機電一體化在農業(yè)機械工程中應用

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摘要：社會經濟的快速發(fā)展加快了我國工業(yè)化的發(fā)展進程，也加大了對機械生產的需求，各領域的持續(xù)性發(fā)展均離不開機械的使用。對此，本文將探究機電一體化系統(tǒng)在農業(yè)機械工程中的應用情況，對機電一體化的相關技術進行介紹，并闡釋了機電一體化的發(fā)展方向，以期為行業(yè)發(fā)展提供一定的參考借鑒意義。

關鍵詞：機電一體化系統(tǒng)；農業(yè)；機械工程

1前言

隨著我國經濟發(fā)展水平的不斷提高和科學技術的進步與發(fā)展，為機電一體化技術在機械工程中的應用提供了便利條件。機電一體化技術在農業(yè)機械工程中的應用，一方面促進了工程效率的快速提高；另一方面減少了企業(yè)資源浪費情況的發(fā)生，對農業(yè)機械工程的發(fā)展起到了積極的促進作用。對此，本文將對機電一體化系統(tǒng)在農業(yè)機械工程中的具體應用進行分析，有利于進一步提升農業(yè)發(fā)展的機械化水平，創(chuàng)造出更大的經濟效益。

2機電一體化相關概述

2.1機電一體化技術的定義與組成結構

機電一體化是一種新型的電子工程技術，人們也將它稱為電子機械工程，這項技術是傳統(tǒng)的機械技術和電子信息技術不斷融合而形成的，該技術在機械零件的基礎上，設置了傳感器、微型電子設備等，從而實現了機械自動化。將這種技術應用于農業(yè)機械中，可以最大限度地提升農業(yè)生產效率，為我國農業(yè)的發(fā)展起到積極的促進作用，具有無可替代的特點。在機電一體化系統(tǒng)中，主要組成要素包括結構組成要素、運動組成要素、動力組成要素、智能組成要素以及感知組成要素。機電一體化系統(tǒng)的基本組成結構如圖1所示。

2.2機電一體化產品的特征

2.2.1系統(tǒng)功能強大。機電一體化系統(tǒng)具有一定的復雜性，它既可以實現傳統(tǒng)的機械功能，又可以在傳統(tǒng)功能的基礎上實現系統(tǒng)內部的自動化控制、自動檢驗和信息數據的加工處理[1]。它是由多項技術形成的一個強大的綜合體，其中主要包含的技術有機械自動控制技術、計算機技術以及編程技術等。對此，將其應用于農業(yè)機械中，使機械設備可以實現自動化、多功能以及低消耗的目標，進一步滿足了農業(yè)機械化生產的發(fā)展要求。2.2.2人工智能化。機電一體化技術融合了新型技術，如微電子控制技術等，在農業(yè)機械中應用該項技術，可以讓設備進行自我檢驗以及對數據進行處理等。對此，機電一體化系統(tǒng)的應用在實現不同的功能外，還有效地取代了人工操作，使得機械設備更加智能化。2.2.3高安全性與穩(wěn)定性。機電一體化產品自身已經具備了完善的基礎功能，包含自動監(jiān)控、自動診斷與處理等。從一定角度來看，有效降低了機械設備故障的頻率以及安全事故的發(fā)生頻率，從而保障了設備運行的安全性與穩(wěn)定性。2.2.4高性能特征。在機電一體化系統(tǒng)中含有計算機程序，對系統(tǒng)進行一定的控制，帶有一定的顯示界面，進一步實現機械和人工的結合，使得設備的可操作性不斷提高，最終促進生產質量和生產效率的提升[2]。

3機電一體化的應用意義

3.1實現高水平監(jiān)控

在該系統(tǒng)中，電子監(jiān)控技術具有很大的優(yōu)勢，可以對設備運行的狀態(tài)進行多方面的監(jiān)控。在監(jiān)控中如果發(fā)現設備運行不穩(wěn)定或者出現其他事故，則會自主進行報警。例如設備在運行的過程中出現故障問題，監(jiān)控裝置可以迅速做出反應并緊急報警，相關負責人員在接收到報警信息后可以立即對設備展開相關的檢查工作。在提高工作效率的同時，最大限度上減少安全事故的發(fā)生，提高設備運行的安全性。

