机电一体化在农业机械中的应用

机电一体化在农业机械中的应用

王晓勇

黑龙江省农业机械工程科学研究院， 黑龙江 哈尔滨 150081

摘要：当前，农机一体化程度不断提升，已成为我国农机发展的主要方向，将其与农机相结合，既能减轻农户劳动强度，又能提升农业生产的效率和产出效益。根据作者的工作经历，对机电集成在农机上的运用进行了简要的阐述，并对其在农机上的应用进行了阐述，并对其在农机上的使用提出了一些建议和建议。

关键词：农业机械；机电一体化；农业生产；技术应用

引言：随着农业机械化在全国范围内的推广和发展，农业机械的市场发展势头不断增强，带动了农机的销量和使用率不断提高。将机电集成技术引入到农业机械中，可以极大地提升我国农业机械的先进水平，实现农业机械向精细化、智能化和绿色化方向发展。在这种情况下，本文从机电集成技术的特点出发，对其运作方式进行了分析，并对其在农机上的使用方式和特点进行了分析，并预测了其与农业机械技术的融合发展方向。

1机电一体化技术在农业机械中的应用优势

1.1 减少农业机械故障

不管发展什么行业，都要把安全放在第一位，农业也不例外。当前，我国的农业机械化水平尚未实现全面机械化，许多地区仍然以半机械化农业生产为主体，在农业生产过程中，当农机出现故障时，不但会影响到农业生产，还会给农机操作人员带来安全隐患。在农机领域中运用机电集成技术，能有效地提高农机运行的可靠性、安全性，实现农机监控与保护的目的。如果农机在生产过程中出现了机械系统、电力系统等问题，那么这种技术就可以对农机的工作状况进行监控，并将报警信息发送给操作者，让操作者可以在最短的时间内对各种问题进行处理，以此来降低农机的故障，保证人员的人身安全。

1.2提升农业生产力

采用机电集成技术，可以对农机信息进行高效采集，并能对采集到的信息进行高效处理，提高农机工作的效率。主要体现在：在农机上采用信息化技术，能够实现农机信息共享；在计算机控制技术和卫星定位导航技术的帮助下，能够对农机进行精确的定位，还能对农机的工作状态、轨迹等进行监控，还能基于农机的运行情况，对农业的实际生产情况进行分析，并据此制定出耕作、施肥、收割等作业路径的优化方案，提高农业生产的效率。

1.3监测农业机械作业实况

目前，农机的功能越来越多，其结构也变得越来越复杂，使用的机械零件也变得越来越精密，零件的数量也越来越多，每一个零件都有着自己的用途，一旦有一个零件损坏或者脱落，就会让整台机器都不能正常工作，这不仅会影响到生产的效率，还会造成安全事故。在农机上运用机电集成技术，可以通过机电系统实时监控农机的运行情况。当发现故障时，能及时发出报警信号，让操作者在第一时间排除故障，从而避免了农机装备的“负伤运行”。机电一体化是一种能够精确监控农机运行状态，提高农机生产效率与安全的重要手段。

2机电一体化在农机中的应用形式

2.1性能提升方面的应用

2.1.1 农业机械驾驶操作便捷性得到提升

本项目拟采用机电一体化、卫星定位、雷达监测、视觉等技术相结合的方法，对农业机械各部分进行精准控制，以达到对农机各部分的精密控制，并利用电控液压技术及传感监测技术，对其进行精密的升降控制，从而更好地满足农业生产的需求。

2.1.2 农业机械化生产实施过程更为合理

针对当前农业植保工作中存在的化肥、农药浪费严重等问题，本项目拟采用机电一体化的方法，精确调控农药的用量，实现与机器行进速度的匹配，从而实现精确的喷施。本项目拟采用机电一体化设计理念，将电控、气压、传感器等技术集成于农机播种作业中，研制出一种能够准确调控排种量与排种速率的高速精密排种机，可实现对排种、排种、排种等的精准控制，从而达到降低种肥浪费的目的。

