在一定的差異,其要求在智能化、自動化、信息化技術基礎上不斷創新和改善,以保證機械設備生產和制造效益的最大化。為此,機械設計制造及其自動化設計的過程中必須全面融入創新理念,運用先進技術不斷創新,形成針對性設計體系,這樣才能夠從根本上提升設計效益,使機械設備自動化水平達到新的高度。
(3)設計需做好技術的融合。機械設計制造及其自動化內容較為復雜,在設計工作開展的過程中需做好各項機械設備技術的融合,這樣才能夠形成科學、全面、系統的設計體系。如常規設計的過程中需要把握好機械能量轉化技術、機械信息處理技術、機械智能檢測技術等,將其融入到機械設計制造及其自動化設計過程中,為設計工作提供完備的數據體系,從而提升機械設計制造及其自動化設計的科學性、可靠性和有效性。
3.機械設計制造及其自動化的實際應用
3.1在農業領域的應用
在我國農業機械設計制造及其自動化設備方面,推進其精準度發展進程,不僅有利于我國農業生產,還對我國經濟建設帶來幫助。與發達國家相比,我國農業機械設計制造及其自動化技術起步比較晚,在技術水平以及設備精準度上存在一定的差異。目前,我國農業精準度建設主要集中在農業節水、節肥等方面,例如在農業節水方面,通過精準的技術,實現農業灌溉上的節水,以達到節約水資源的目的。我國農業不僅在該方面實施精準化,還需要在農業機械設計制造及其自動化建設方面實現精準化。
首先,在學習國外先進技術基礎上,集中農業發展科研力量,對我國農業設備現狀進行充分了解,以科技為依托,在技術上將農業機械自動化設備進行完善,并推進農業機械設備精準化進程;其次,發展農業機械設備需要以科技為依托,優化農業機械自動化建設,例如農業機器人的研發,有效降低了農耕勞動力,進而實現農業生產科技化。
3.2在集成虛擬化技術領域的應用
機械設計制造及其自動化技術在機械電子集成電路中的應用,促進了電子設備有效控制。基于機械設計制造及其自動化技術的電子集成技術,其最大的特點,就是能夠通過機械設備,將電力系統中的控制電路、驅動電路以及功率電路集成在一起,但是在一個系統中將這些不同的線路集成在一起,并非能夠提升電力系統的功能,嚴重的情況有可能為電力線路管理與維護帶來困擾。近年來,在機械設計制造及其自動化技術下,研發出一種插卡式的集成技術,該種集成技術將控制電路放置在系統的外部,通過插卡的方式與集成電路進行連接。該種技術應用比較廣泛,例如插卡開關的使用。插卡式的結構,存在很多優勢,能夠有效避免封裝元件數量大等問題,又有效的避免了控制電路與模塊一體化的問題。
3.3工業領域的應用
第一,在Pro/NC數據庫中存放各項環境參數,這些參數分別為數控零件技術要求、幾何圖形、尺寸和器件在工藝上的要求等。最后確定在數控加工中的器件加工路線和器件加工工藝參數,并且確定輔助功能參數。按照數控機床原始的加工代碼來驅動數控機床進行器件加工。
第二,在Pro/E的數控加工中,過程必須遵循規定的加工工藝步驟來設計加工軌跡。在實際的加工邏輯中,數控程序流程與加工思路是一致的。在這一過程中,可以設計數控切割中刀具的具體參數,可以依照需要設計適合的刀具進行數控加工,加工系統通過對工藝數據計算出刀具的切割軌跡,并且最后生成CL文件。
4.機械設計制造及其自動化發展趨勢
4.1智能化的發展方向
機械設計制造的智能化發展在以往看來,可能很難實現。但是隨著科學技術的發展,尤其是現代信息技術的發展,手機的智能化,電腦的智能化,電視的智能化、智能機器人等等都已經實現,機械設計制造的智能化也必將成為現實。機械設計制造的智能化發展與自動化的結合,主要是通過計算機程序的設定,通過類似人工智能的程序,讓機械設備能夠自動智能的對信息數據以及問題進行分析處理,不再需要人為的操控,并且可以自動解決故障,從而讓機械生產真正的實現自動化。
4.2W絡化的發展方向
傳統的機械設計制造主要是利用紙質圖紙進行設計和制造,這種方法不僅需要大量的資源,而且無法保證無人工誤差。因此,機械設計制造及其自動化的發展將會結合計算機技術和網絡技術,對傳統的設計制造進行改善,利用計算機的操作軟件進行圖紙的設計和分析,在發現問題之后利用計算機進行糾正,最后投入制造。與計算機技術的結合,可以利用其智能化的優勢降低人工設計的誤差,提高設計效率而且利于保存。
