機(jī)電一體化在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程中應(yīng)用

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摘要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展加快了我國工業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程，也加大了對(duì)機(jī)械生產(chǎn)的需求，各領(lǐng)域的持續(xù)性發(fā)展均離不開機(jī)械的使用。對(duì)此，本文將探究機(jī)電一體化系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程中的應(yīng)用情況，對(duì)機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行介紹，并闡釋了機(jī)電一體化的發(fā)展方向，以期為行業(yè)發(fā)展提供一定的參考借鑒意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化系統(tǒng)；農(nóng)業(yè)；機(jī)械工程

1前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用提供了便利條件。機(jī)電一體化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程中的應(yīng)用，一方面促進(jìn)了工程效率的快速提高；另一方面減少了企業(yè)資源浪費(fèi)情況的發(fā)生，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械工程的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。對(duì)此，本文將對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析，有利于進(jìn)一步提升農(nóng)業(yè)發(fā)展的機(jī)械化水平，創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)效益。

2機(jī)電一體化相關(guān)概述

2.1機(jī)電一體化技術(shù)的定義與組成結(jié)構(gòu)

機(jī)電一體化是一種新型的電子工程技術(shù)，人們也將它稱為電子機(jī)械工程，這項(xiàng)技術(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)和電子信息技術(shù)不斷融合而形成的，該技術(shù)在機(jī)械零件的基礎(chǔ)上，設(shè)置了傳感器、微型電子設(shè)備等，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化。將這種技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械中，可以最大限度地提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，為我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用，具有無可替代的特點(diǎn)。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，主要組成要素包括結(jié)構(gòu)組成要素、運(yùn)動(dòng)組成要素、動(dòng)力組成要素、智能組成要素以及感知組成要素。機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2機(jī)電一體化產(chǎn)品的特征

2.2.1系統(tǒng)功能強(qiáng)大。機(jī)電一體化系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性，它既可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的機(jī)械功能，又可以在傳統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的自動(dòng)化控制、自動(dòng)檢驗(yàn)和信息數(shù)據(jù)的加工處理[1]。它是由多項(xiàng)技術(shù)形成的一個(gè)強(qiáng)大的綜合體，其中主要包含的技術(shù)有機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及編程技術(shù)等。對(duì)此，將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械中，使機(jī)械設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、多功能以及低消耗的目標(biāo)，進(jìn)一步滿足了農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)的發(fā)展要求。2.2.2人工智能化。機(jī)電一體化技術(shù)融合了新型技術(shù)，如微電子控制技術(shù)等，在農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，可以讓設(shè)備進(jìn)行自我檢驗(yàn)以及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理等。對(duì)此，機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用在實(shí)現(xiàn)不同的功能外，還有效地取代了人工操作，使得機(jī)械設(shè)備更加智能化。2.2.3高安全性與穩(wěn)定性。機(jī)電一體化產(chǎn)品自身已經(jīng)具備了完善的基礎(chǔ)功能，包含自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)診斷與處理等。從一定角度來看，有效降低了機(jī)械設(shè)備故障的頻率以及安全事故的發(fā)生頻率，從而保障了設(shè)備運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。2.2.4高性能特征。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中含有計(jì)算機(jī)程序，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一定的控制，帶有一定的顯示界面，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械和人工的結(jié)合，使得設(shè)備的可操作性不斷提高，最終促進(jìn)生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率的提升[2]。

3機(jī)電一體化的應(yīng)用意義

3.1實(shí)現(xiàn)高水平監(jiān)控

在該系統(tǒng)中，電子監(jiān)控技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行多方面的監(jiān)控。在監(jiān)控中如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定或者出現(xiàn)其他事故，則會(huì)自主進(jìn)行報(bào)警。例如設(shè)備在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)故障問題，監(jiān)控裝置可以迅速做出反應(yīng)并緊急報(bào)警，相關(guān)負(fù)責(zé)人員在接收到報(bào)警信息后可以立即對(duì)設(shè)備展開相關(guān)的檢查工作。在提高工作效率的同時(shí)，最大限度上減少安全事故的發(fā)生，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性。

3.2提高機(jī)械生產(chǎn)效率

在使用傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備時(shí)其資源消耗較高，而一體化系統(tǒng)具有低能耗的特點(diǎn)，使得資源得到最大化的利用。在具體的使用中，對(duì)一體化系統(tǒng)的利用可以充分發(fā)揮其技術(shù)特點(diǎn)，進(jìn)一步促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升，并減少資源的浪費(fèi)。