2.2可靠性提升方面的应用

机电一体化技术的运用极大地提高了农业机械的运行可靠性，首先，利用众多的传感器，可以对农业机械的运行状况进行监控，一旦发现有什么问题或者是工作状态不正常，就会发出声光报警信号，同时还可以在驾驶室中出现故障图，提醒驾驶员工作状态不正常。比如，大多数新式拖拉机都配备了一套类似于车辆的探测系统，它可以对发动机工作速度、工作温度、机油余量、轮胎气压等进行实时监测，从而可以有效地防止拖拉机在发生故障时，长期工作。其次，采用机电融合技术，可以方便地利用摄像头、传感器、称重等设备，将传统大型农业机械无法看到的内部工作环境，提升驾驶员对工作状况的认识。

2.3故障维修过程的应用

随着机电技术在农机领域的不断发展，农机装备上也逐步具备了类似于机动车的故障诊断技术，也就是利用传感器技术，将设备的异常信息采集到 ECU中，然后由 ECU对其进行判定和分析。在驾驶室的控制接口上，生成故障代码，并将其存储在系统的内存中。农机维护人员可以利用专用的故障代码读取装置，获得故障信息，从而迅速找到故障点，从而实现有目标的检修。机电融合技术提高了农业机械的维修管理水平，该智能系统的运用可以对农业机械的发动机输出功率情况、使用时间等信息进行自动预警，从而确保维修工作的及时、高效，减少了出现故障的几率。

2.4结构功能设计方面的应用

随着农机现代化的发展，许多农机之间已经实现了功能上的有机结合，构成了一种功能一体化的高科技装备，比如，它具有摘穗、去皮和脱粒等多种功能；联合整地机集土壤翻耕、深松、整平、压实等多项功能于一体，使得农机的结构变得更加复杂，传递和控制的难度也越来越大。在农业机械和农业机械领域的应用，解决了传统农业机械设计中存在的问题。通过对机械结构和电气控制的一体化设计，将传统的复杂的机械结构用电气线路和器件配置来代替，在减少机械设计复杂度的同时，还可以对农机的空间布局进行优化，让整机的结构更加合理，从而减少生产制造费用，从而极大地缩短了农机产品的研发时间。

3农业机械机电一体化技术的发展趋势

3.1柔性化与智能化

农机机电集成技术的发展方向之一是柔性化、智能化。柔性化是指一种具有自我约束功能的农机机电集成技术，它不仅可以独立运行，而且可以为整个系统提供服务。在农机应用领域，柔性化技术的优势显而易见。即使某个子系统出现问题，系统也能够对终端进行有效的控制，使农机能够对各种突发情况做出恰当的反应。这种自我约束功能可以将整个农机工作所受的影响降低到最小，从而保证了农机的安全运行。举例而言，假设农机的传感器检测到土壤湿度异常，柔性化系统可以立即调整灌溉设备的工作模式，以适应不同的土壤湿度情况，从而避免植物受旱或过湿的影响。另一方面，智能化则是农机机电集成技术的另一重要发展方向。智能化利用现有的人工智能或超级人工智能技术，实现农机操作的完全自动化，以提高农机作业的准确性与效率，推动农机的现代化发展。

3.2集成化与微型信息化

现在，机电融合技术可以在农机行业中得到应用，其关键在于它将多项高科技融合在农机上，将这些技术运用到农机上，可以增强农机的性能，提高农机的生产率。未来农机机电一体化技术的应用开发将进一步深化。与此同时，随着蚀刻、纳米等微机电集成技术的发展，农机机电一体化技术中，微传感器、微处理器和微执行器的组合将会在农机机电一体化技术领域中出现，促使信息自律部件向微型化方向发展，促进农机机电一体化的发展。

总结：总之，机电技术与农机的深入结合，可以有效提高农机装备的使用性能和适应性。在原有的农机产品基础上，将电子控制、传感、环境感知、远程监控等技术有机地融合在一起，为农机的发展提供强有力的支持。

参考文献：

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