4.3綠色化的發展方向
隨著經濟的發展和現代社會的高度進步,生態環保,綠色節約理念不斷被提出,在這種理念下,機械制造企業必須要肩負起保護環境,節約能源的重要使命,在機械設計制造中遵循綠色的理念,堅持綠色設計。在機械產品制造的過程中,要以對環境的影響為核心,兼顧產品功能,也就是說既要具備產品功能,又不能對周圍的環境造成不利的影響。綠色環保、節能減排、可持續性發展是未來的發展趨勢,也將是機械制造行業的主流方向,對提高企業的社會效益和企業競爭能力具有重要的意義。
4.4數字化技術的應用
將生產所需的圖像、聲音等信息轉換為數字信息的技術即為數字化,其在機械自動化中的應用有助于系統完成數據分析及處理工作,進而可實現系統對產品的模擬,產品制造由此完成。隨著人們對數字化技術的重視及廣泛應用,其將會使產品的設計更加精準化,產品生產過程也將更加簡潔化。
4.5科技化發展
就現階段而言,我國機械自動化的發展已經逐步實現了對生產過程的系統化操控,但其科技化發展仍需得到進一步完善,表現較為突出的是機械制造業中的遙控技術。就現階段而言,我國機械自動化中的技術監控和遙感技術發展水平還不高,其未來發展對于生產環節問題的有效解決具有重大意義。
結束語:機械設計制造及其自動化憑借自身優勢已成為機械設計制造行業的重要技術組成部分。對此,我們一定要對其特點及優勢加以分析,并在此基礎上探究其發展趨勢,在不斷完善機械自動化的同時促進機械制造行業的健康發展。
參考文獻
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[2]吳壬佳.探討機械設計制造及其自動化的發展趨勢[J].科技與企業,2015,08:69.
[中圖分類號] S23 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650(2017)03-0221-01
由農機消費大縣邁向農機生產大縣,是河南省汝南縣的全新定位。該縣在新農機的研發和應用方面,建立以農業機械研發、生產、銷售、服務等為主體的3平方公里的農機產業園,為推動農機產業發展搭建了平臺。平臺的誕生,不但催生了農機生產企業加速成長,也吸引了大批農業機械制造項目扎根汝南縣,這些項目的建成投產填補了汝南縣農業大縣無大型農機制造的空白。目前,該縣農機總動力達到120萬千瓦,農業機械總值16.3億元,農業機械總擁有量5.1萬臺,其中大中型農業機械1.2萬臺,配套農具11萬臺(套)主要農作物耕種收綜合機械化水平達到86%以上,小麥基本實現生產全程機械化,玉米機收率達75%以上,玉米秸稈還田率達80%以上,實現了農機合作社鄉鎮全覆蓋。
1 數控機床技術在農業機械制造行業中的應用
進入新世紀以來,隨著我國改革開放不斷深入,數控技術在各個領域都得到了比較廣泛的應用,特別是在我國農業機械制造行業中應用更加頻繁。最近幾年,我國各種中高職院校培養了大批數控技術人才,為了數控機床制造技術發展做出了巨大的貢獻。在過去我國機械制造行業中,很多數控技術都是由外國企業控制,引進國外的機械設備,國內機械制造行業對國外技術比較依賴,國內的農業機械制造企業所生產出來的零部件技g水平較低,缺少自己的核心技術體系。為了進一步促進數控技術在農業機械制造行業中的應用,提高自身的凈勝能力,需要我們逐漸構建屬于本國特有的體系化和規模化數控機床產品,為我國的農業機械制造領域提供充足的零部件,滿足現代農業發展需要。數控技術在農業機械制造行業扮演著十分重要的角色,其可以整體提高農業機械設備的配套能力,同時,在農機設備機床可靠性方面,也能夠利用數控技術得以實現。此外,應用數控技術還能夠有效提升農機設備生產質量和水平,使農業機械制造行業逐漸向著自動一體化方向發展。最近幾年,我國很多機械制造企業不斷推出了大量高性能的數控機床產品,顯示了我國在機床生產水平提升。我們相信國內機械制造企業完全可以依靠自主數控技術制造高質量的農業機械設備。
