机电一体化在农业机械设计中的优势与应用_李万虎.pdf

第 50 卷第 1 期农业工程与装备2023 年 2 月Vol.50No.1AGRICULTURAL ENGINEERINGAND EQUIPMENTFeb.2023机电一体化在农业机械设计中的优势与应用李万虎(新乡职业技术学院，河南 新乡 453000)摘要：随着我国农业的现代化发展，农业生产全程机械化的速度明显加快，农机保有量持续增加，机电一体化的应用也更加广泛。通过分析机电一体化的关键要素和应用优势，结合农业机械的使用场景和生产需求，探究其在农业机械设计中的应用以及未来的发展趋势，提升农业机械的自动化、智能化水平，有利于推动我国农业可持续发展，实现我国农业现代化发展的目标。关键词：机电一体化；农业机械；价值；实现路径中图分类号：S220文献标志码：A文章编号：20968736(2023)01002803The advantages and applications of mechatronics integrationin agricultural machinery designLI Wanhu(Xinxiang Vocational and Technical College,Xinxiang,Henan 453000,China)【Abstract】With the modernization of agriculture in China,the speed of mechanization in the entire process ofagricultural production has significantly accelerated.The number of agricultural machinery in use continues to increase,and the application of mechatronics has become more widespread.By analyzing the key elements and applicationadvantages of mechatronics integration,its application and future development trends in agricultural machinery designwas explored to improve the automation and intelligence level of agricultural machinery combined with the usagescenarios and production needs of agricultural machinery.It is conducive to promoting the sustainable development ofagriculture in China and achieving the development goal of agricultural modernization.【Keywords】mechatronics;agricultural machinery;value;realization path随着我国科学技术水平的不断提高，机电一体化技术越来越成熟，将机电一体化应用到农业机械中，充分发挥其在提升设备操控性、保证设备生产精度、提高作业效率等方面的优势，可大幅提升农业机械的综合性能，推动我国农业可持续发展。1机电一体化在农业机械设计中的应用优势机电一体化综合了电子技术、信息技术、信号转换技术、传感器技术等多种技术的优势，具有很强的兼容性和广泛的适应性，根据农业生产需要和应用场景，将其应用于农业机械设计中，可有效提作者简介：李万虎(1974)，男，河南新乡人，大学本科，中级讲师，主要研究方向为机电一体化与机械设计。升农业机械的综合性能1。机电一体化系统综合了各种“高精尖”技术的优势，其不但可优化农业机械的结构，提高其操控性和可靠性，还可有效提升农业机械的自动化和智能化水平。例如可利用机电一体化技术简化农业机械的操作流程，使农户能够更加便捷地操作农机；利用机电一体化技术构建故障自动检测系统，可提升农业机械在复杂环境中作业的可靠性；利用机电一体化技术实现农业机械的智能化、自动化作业，保证作业的安全性。2机电一体化的关键要素机电一体化又可被称作为机械电子工程，因为具有强大的信息处理和自动化控制功能，被广泛运第 50 卷第 1 期李万虎机电一体化在农业机械设计中的优势与应用29用于数控机床、机器人制造等领域。机电一体化系统主要由机械系统、电气系统、计算机系统构成，这些关键要素之间相互协调作业，通过仿真建模、自动控制、优化处理实现机电一体化操作。