探究機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

邯鄲市邯山區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 劉歡 萬清香

雖然我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)近年來發(fā)展迅速，但我國農(nóng)業(yè)在規(guī)模和效率上，以及在我國一些地區(qū)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展上，特別是在農(nóng)業(yè)機(jī)械化方面，存在顯著差異，這嚴(yán)重阻礙了我國農(nóng)業(yè)的整體發(fā)展。因此，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)組成部分，機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用將有效提高我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，有效減少農(nóng)民勞動(dòng)，促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)創(chuàng)新。

1 機(jī)電一體化的概念

具體來講，機(jī)電一體化技術(shù)是基于機(jī)械技術(shù)和電控技術(shù)的管理，是控制學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動(dòng)化技術(shù)學(xué)科的結(jié)合。將機(jī)電一體化技術(shù)引入電力領(lǐng)域，并隨后在設(shè)備自動(dòng)化、設(shè)備故障監(jiān)控等其他領(lǐng)域逐步使用，是各個(gè)行業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與機(jī)械工程、電子工業(yè)、傳感器和信息技術(shù)等各種科學(xué)領(lǐng)域方法的發(fā)展相結(jié)合。實(shí)際例子表明，傳統(tǒng)的機(jī)器生產(chǎn)模式較慢，沒有更高的性能。隨后，流水作業(yè)方式逐步應(yīng)用于技術(shù)設(shè)備的生產(chǎn)，以劃分生產(chǎn)人員的責(zé)任領(lǐng)域，明確工作人員的任務(wù)，提高技術(shù)設(shè)備的質(zhì)量和性能。為了降低勞動(dòng)力成本，提高整體效率，企業(yè)將機(jī)電一體化技術(shù)引入工程生產(chǎn)，取得了良好的效果，并顯著提高了工程機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)是集成設(shè)計(jì)技術(shù)利用數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)制圖、網(wǎng)絡(luò)通信等多種功能對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行直觀設(shè)計(jì)，并在計(jì)算機(jī)上完成設(shè)計(jì)內(nèi)容的優(yōu)化，將結(jié)果直接顯示給計(jì)算機(jī)，顯著提高了機(jī)器設(shè)備的設(shè)計(jì)效率，縮短了整個(gè)機(jī)械設(shè)備的開發(fā)周期。由于機(jī)械設(shè)計(jì)是復(fù)雜和廣泛的，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)不符合現(xiàn)代工程發(fā)展的要求。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的引入有效地解決了這個(gè)問題，它可以在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，結(jié)合動(dòng)力學(xué)分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)和農(nóng)業(yè)機(jī)械空間復(fù)用，對(duì)農(nóng)村生產(chǎn)中的物料生產(chǎn)軌跡進(jìn)行建模。在設(shè)計(jì)過程中創(chuàng)建特定的3D模型，優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)并改進(jìn)平面設(shè)計(jì)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)在可以在農(nóng)業(yè)機(jī)械上安裝攝像頭，實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)器的狀況，并實(shí)時(shí)記錄機(jī)器的工作效率，這使得操作員能夠提供準(zhǔn)確的屏幕指示，以方便工作和提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率[1]。通過數(shù)字式控制器的人機(jī)交互界面，可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置各種開關(guān)、鍵盤、指示燈及顯示器等，使用操作方便。因?yàn)樵谶^去機(jī)械的運(yùn)行和工件的制造都是要人工操作的，而人工操作有許多缺點(diǎn)，長時(shí)間的工作會(huì)使工人過度疲勞，導(dǎo)致在機(jī)器運(yùn)行中操作不當(dāng)而出現(xiàn)事故。但是智能化控制技術(shù)的運(yùn)用可以解放我們的雙手，提高制造的效率。智能化技術(shù)提高了生產(chǎn)效率，機(jī)器代替了部分人類，許多企業(yè)開始著手于運(yùn)用智能化技術(shù)生產(chǎn)工業(yè)零件產(chǎn)品，近年來工業(yè)機(jī)器也得到了迅速發(fā)展，主要的手段有兩種，一是對(duì)一些需要工人參與的生產(chǎn)過程采用機(jī)器人或機(jī)械手來代替,二是對(duì)于一些已經(jīng)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)自動(dòng)化的企業(yè)，則要探索一些諸如云平臺(tái)之類的數(shù)字化軟件。

2.2 高精度GPS技術(shù)的應(yīng)用

高精度GPS系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用通常使用GPS差分技術(shù)、超聲波技術(shù)、傳感器技術(shù)來精確地傳達(dá)詳細(xì)的信息，如設(shè)計(jì)參數(shù)、農(nóng)業(yè)機(jī)械的顯示參數(shù)、3D坐標(biāo)等。然而，如今這種技術(shù)有幾種應(yīng)用，往往適用于大型農(nóng)場，使用先進(jìn)的全球定位系統(tǒng)技術(shù)在機(jī)械混合模型中精確定位機(jī)械設(shè)備，現(xiàn)場員工可以了解設(shè)備的運(yùn)行，從而提高工程項(xiàng)目的可靠性和運(yùn)行，出現(xiàn)故障和異常情況可以隨時(shí)處理[3]。