2 數字化技術在農業機械制造行業中的應用
首先,CAD技術在農業機械制造行業中的應用。隨著工業技術更新加快和競爭日趨激烈,機械產品更新換代速度越來越快,產品的設計周期越來越短,現代化的CAD技術也在不斷向前發展。過去傳統的CAD技術主要以計算為基礎,處理符號推理。但是傳統的CAD技術已經不能很好適應創造性設計要求,工作很困難,因此,在農業機械制造行業中的應用CAD技術必須在系統中引入人工智能方法,采用專家系統技術,積極發展智能化CAD技術,以適應創造性設計要求。智能化CAD設計系統是由多個智能體功能模塊有機組合在一起而設計出來的復雜系統。在農業機械制造行業中的應用應用智能化的CAD系統,可以很好解決農業機械設計制造過程中復雜的設計、利用率低的難題,縮短機械產品開發周期,在未來具有巨大的經濟效益和應用前景;其次,數字化技術在農業機械裝備制造中的應用。隨著數字計算機的誕生,其逐漸被應用到控制加工機床的加工運動方面,形成了數字控制機床。經歷了長時間的發展,數控機床技術逐漸稱為衡量一個國家機械制造能力的重要標準。在國外發達國家的機械制造企業中基本上已經實現了無圖紙生產,廣泛使用CAD技術和CAN技術,實現了全部的數字化設計。最近幾年,數字制造技術在我國有了一定的發展,如數控技術、制造信息支持持系統為主體的技術在我國農業機械制造行業中不斷得到應用。但是從目前整體的發展情況來看,數字化技術在農業機械制造行業中的應用還比較滯后,但我們相信在今后的農機制造領域將會越來越多的應用到數字技術,直接推動農機制造行業實現自動化發展
3 虛擬技術在農業機械制造行業中的應用
首先,虛擬裝配技術在農業機械制造行業中的應用。利用虛擬樣機技術在農機產品開發階段進行裝配評價,從而保證在農業設備設計階段對整個產品的功能、性能從裝配角度進行分析,避免設計中存在失誤,為接下來的生產定型提供方便,節省大量時間和金錢。采用二維圖紙進行了平面設計和線性設計無法及時發現重設計制造過程中存在的的裝配干擾問題,在生產過程中一旦出現裝配干擾問題在后續需要花費大量時間和金錢重新設計,增加了制造成本,浪費大量時間和精力。而通過使用虛擬裝配技術,設計人員在設計階段就可以對產品進行模擬加工,對設備零部件進行全方位的檢查,通過程序自動檢查機械設備設備裝配存在的干擾問題;其次,虛擬制造技術在農業機械制造行業中的應用。其中應用比較廣泛的是熱加工技術的應用。模擬系統針對機械金屬材料的物理特性和化學特性以及制造技術難度進行全面分析,模擬機械設備成型過程中各種數值和物理量,對機械設備形成過程進行動態化的仿真模擬,在不同生產條件和制造環境分析不同金屬材料的配置情況,進而對機械設備熱成型零部件的質量和性能急性控制和優化,充分發揮不同看金屬材料的潛能,實現生產加工最輕化和材料應用最優化。
由農機消費大縣邁向農機生產大縣,是河南省汝南縣的全新定位。該縣在新農機的研發和應用方面,建立以農業機械研發、生產、銷售、服務等為主體的3平方公里的農機產業園,為推動農機產業發展搭建了平臺。平臺的誕生,不但催生了農機生產企業加速成長,也吸引了大批農業機械制造項目扎根汝南縣,這些項目的建成投產填補了汝南縣農業大縣無大型農機制造的空白。目前,該縣農機總動力達到120萬千瓦,農業機械總值16.3億元,農業機械總擁有量5.1萬臺,其中大中型農業機械1.2萬臺,配套農具11萬臺(套)主要農作物耕種收綜合機械化水平達到86%以上,小麥基本實現生產全程機械化,玉米機收率達75%以上,玉米秸稈還田率達80%以上,實現了農機合作社鄉鎮全覆蓋。
1數控機床技術在農業機械制造行業中的應用