3.2提高機械生產效率

在使用傳統(tǒng)的機械設備時其資源消耗較高，而一體化系統(tǒng)具有低能耗的特點，使得資源得到最大化的利用。在具體的使用中，對一體化系統(tǒng)的利用可以充分發(fā)揮其技術特點，進一步促進生產效率的提升，并減少資源的浪費。

3.3提升作業(yè)精度

與人工操作相比，運用一體化系統(tǒng)可以進一步提升作業(yè)的精度，降低勞動力成本，克服傳統(tǒng)機械設備的缺點，使得生產效率得到有效的保證。機械設備在自動化運行時，一方面可以解放勞動力；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機電一體化技術在農業(yè)機械工程中的應用分析

4.1監(jiān)控技術的應用

結合具體的機械生產實際，在生產過程中，借助機械設備的儀表系統(tǒng)，相關負責人需密切關注設備的工作狀態(tài)，嚴格掌握設備的運行情況。而農業(yè)機械設備種類多樣，對此各設備所兼具的儀表系統(tǒng)也不相同，一些設備只是運用簡易的機械儀表對運行狀況進行監(jiān)控，部分設備則已經具備了液晶儀，實現監(jiān)控目標。通過對儀表進行仔細觀察，便于對農業(yè)機械中的相關參數進行檢查和分析，有利于工作人員及時對機械設備展開優(yōu)化和調整，并依據數據信息對機械設備進行故障排查，進一步保證機械設備運行的穩(wěn)定性。當前，信息技術高速發(fā)展，可以在農業(yè)機械上安裝攝像頭裝置，全天候、實時地監(jiān)控機械設備的運行狀態(tài)，便于相關的工作人員可以依據反饋情況及時做出指示，進一步促進了機械生產效率的提升。

4.2計算機輔助設計的應用

結合相關資料，農業(yè)機械設計工作相對復雜，由于在進行設計過程中，需展開大量的數據分析與運算，而在傳統(tǒng)的設計中，這些工作全是由人工進行計算和制圖，這種方式已經不能很好地適應發(fā)展和實際生產需求。對此，計算機輔助設計技術應運而生，可以克服人工缺陷并高效地解決相關問題。在農業(yè)機械的設計中，利用該項技術的特點，準確、高效地對相關數據進行處理并完成制圖工作，提高了農業(yè)機械設計的工作效率和質量[4]。

4.3高精度

GPS導航系統(tǒng)的應用在機械設備一體化系統(tǒng)中，GPS在基于計算技術的基礎上利用差分、超聲波等技術對生產現場的基本信息進行展現。這種技術被廣泛地應用于大型農場的管理工作中，特別是農場中不同的機械設備同時進行作業(yè)時，這項技術具有明顯的應用優(yōu)勢，便于工作人員對作業(yè)現場進行高效的管理，有效地提升管理效率和作業(yè)效率。

4.4電子信息技術的應用

當前，電子信息技術不斷發(fā)展，農業(yè)機械也更加的智能化。在農業(yè)機械工程中，通過利用該項技術，可以便于相關工作人員及時查詢資料，深層次分析農業(yè)機械工程的運行原理及基本特點，有利于進一步熟悉并掌握操作技術，促進生產質量與生產效率的提升[5]。除此之外，工作人員通過利用該項技術可以及時獲取相關知識，使得在具體的操作過程中更加規(guī)范，還便于及時進行數據記錄與數據整理，進一步提高生產效率。

4.5其他機電一體化技術的應用

當前，社會經濟、科技不斷發(fā)展，信息化水平顯著提高，在農業(yè)機械中一些新技術也被廣泛地應用于其中，如傳感技術、微電子技術等。這些技術的應用有效地拓展了農業(yè)機械的基本功能，促進了農業(yè)機械設備之間的協(xié)作發(fā)展，使農業(yè)生產效率得到進一步提高。

5機電一體化系統(tǒng)的主要技術

5.1信息技術

機電一體化系統(tǒng)的運行質量和效率都是依靠信息技術來完成的。在信息技術快速發(fā)展的大背景下，相關技術的處理方式和質量都在不斷進步，但也會遇到瓶頸問題，導致一些問題不能得到有效的解決，需要引進國外的先進技術來提高系統(tǒng)的可靠性與有效性，有效地改進系統(tǒng)中出現的瓶頸問題[6]。