机电一体化的关键要素如图 1 所示。图 1机电一体化的关键要素3机电一体化系统在农业机械设计中的应用3.1虚拟技术虚拟技术是一项利用计算机对复杂数据进行可视化操作和交互运算模拟的综合性技术，由于其在虚拟平台构建、虚拟系统检测方面具有很强的优势，在科技、医疗、娱乐等领域得到了广泛应用。在农业机械的设计中将机电一体化技术与虚拟技术进行融合，可实现对农业机械的外观设计、机构部件的模拟组装、性能参数的可视化检测，缩短研发流程，节约设计成本，推动农业机械的智能化、自动化发展2。3.2GPS 技术GPS 技术是一种以人造卫星信号为基础，实现三维空间定位的高精度无线技术，已广泛应用于航天、航空、军事、农业等领域，具有定位精度高、仪器操作简便、抗干扰能力强、适用性强等优点。目前 GPS 技术在农业生产中主要应用于农业信息采集、农机自动作业，在农业机械设计中充分结合机电一体化技术和 GPS 的优势，可大幅度提升农机装备的自动化、智能化水平。例如，通过在机电一体化系统上搭载 GPS 模块，可使农业机械在作业时完成对作业田块的精准测量，根据采集到的数据，进行精细化平地、耕地、播种、施肥、驱虫；还可对装配 GPS 模块的农业机械进行实时监控和远程控制，实现农业机械作业的跨区管理。3.3传感器技术传感器技术是机电一体化系统实现自动监测和自动控制的关键，在农业机械的设计过程中充分结合机电一体化技术和传感器技术的优势，可实现对农业机械作业状态的动态监测，帮助操作人员及时了解和掌握农业机械作业状态，并可将采取到的运行参数及时反馈给系统，能够“早发现、早解决”机器故障，提高农业机械的使用效率3。3.4电子信息技术在全球信息化快速发展的大背景下，应用电子信息技术进行农业机械机电一体化系统的设计已成为未来发展的必然趋势4。电子信息技术能够进一步提升农业机械的综合性能，具有突出的作业监测能力、设备故障判断能力、信息通讯能力，不但符合改善农业生产条件，提高农业生产信息化水平的需要，也契合我国农业绿色环保发展的理念。4趋势和展望一是充分整合先进技术的优势，提高生产效率。近年来，随着我国农业的快速发展，机电一体化系统在兼容性和适应性上的突出作用，推动了农业机械的自动化、智能化升级。未来充分整合 GPS技术、自动控制技术、计算机监控技术、微电子传感技术、电子信息技术的优势，以提升设备生产效率为目标，实现农业机械作业的自动化、智能化将是大势所趋。二是不断优化农业机械的结构，提升性能。我30农业工程与装备2023 年 2 月国国土辽阔地形多样，农业机械也呈现出多样化的特点，针对不同的地区、不同的作业需求，对农业机械结构进行优化升级，提升农业机械的综合性能和适用性，符合我国农业的发展需要，也有利于提高我国农业的整体发展水平，减小区域发展差距。三是提升农业机械的智能化水平，减少故障。农业机械的故障率直接影响到农业生产的效率。在农业机械中应用机电一体化技术，建立故障自动诊断机制，能够在机器设备出现故障时及时发出警报，提高农业机械的使用效率，延长使用寿命。四是提升农业机械的综合性能，简化操作。电子信息技术在机电一体化系统中的应用有效提升了农业机械的综合性能，给农业机械操作和后期维护、检修带来了积极作用5。电子信息技术在作业监测、故障判断、信息通讯等方面的优势明显，不但使农业机械的操作更为简便，也使得农业机械的维修更加便捷。维修人员利用电子信息技术和机电一体化技术，可以迅速掌握农业机械的故障位置和故障原因，简化维修过程，并可生成维修日志，利于后期养护工作的开展。5结语机电一体化综合了电工电子技术、信息技术、信号转换技术、传感器技术等多种技术的优势，具有很强的兼容性和广泛的适应性，结合农业生产需要和应用场景，将其应用于农业机械设计中，可有效提升农业机械的综合性能。未来充分整合 GPS 技术、自动控制技术、计算机监控技术、微电子传感技术、电子信息技术的优势，提升农业机械的作业效率；不断优化农业机械的结构，提升综合性能；提升农业机械的智能化水平，减少故障率，简化操作和维修，对于实现农业机械的自动化、智能化升级有重大意义。参考文献1李美芳.机电一体化技术在农业机械上的应用及影响J.农机使用与维修,2019(8):20-21.2王申福.机电一体化系统在农业机械工程中的应用试析J.新农业,2019(16):48-49.3刘力硕.机电一体化系统在农业机械工程中的应用试析J.时代农机,2019,46(11):10-11,13.4冯林霄,胡竣乔,钟鸣瑶.机电一体化系统在农业机械工程中的应用J.乡村科技,2018(9):121-122.5陈亮.农业机械化方面机电一体化运用分析J.农村百事通,2021(11):124.责任编辑：阳湘晖英文编辑：吴志立