進入新世紀以來,隨著我國改革開放不斷深入,數控技術在各個領域都得到了比較廣泛的應用,特別是在我國農業機械制造行業中應用更加頻繁。最近幾年,我國各種中高職院校培養了大批數控技術人才,為了數控機床制造技術發展做出了巨大的貢獻。在過去我國機械制造行業中,很多數控技術都是由外國企業控制,引進國外的機械設備,國內機械制造行業對國外技術比較依賴,國內的農業機械制造企業所生產出來的零部件技術水平較低,缺少自己的核心技術體系。為了進一步促進數控技術在農業機械制造行業中的應用,提高自身的凈勝能力,需要我們逐漸構建屬于本國特有的體系化和規模化數控機床產品,為我國的農業機械制造領域提供充足的零部件,滿足現代農業發展需要。數控技術在農業機械制造行業扮演著十分重要的角色,其可以整體提高農業機械設備的配套能力,同時,在農機設備機床可靠性方面,也能夠利用數控技術得以實現。此外,應用數控技術還能夠有效提升農機設備生產質量和水平,使農業機械制造行業逐漸向著自動一體化方向發展。最近幾年,我國很多機械制造企業不斷推出了大量高性能的數控機床產品,顯示了我國在機床生產水平提升。我們相信國內機械制造企業完全可以依靠自主數控技術制造高質量的農業機械設備。
2數字化技術在農業機械制造行業中的應用
首先,CAD技術在農業機械制造行業中的應用。隨著工業技術更新加快和競爭日趨激烈,機械產品更新換代速度越來越快,產品的設計周期越來越短,現代化的CAD技術也在不斷向前發展。過去傳統的CAD技術主要以計算為基礎,處理符號推理。但是傳統的CAD技術已經不能很好適應創造性設計要求,工作很困難,因此,在農業機械制造行業中的應用CAD技術必須在系統中引入人工智能方法,采用專家系統技術,積極發展智能化CAD技術,以適應創造性設計要求。智能化CAD設計系統是由多個智能體功能模塊有機組合在一起而設計出來的復雜系統。在農業機械制造行業中的應用應用智能化的CAD系統,可以很好解決農業機械設計制造過程中復雜的設計、利用率低的難題,縮短機械產品開發周期,在未來具有巨大的經濟效益和應用前景;其次,數字化技術在農業機械裝備制造中的應用。隨著數字計算機的誕生,其逐漸被應用到控制加工機床的加工運動方面,形成了數字控制機床。經歷了長時間的發展,數控機床技術逐漸稱為衡量一個國家機械制造能力的重要標準。在國外發達國家的機械制造企業中基本上已經實現了無圖紙生產,廣泛使用CAD技術和CAN技術,實現了全部的數字化設計。最近幾年,數字制造技術在我國有了一定的發展,如數控技術、制造信息支持持系統為主體的技術在我國農業機械制造行業中不斷得到應用。但是從目前整體的發展情況來看,數字化技術在農業機械制造行業中的應用還比較滯后,但我們相信在今后的農機制造領域將會越來越多的應用到數字技術,直接推動農機制造行業實現自動化發展。
3虛擬技術在農業機械制造行業中的應用
首先,虛擬裝配技術在農業機械制造行業中的應用。利用虛擬樣機技術在農機產品開發階段進行裝配評價,從而保證在農業設備設計階段對整個產品的功能、性能從裝配角度進行分析,避免設計中存在失誤,為接下來的生產定型提供方便,節省大量時間和金錢。采用二維圖紙進行了平面設計和線性設計無法及時發現重設計制造過程中存在的的裝配干擾問題,在生產過程中一旦出現裝配干擾問題在后續需要花費大量時間和金錢重新設計,增加了制造成本,浪費大量時間和精力。而通過使用虛擬裝配技術,設計人員在設計階段就可以對產品進行模擬加工,對設備零部件進行全方位的檢查,通過程序自動檢查機械設備設備裝配存在的干擾問題;其次,虛擬制造技術在農業機械制造行業中的應用。其中應用比較廣泛的是熱加工技術的應用。模擬系統針對機械金屬材料的物理特性和化學特性以及制造技術難度進行全面分析,模擬機械設備成型過程中各種數值和物理量,對機械設備形成過程進行動態化的仿真模擬,在不同生產條件和制造環境分析不同金屬材料的配置情況,進而對機械設備熱成型零部件的質量和性能急性控制和優化,充分發揮不同看金屬材料的潛能,實現生產加工最輕化和材料應用最優化。
參考文獻
[1]先進制造技術在機械制造業中的應用現狀及發展趨勢[J].余震,袁根福.安徽建筑工業學院學報(自然科學版).2003(03)
引言
隨著電子技術的發展,具有高科技含量的半導體集成電路的出現,為機電一體化技術在農業機械上的應用提供了便利。這種高科技產物提高機械的運作效率,降低了操作危險系數。目前,國內外對機電一體化研究力度也明顯的加強了,大量的科技產物涌向市場,贏得了人們的注意力。近幾十年來,機電一體化在農業機械生產中得到了廣泛運用,使得農業的生產效率大大提高,為國民經濟的進步提高了幫助。