3.3提升作業(yè)精度

與人工操作相比，運(yùn)用一體化系統(tǒng)可以進(jìn)一步提升作業(yè)的精度，降低勞動(dòng)力成本，克服傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的缺點(diǎn)，使得生產(chǎn)效率得到有效的保證。機(jī)械設(shè)備在自動(dòng)化運(yùn)行時(shí)，一方面可以解放勞動(dòng)力；另一方面使得作業(yè)精度大大提高，有利于提高整體的作業(yè)水平[3]。

4機(jī)電一體化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程中的應(yīng)用分析

4.1監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

結(jié)合具體的機(jī)械生產(chǎn)實(shí)際，在生產(chǎn)過程中，借助機(jī)械設(shè)備的儀表系統(tǒng)，相關(guān)負(fù)責(zé)人需密切關(guān)注設(shè)備的工作狀態(tài)，嚴(yán)格掌握設(shè)備的運(yùn)行情況。而農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備種類多樣，對(duì)此各設(shè)備所兼具的儀表系統(tǒng)也不相同，一些設(shè)備只是運(yùn)用簡(jiǎn)易的機(jī)械儀表對(duì)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，部分設(shè)備則已經(jīng)具備了液晶儀，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控目標(biāo)。通過對(duì)儀表進(jìn)行仔細(xì)觀察，便于對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢查和分析，有利于工作人員及時(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)備展開優(yōu)化和調(diào)整，并依據(jù)數(shù)據(jù)信息對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行故障排查，進(jìn)一步保證機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。當(dāng)前，信息技術(shù)高速發(fā)展，可以在農(nóng)業(yè)機(jī)械上安裝攝像頭裝置，全天候、實(shí)時(shí)地監(jiān)控機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，便于相關(guān)的工作人員可以依據(jù)反饋情況及時(shí)做出指示，進(jìn)一步促進(jìn)了機(jī)械生產(chǎn)效率的提升。

4.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用

結(jié)合相關(guān)資料，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)工作相對(duì)復(fù)雜，由于在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，需展開大量的數(shù)據(jù)分析與運(yùn)算，而在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，這些工作全是由人工進(jìn)行計(jì)算和制圖，這種方式已經(jīng)不能很好地適應(yīng)發(fā)展和實(shí)際生產(chǎn)需求。對(duì)此，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，可以克服人工缺陷并高效地解決相關(guān)問題。在農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)中，利用該項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)，準(zhǔn)確、高效地對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并完成制圖工作，提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的工作效率和質(zhì)量[4]。

4.3高精度

GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用在機(jī)械設(shè)備一體化系統(tǒng)中，GPS在基于計(jì)算技術(shù)的基礎(chǔ)上利用差分、超聲波等技術(shù)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的基本信息進(jìn)行展現(xiàn)。這種技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于大型農(nóng)場(chǎng)的管理工作中，特別是農(nóng)場(chǎng)中不同的機(jī)械設(shè)備同時(shí)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，便于工作人員對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行高效的管理，有效地提升管理效率和作業(yè)效率。

4.4電子信息技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前，電子信息技術(shù)不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械也更加的智能化。在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程中，通過利用該項(xiàng)技術(shù)，可以便于相關(guān)工作人員及時(shí)查詢資料，深層次分析農(nóng)業(yè)機(jī)械工程的運(yùn)行原理及基本特點(diǎn)，有利于進(jìn)一步熟悉并掌握操作技術(shù)，促進(jìn)生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率的提升[5]。除此之外，工作人員通過利用該項(xiàng)技術(shù)可以及時(shí)獲取相關(guān)知識(shí)，使得在具體的操作過程中更加規(guī)范，還便于及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄與數(shù)據(jù)整理，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。

4.5其他機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前，社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科技不斷發(fā)展，信息化水平顯著提高，在農(nóng)業(yè)機(jī)械中一些新技術(shù)也被廣泛地應(yīng)用于其中，如傳感技術(shù)、微電子技術(shù)等。這些技術(shù)的應(yīng)用有效地拓展了農(nóng)業(yè)機(jī)械的基本功能，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備之間的協(xié)作發(fā)展，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率得到進(jìn)一步提高。

5機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要技術(shù)

5.1信息技術(shù)

機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和效率都是依靠信息技術(shù)來完成的。在信息技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，相關(guān)技術(shù)的處理方式和質(zhì)量都在不斷進(jìn)步，但也會(huì)遇到瓶頸問題，導(dǎo)致一些問題不能得到有效的解決，需要引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)來提高系統(tǒng)的可靠性與有效性，有效地改進(jìn)系統(tǒng)中出現(xiàn)的瓶頸問題[6]。

5.2機(jī)械技術(shù)