2.3 電子信息技術(shù)在現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的應(yīng)用

隨著電子信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展、農(nóng)業(yè)工程的機(jī)械化和智能化發(fā)展，電子信息技術(shù)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)項(xiàng)目中。電子信息技術(shù)的有效使用為工人提供了在技術(shù)層面上獲得農(nóng)業(yè)機(jī)械操作和基本組成的信息和分析的途徑，以便掌握農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化并提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)率和生產(chǎn)力。電子信息技術(shù)的使用有助于確保農(nóng)業(yè)工人擁有最新的農(nóng)業(yè)技術(shù)專長，他們操作農(nóng)業(yè)機(jī)械，及時(shí)收集數(shù)據(jù)，隨時(shí)關(guān)注機(jī)器維護(hù)記錄，能夠極大提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率[2]。在我國農(nóng)業(yè)化、現(xiàn)代化進(jìn)程中，機(jī)電一體化一直都扮演著十分重要的角色，它不僅是我國的基礎(chǔ)行業(yè)，更是我國機(jī)械水平的體現(xiàn)。電子信息技術(shù)只是機(jī)電一體化里面的一種，智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器設(shè)備在無人的條件下根據(jù)程序而自動(dòng)完成工作的過程，幫助我們進(jìn)行工程的實(shí)施和智能化系統(tǒng)完善。近些年，電子信息技術(shù)也得到了質(zhì)的發(fā)展，信息化控制技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，可以低損耗高效的完成任務(wù)，相信機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也會(huì)取得巨大成就。

2.4 虛擬技術(shù)的應(yīng)用

虛擬技術(shù)主要是基于傳感器技術(shù)、圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)電路技術(shù)、多媒體技術(shù)等支持的定制設(shè)計(jì)要求創(chuàng)建三維世界。虛擬化技術(shù)作為一種集成技術(shù)，在農(nóng)業(yè)工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，可以通過創(chuàng)建幾何模型、物理模型、運(yùn)動(dòng)模型等，在設(shè)計(jì)過程中優(yōu)化農(nóng)業(yè)技術(shù)。基于機(jī)器運(yùn)動(dòng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，這項(xiàng)技術(shù)提供了更直觀的工程結(jié)構(gòu)和操作視圖，使用戶能夠準(zhǔn)確了解設(shè)計(jì)過程。在極端情況下，用戶可以使用虛擬化技術(shù)來模擬工程情況，并將詳細(xì)步驟傳遞給用戶，從而減少農(nóng)業(yè)損失。在一些已經(jīng)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)自動(dòng)化的企業(yè)里，如何走向數(shù)字化、信息化也面臨著許多的問題。農(nóng)業(yè)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，如果我們在現(xiàn)階段想要用數(shù)據(jù)完整的描述出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的每一個(gè)細(xì)節(jié),我們就必須依靠這些采集到的數(shù)據(jù),通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析了解制造過程中的每個(gè)步驟，從而對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)智能的調(diào)整和優(yōu)化,這是虛擬技術(shù)的一個(gè)基本目的,當(dāng)然也是機(jī)電一體化的一個(gè)重要應(yīng)用。虛擬化技術(shù)主要是要解決在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)當(dāng)中的運(yùn)行管理調(diào)度最優(yōu)的問題,實(shí)現(xiàn)定制化、最優(yōu)化智能生產(chǎn)技術(shù)手段。虛擬化技術(shù)主要是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，軟硬件的結(jié)合，同時(shí)需要收集大量的數(shù)據(jù)和信息，將這些數(shù)據(jù)和信息經(jīng)過處理、分類和匯總，才能在農(nóng)業(yè)機(jī)電生產(chǎn)過程和生產(chǎn)活動(dòng)過程中與內(nèi)部控制有機(jī)地結(jié)合起來，使生產(chǎn)和制造過程中信息的傳遞和存儲(chǔ)的信息流自動(dòng)化，使數(shù)據(jù)更加安全和高效，優(yōu)化生產(chǎn)工藝以確保企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，機(jī)電一體化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)當(dāng)采用虛擬化技術(shù)，從而可以優(yōu)化機(jī)械生產(chǎn)系統(tǒng)，簡化機(jī)械一體化資源配置，而提高機(jī)械生產(chǎn)的效率和質(zhì)量綜合，并為機(jī)械制造業(yè)企業(yè)的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)，這也是機(jī)電一體化的重要方向。

3 結(jié)語

總體而言，將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)工程項(xiàng)目對(duì)于提高我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率和生產(chǎn)力至關(guān)重要。因此，機(jī)電一體化技術(shù)的科學(xué)使用能夠促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，使其智能化和有效化。機(jī)電一體化技術(shù)是一項(xiàng)多學(xué)科的綜合技術(shù)，將機(jī)電一體化和農(nóng)業(yè)工程相結(jié)合，以提高我國國家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率和生產(chǎn)力。然而，現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)處于發(fā)展的初級(jí)階段，機(jī)械化程度較低，嚴(yán)重影響了發(fā)展。因此，為了提高我國農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)水平，提高我國農(nóng)業(yè)機(jī)械的全球競爭力，我們需要注重對(duì)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的投資?，F(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)中機(jī)電一體化技術(shù)的使用，實(shí)際上改變了我國常規(guī)農(nóng)業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)有效地帶動(dòng)了我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。