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农业机械转向自动控制技术及常用方案分析

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：尼牙孜•阿比提

[导读] 摘要：随着目前社会经济的发展，我们在农业领域也取得了不小的成就。在农业的发展过程中，提升农作物的产量和数量，已经成为至关重要的因素，这也是我们所面临的问题之一。

        新疆库车市墩阔坦镇农机站 842000
        摘要：随着目前社会经济的发展，我们在农业领域也取得了不小的成就。在农业的发展过程中，提升农作物的产量和数量，已经成为至关重要的因素，这也是我们所面临的问题之一。与此同时，科技水平也在不断的提升，农业机械化也开始向自动控制化转型，人们不再运用传统的种植方式，而是使用机械化设备进行种植。农业机械的自动化，不仅可以提高农作物的产量，还可以提高农民的工作效率，降低农民的工作量，对农民来说是好处颇多。
        关键词：农业机械；转向；自动控制技术；方案分析
        农业的发展，关乎着所有人民的生计问题，它是解决人民温饱的重要前提，同时，它也可以进一步带动国民经济的发展，所以，在社会经济发展的过程中，农业经济占领着主导地位。目前科技水平有了很大的进步，这也对农业机械化的发展提出了新的要求，农业也开始由手动向自动化转型，这些自动化设备也为农民带来更多的便利条件，并且深得老百姓的喜爱。本篇文章讲述了农业机械向自动化技术的转型，并对自动控制技术进行研究分析，为农业更好的发展建立了依据。
        一、农业机械自动转向的相关研究
        近些年来，我们对农业机械的自动转向，也有着相关的研究分析，并且已经有一定的研究成果。虽然相关技术还在研究时期，但在农业机械的发展中，自动转向控制技术已成必然。我们对于农业机械自动转向的研究包括以下四点，第一：在西北农林科技大学，对拖拉机的结构设计，以及行驶路线的变更技术有所研究，对其方向盘用伺服马达控制，再去应用传感器，最终实现线路的改变；第二：在中国农业大学，对电控液压动力进行了研究，利用两位三空的电磁换向阀，进行了人工和自动控制研究；第三：中国科学院的自动化研究，对联合收割机进行了改造，在转向驱动过程中，运用了步进电机；第四：中国农业机械化科学院，对现有拖拉机进行研究，控制了拖拉机的转向和转速等[1]。就目前这个阶段来讲，自动转向控制技术的应用，对以后科技的发展有着很大的作用。
        二、农业机械转向自动控制的主要装备
        根据目前农业机械的发展，在研究一些相关功能时，应对一些自动控制机械进行改良。农业机械转向自动控制，它的主要装备包括以下六种，第一：液压泵，它是农业机械的动力原件，是一种自动转向系统。可以通过电机进行驱动，在液压的油箱内部，吸取油液，最后形成压力排出，在这个过程中，它会将动力传送给其它工作元件；第二：转向液压缸，它可以产生液压能，再进一步转换为机械能，最后对元件实现位移功能。在整个转向系统中，利用控制器进行液压的输送，最终实现不同方位的转动，使前轮转向；第三：动力电机，它属于液压泵的动力，有些自动驾驶的装置，会安装动力电机，它会作为方向盘的驱动力。第四：角度传感器，它可以进行轮胎转动角度的检查，从而得到农机的工作状态，检验转向动作的发生情况；第五：电磁阀，它是电磁控制技术的设备，对于一些自动化控制可以有效实现，它可以作为方向、速度以及参数的工具，具有很高的准确性；第六：溢流阀，对于系统产生的压力，它可以进行有效的控制，当系统压力过大时，它会起到保护作用[2]。

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        三、转向自动控制技术的方案分析
        目前，对于传统的农机进行研究，依据传统的农机转向结构，其转向技术可以通过液压助力，在一些农机的转向系统中，去安装液压装置，从而达到转向机的驱动功能。在农机正常工作时，我们可以有两种选择，第一是人为操作，第二则是自动驾驶。在人工操作过程中，电磁阀不进行通电，需要自动转向，可以通过自动模式转换，在此时，电磁阀的工作模式就会更换，从手动控制转向自动控制。传感器会接收到多种信号，进一步传给转向控制器，经分析后，控制电磁阀，改变油路，从而实现前轮控制。其转向速度与行驶速度的控制，可以与电控比例阀相配合，用传感器进行监测，进一步保障转向功能的实施。
        机械在自动行驶过程中，如果没有接收到转向命令，那么，换向电磁阀就不是工作状态，液压流则会回流到箱中。一般在农机转向时，控制器则会根据实际情况进行控制，并由电磁阀实现转向。当油路被三位四通换气阀控制时，会进一步通过控制器，计算出所需流量多少，流量在控制时，会通过流量的比例阀进行。当流量的大小需要调节时，可以根据电流变化，控制电磁铁的磁力，当磁力发生变化时，控制阀芯的位置也会发生改变，从而使节流阀的开口也随之改变，而现代化的流量阀，对流量的控制已经是比较精准了[3]。
        电机的驱动方案可以分为两种，第一是电机驱动方向盘进行工作；第二则是电机驱动转向轴进行工作。在驱动方向盘时，应使用步进电机，利用摩擦的方式，使方向盘发生转动。这种驱动的方式，对于原农业机械的变动较小，但是，在摩擦过程中，会出现打滑的情况，机械的使用效率不是很高，而且使用时间也会缩短。齿轮传动虽然比较可靠，但是其传动的空间较大，在传动过程中操作复杂，准确度也不是很高。电机在驱动转向轴工作时，一般都会用直驱电机作为转向的动力，从而控制电机的转向和转速，实现了自动转向的所需功能。直接对转向轴进行驱动，与运用电机驱动方向盘相比，不仅控制了精准度，还简化了机械的结构，在推广过程中，具有一定的价值所在，但是它只适用于对速度要求不高的地方。
        全液压的转向技术，与一些普通液压的控制相似，在自动行驶的过程中，如不需要转向系统工作，液压油会到转向器的中位，并且直接流回油箱内。当农业机械转动时，需要全液压的转向器控制时，此时就需要考虑，所需转动的角度与实际转动角度的差距，而流量的数量，可以通过自动转换器传给电机，通过步进电机，就可以看到转速的变化，从而实现液压的流量变化。全液压的转向技术，其精密度较高，比较可靠，不过，在反应方面可能会有延迟。
        四、结束语
        农业机械的转向自动控制技术，近些年已经有很大的发展，为以后科技的发展也打下了良好的基础。它可以满足转向的基本要求，但是还有很多地方，是依据传统的农机结构进行改进的，对于一些多学科相结合的技术，取得的突破性进展较少，因此对于科技水平，以及农机的稳定性，还需要有所提升，同时也需要相关人员的不断研究积累。
        参考文献：
        [1]张珍，赵书玲.自动控制技术在农业机械中的应用探讨[J].产业与科技论坛，2019，018（014）：57-58.
        [2]李亚夫，齐天峰，马可欣.自动控制技术在农业机械中的应用[J].科技经济导刊，2018，000（013）：P.53-53.
        [3]胡云龙.探析自动控制技术在农业机械中的运用[J].湖北农机化，2019，221（08）：4-4.