5.2機械技術

機械設備的性能對機電一體化系統(tǒng)的運行有直接的影響，非常依賴于農業(yè)機械工程中設備的機械水平，同時通過機械技術的不斷進步，可以有效地減輕設備重量和體積，提高機電一體化的運行效率，發(fā)揮出價值最大化。

5.3感應技術

機電一體化系統(tǒng)需要靈敏的感應裝置來進行工作，對于外部環(huán)境、電量、光照、溫度等都具有較高的感應能力。為了保證機電一體化系統(tǒng)的準確性，需要對感應技術不斷升級來提高其抗干擾和抗破壞能力，并加強環(huán)境的檢測，定期對感應裝置和線路進行維護，以防傳感器損壞[7]。

5.4控制技術

機電一體化系統(tǒng)還需依靠控制技術來維持正常的運行，通過自動化的檢測、分析對設備發(fā)出指令。其中控制技術的完善并不能一蹴而就，需要進行不斷的嘗試和參數測量來保證其技術的穩(wěn)定性。

6機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

人們對于技術的要求在不斷提高，對此機電一體化系統(tǒng)在農業(yè)機械中的應用也更加廣泛，在一定程度上促進了我國的農業(yè)生產活動效率的提高。①機電一體化系統(tǒng)的應用使得農業(yè)生產的穩(wěn)定性得到有效保障；②在農業(yè)機械中采用機電一體化系統(tǒng)，可以使得生產周期進一步縮減，促進生產效率的提高，并保障了農產品的生產水平；③在農業(yè)機械工程中使用機電一體化系統(tǒng)，可以降低能源的消耗狀況，積極響應國家節(jié)能減排的要求，在實現降低農業(yè)生產成本的同時加強了對環(huán)境的保護，進一步提升農業(yè)生產效益。盡管我國在農業(yè)機械工程中已經對機電一體化系統(tǒng)進行了應用，但應用水平還處于基礎階段，水平較低。對此，需要相關研究人員進行深入的研究，對未來機電一體化技術在農業(yè)機械生產中的應用效果進行深入探究。

6.1光機電一體化

經過現階段的發(fā)展，機電一體化技術未來的一個重要發(fā)展方向就是光機電一體化。它的主要原理就是把光學技術和機電一體化技術進行充分的結合，并隨著研究的不斷深入，將機電一體化系統(tǒng)中的相關感應系統(tǒng)、數據處理等功能進行優(yōu)化和完善，進一步促進農業(yè)機械的生產精度與生產效率的提高[8]。

6.2人工智能化

人工智能化的發(fā)展是未來各領域發(fā)展的一個重要方向，對此在農業(yè)機械中的主要研究趨勢也是朝著人工智能化的方向發(fā)展。通過人工智能化，可以在農業(yè)機械生產中實現機械自動識別功能以及對故障進行智能化的診斷，并最終可以進行自主調整和數據優(yōu)化，實現無人化操作即機械自主運轉。

6.3環(huán)保綠色化

在社會經濟快速發(fā)展的同時，我們更要注重對環(huán)境的保護。在社會的不斷發(fā)展中會出現資源浪費、環(huán)境惡化等問題，對此在農業(yè)機械的生產中，要踐行環(huán)保理念。在農業(yè)機械生產活動中實現低耗材、低污染的同時實行嚴格的排放標準，生產出符合國家發(fā)展理念的產品，在企業(yè)進一步降低生產成本的同時積極履行企業(yè)的社會責任[9]。

7結語

綜上所述，在農業(yè)機械工程中運用機電一體化技術，可以促進工程的準確性以及工作效率的提高，同時降低了企業(yè)的成本，使企業(yè)的經濟效益實現最大化。在此基礎上，為了使機電一體化的應用效果得到進一步提升，本文也提出了具體的優(yōu)化戰(zhàn)略，如降低設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化技術，在此發(fā)展基礎上，能夠使我國的機電技術水平不斷提高，進一步促進我國國民經濟的發(fā)展。

作者:彭程 單位:陜西服裝工程學院信息工程學院