一、機電一體化的基本特征
1.機電一體化的基本定義
機電一體化又名為機械電子學,是機械與電子科技結合為一體的技術。這項技術的技術基礎是機械制造和電子配合電腦軟件進行工作。因此機電一體化是整合了機械、電子、電動機和電腦等多領域的一門技術。機電一體化主要由機械本體、檢測傳感部分、電子控制單元、執行器和動力源五大部分組成。
2.機電一體化的具體內容
機電一體化是將電子器件的信息處理和控制功能附加或融合在機械裝置中的一種復合化技術。其主要內容包括以下4個方面:
(1)機械技術
經典的機械理論借助于技術在人工智能和專家系統的幫助下形成新一代的機械制造技術。
(2)系統技術
系統技術就是以整體出發,組織利用各種相關的技術,將總體分解問相互關聯的若干功能單元。
(3)自動控制技術
在控制理論的控制下,設計仿真系統,再進行現場調試。
(4)伺服傳動技術
包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置。
3.機電一體化的原則
機電一體化技術有四大原則:
(1)接口耦合
為保證對信息的邏輯控制功能,使信息按規定的模式進行交換與傳遞。
(2)能量轉換
在傳輸和交換的環節進行能量交換與交流。
(3)信息控制
在軟、硬件的保證下,系統控制單元對信息進行控制
(4)運動傳遞
是不同類型的運動進行變換與傳輸來達到控制的目的。
二、機電一體化在農業機械應用的實際情況
1.傳統農業生產技術
傳統的農業生產方式是指主要通過生產工具、動力、水利設施等方法進行耕種收獲的農業方式。其是自給自足的小農經濟,主要生產滿足自家的生活需要和繳納稅收等開支,商品率低。農民有固定的農耕田地,以人力和畜力為主要動力,以有機肥為主要肥料,實現豐衣足食的目標。是一種相對穩定卻又低效率的農業生產體系。
2.現代化農業生產技術
現代農業是集科學化、商品化、集約化和產業化于一身,它突破了傳統農業的局限性。現代農業機械是將自動化、智能化、多功能方向發展。隨著機電一體化的不斷革新,越來越多的自動化機械出現在勞動場地,機械耕種機代替了人畜犁耙;拖拉機代替了人工扛輸。大力發展農業的機電一體化,提高農業的生產水平,增加農民收入的渠道,是實現農業現代化的重要基石。
3.機電一體化技術在農業機械的應用
機電一體化與傳統的機械產品相比,有明顯的優勢。機電一體化產品的使用改變以前比較落后的生產方式,一般都是使用自動化的機械進行操作,解放生產力。在農業生產中,機電一體化使農業機械的工作效率和產能都得到了提高。工作人員在操作過程中的人身安全安全得到保障,機械故障率也隨之降低。隨著技術的多樣性,機械設備的制造使得機電一體化設備功能多種多樣滿足市場需求,適應能力也很強。簡單的安裝原理,使得機械便于調試和維護,大大降低了維修成本。
三、機電一體化在農業機械上的發展前景
當今的世界可謂是高速信息的電子時代,電腦和電子信息各項技術的飛速發展使得農業機械生產逐漸向機電一體化方向前進。隨著時代潮流的推進,農業機械控制技術勢必將成為發展主流。一些著名農機廠商大量使用現代高端技術,例如GPS全球定位系統、激光掃信息遙感等,并將其裝備應用于現代農業機械上。農用激光平地機是用激光調平傳感微機處理技術進行地面平整作業,一次便可成形,效果非常顯著。廣大技術人員應及時更新知識結構,找準時代信息科學技術的發展方向,在滿足市場需要的前提下,生產具有足夠的競爭力的農業機械,以保證從市場獲得最大的技術經濟效益和社會效益。
四、總結
綜上所述,機電一體化的出現是許多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求。 對機電一體化的研究目的在于將機械技術與信息技術結合為一體,實現工作系統的最優化。因此,在農業機械化的生產上必然離不開機電一體化。隨著科學技術的發展,各種高科技技術也相互融合,這種發展趨勢也證明了機電一體化技術在農業生產中將越來越主導地位。
參考文獻