機(jī)械設(shè)備的性能對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行有直接的影響，非常依賴于農(nóng)業(yè)機(jī)械工程中設(shè)備的機(jī)械水平，同時(shí)通過機(jī)械技術(shù)的不斷進(jìn)步，可以有效地減輕設(shè)備重量和體積，提高機(jī)電一體化的運(yùn)行效率，發(fā)揮出價(jià)值最大化。

5.3感應(yīng)技術(shù)

機(jī)電一體化系統(tǒng)需要靈敏的感應(yīng)裝置來進(jìn)行工作，對(duì)于外部環(huán)境、電量、光照、溫度等都具有較高的感應(yīng)能力。為了保證機(jī)電一體化系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，需要對(duì)感應(yīng)技術(shù)不斷升級(jí)來提高其抗干擾和抗破壞能力，并加強(qiáng)環(huán)境的檢測(cè)，定期對(duì)感應(yīng)裝置和線路進(jìn)行維護(hù)，以防傳感器損壞[7]。

5.4控制技術(shù)

機(jī)電一體化系統(tǒng)還需依靠控制技術(shù)來維持正常的運(yùn)行，通過自動(dòng)化的檢測(cè)、分析對(duì)設(shè)備發(fā)出指令。其中控制技術(shù)的完善并不能一蹴而就，需要進(jìn)行不斷的嘗試和參數(shù)測(cè)量來保證其技術(shù)的穩(wěn)定性。

6機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

人們對(duì)于技術(shù)的要求在不斷提高，對(duì)此機(jī)電一體化系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用也更加廣泛，在一定程度上促進(jìn)了我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)效率的提高。①機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性得到有效保障；②在農(nóng)業(yè)機(jī)械中采用機(jī)電一體化系統(tǒng)，可以使得生產(chǎn)周期進(jìn)一步縮減，促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高，并保障了農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)水平；③在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程中使用機(jī)電一體化系統(tǒng)，可以降低能源的消耗狀況，積極響應(yīng)國家節(jié)能減排的要求，在實(shí)現(xiàn)降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的同時(shí)加強(qiáng)了對(duì)環(huán)境的保護(hù)，進(jìn)一步提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。盡管我國在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程中已經(jīng)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行了應(yīng)用，但應(yīng)用水平還處于基礎(chǔ)階段，水平較低。對(duì)此，需要相關(guān)研究人員進(jìn)行深入的研究，對(duì)未來機(jī)電一體化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中的應(yīng)用效果進(jìn)行深入探究。

6.1光機(jī)電一體化

經(jīng)過現(xiàn)階段的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)未來的一個(gè)重要發(fā)展方向就是光機(jī)電一體化。它的主要原理就是把光學(xué)技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行充分的結(jié)合，并隨著研究的不斷深入，將機(jī)電一體化系統(tǒng)中的相關(guān)感應(yīng)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理等功能進(jìn)行優(yōu)化和完善，進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)精度與生產(chǎn)效率的提高[8]。

6.2人工智能化

人工智能化的發(fā)展是未來各領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)重要方向，對(duì)此在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的主要研究趨勢(shì)也是朝著人工智能化的方向發(fā)展。通過人工智能化，可以在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)識(shí)別功能以及對(duì)故障進(jìn)行智能化的診斷，并最終可以進(jìn)行自主調(diào)整和數(shù)據(jù)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)無人化操作即機(jī)械自主運(yùn)轉(zhuǎn)。

6.3環(huán)保綠色化

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，我們更要注重對(duì)環(huán)境的保護(hù)。在社會(huì)的不斷發(fā)展中會(huì)出現(xiàn)資源浪費(fèi)、環(huán)境惡化等問題，對(duì)此在農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)中，要踐行環(huán)保理念。在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)低耗材、低污染的同時(shí)實(shí)行嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)出符合國家發(fā)展理念的產(chǎn)品，在企業(yè)進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本的同時(shí)積極履行企業(yè)的社會(huì)責(zé)任[9]。

7結(jié)語

綜上所述，在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程中運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，可以促進(jìn)工程的準(zhǔn)確性以及工作效率的提高，同時(shí)降低了企業(yè)的成本，使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)最大化。在此基礎(chǔ)上，為了使機(jī)電一體化的應(yīng)用效果得到進(jìn)一步提升，本文也提出了具體的優(yōu)化戰(zhàn)略，如降低設(shè)備的能源消耗狀況并積極踐行國家節(jié)能減排理念，不斷提升智能化水平和自動(dòng)化技術(shù)，在此發(fā)展基礎(chǔ)上，能夠使我國的機(jī)電技術(shù)水平不斷提高，進(jìn)一步促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

作者:彭程 單位:陜西服裝工程學(xué)院信息工程學(xué)院