张凯
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摘要:随着科技的发展,多行业及多领域深度融合。机电一体化技术是由微电子、机、电等多学科、多技术综合组成的新型学科,目前已在农业领域中广泛应用。党的十九大报告中明确提出我国经济发展需要向高质量转变,不仅要提高农业全要素生产率,更需要助推农业转型升级,由增产转变为提质,而农业机械化、智能化是现代化农业发展的必经之路,不仅可以有效降低劳动强度,提高农业生产及工作效率,还有利于种植、收获等技术的改进,提高农业质量。随着机电一体化技术的日趋成熟,其在农业机械中的应用也越来越广泛,不仅可以助推农业发展,更可以助推机械智能化的实现。本文对机电一体化技术在农业机械上的应用及影响进行探讨。
关键词:机电一体化;农业机械;应用;影响
引言
作为农业大国的我国,农业是第一产业。促进农业现代化、信息化、智能化发展,是我国整体经济快速平稳发展的关键。而通过推进农业机械与机电一体化技术融合,可以为我国农业发展提供良好的环境,促使大规模机械化成为可能。基于此,根据现代农业发展情况,对农业机械与机电一体化技术的融合发展运用进行适当分析具有至关重要的现实意义。
1机电一体化技术的特点
机电一体化技术由于融合了多种技术,实现了多种功能,因此在技术上体现相应的特点。首先,具备强大的功能。机电一体化技术融合了多种技术形成了一个系统。在农业机械工程应用过程中,机电一体化技术能够提供多种功能,实现农业机械工作过程中的自动化、功能化以及高效率化,同时能够满足农业机械工作的多种需求,其中包括机械自动化控制、计算机信息技术及相应的传感技术、软件编程技术等,以确保在农业机械工作中,能够实现农业机械工作的稳定性和效率性。其次,具备人工智能化。机电一体化技术融合了多种技术,实现了水平上的智能化通过基本智能基础技术,能够在一定程度上代替人工的操作,体现机电一体化的智能化与人性化特点。再次,机电一体化技术具备较高的安全性与稳定性。除一些基本的智能技术外,机电一体化技术还包括自动安全系统的建立,例如,自动报警功能,自动监控功能以及自动保护功能,能够在一定程度上保护设备以及操作人员的安全,最大程度地减少、降低人身伤害及事故发生率,从而确保机械设备的安全稳定性。最后,具备高效率化。通常机电一体化技术是以计算机系统为基础,因此操作人员可以通过数字化的操作面板对机械进行相应控制,从而大大降低了操作难度,提高了生产效率。
2机电一体化技术在农业机械上的应用及影响
2.1自动控制技术的应用
自动控制技术是通过可控制元件实现对农机重要结构位置和运转部件的控制。可通过控制界面实现对喷药泵转速的控制,从而实现生产过程中喷药量的调整;通过控制液压阀的开关,实现农机不同位置结构的自动升降和调整,有效减少了人工调整和操作的负担。在自动控制技术中,农业机械借助电控元件能够对农机的液压系统实现精确控制,这也是在农机自动控制中使用最广泛的技术形式,通过电子技术控制液压系统相对于传统的手柄控制来说,液压系统工作的精细度显著提升,液压系统所能实现的功能也得到了扩展,并减少了人为操作产生的失误问题。
2.2农业机械电子调配
从全世界范围内出发,电子信息技术与农业机械融合程度日益加深,加速了现代农业高效性、现代化、集约化、节能性、环保性发展,也引发了农业机械的创新发展。特别是在农业机械过程监视、控制、通信、诊断技术性能不断提高进程中,农药、化肥等无机化学资源消耗量显著下降,为环境友好型农业建设提供了充足支持。
以植保喷药机为例,农田植保是防控治理病虫草害的主要手段,也是农作物生长期间田间管理的重点模块。作业安全性、作业速度、单位面积施药量、作业效率等均对植保机械设备应用具有严格要求,我国以往所采用的农业植保机械多配备大容量药箱(500.0L以上)、高地隙底盘,虽然可以在驾驶员的操作下完成一般喷药植保需求,但是机械整体质量维护资金损耗率较高,喷洒均一,极易出现农药、化肥过量施用问题,且在田间行驶期间极易对农田土壤、作物造成破坏,基于此,可以利用电机控制与变量技术,研制具有电子调配施药、转向、驱动的小规模植保机械。具体机械机电一体化系统包括精量喷药系统、高地隙行走系统两个功能模块,前者包括液泵、喷头、喷杆、药箱、精量电子控制器几个部分;后者则包括高地隙底盘、行走控制装置、转向总成、驱动总成几个部分。
2.3监控技术的应用
农业一体化技术在农业机械工程中的应用主要是为了实现人类的解放。因此在此过程中,操作者可以通过数据控制及控制面板,对相应的农业机械进行操控,从而完成相应的农业收割作业。为确保农业机械在工作过程中的相应参数以及数据的收集,需要实现机电一体化当中监控技术的实时开展,从而为机械正常工作提供保障。此部分监控技术包括传感器仪表、数据监控等部分,通过对相应数据的传感与收集,进行实时监控与传输操控,操控者通过相应数据的分析对比,对当前机械在工作中,是否处于正常状态进行确认,从而调整农业机械工作状态。
2.4电子信息技术在农业机械上的应用
近年来,电子信息技术也广泛应用于农业机械中,如应用于农业机械过程监控、自动化诊断及交互通信中,可以实时反馈农机工作状态,以便精准化控制设备运行,确保生产环境的安全性,提高农业信息化管理水平;应用于农业生产中,可以优化资源配置,降低农业生产的环境污染对于生态环境的破坏性;应用于常规农业机械,使农机装备电子化、智能化,可以合理规划田间作业。随着农业机械智能化发展,电子信息技术的应用,可以促使人机接口技术、交互界面逐渐向着更精准化、科学化发展,如传统的机械(拖拉机)仪表盘也逐渐被电子监视仪表代替,极大地提高了农业生产效率。
2.5机电一体化技术对农业机械的促进作用
机电一体化技术在农业机械领域的应用,对农机化生产的实施具有积极的促进作用。一方面,农业机械的生产效率得到了显著提高,机电一体化技术有效提升了农业机械各个部件之间的配合与反应速度,并减少人工操作的步骤,且农业机械执行的工作任务更加精细标准,农业机械作业过程具有了更加明显的节能减排和低碳环保的特点;另一方面,农业机械作业过程中的故障发生率显著降低,很多机械异常状态在故障特征出现的第一时间就会被监测系统发现,并得到及时的处理,对于可能造成的重大故障,机具还会自主进行干预,中断危险位置的动力,使机具安全性得到加强,驾驶人员的人身安全也得到进一步保证。此外,利用电子控制技术,农机使用的便捷性提升,对驾驶员的操作技能相应降低,农机作业中的合理性得到提升,驾驶农机的失误明显减少,利用功能齐备的人机交互协同,农业机械的管理与维护保养工作实施也变得更加规范。
结语
总而言之,机电一体化系统当前发展较为先进,能够在结合农业机械工程过程中,大大提高农业作业的效率与质量。但就当前两者的结合情况来看,仍然存在一定问题,所以相关人员要对相关问题进行不断的反思总结,在发现问题过程中解决问题,在解决问题过程中总结经验,从而能够实现机电一体化系统与农业机械设备的完美结合,为农业生产提供坚实的基础与保障。
参考文献
[1]林圣艮.机电一体化技术在农业机械上的应用及重要影响[J].现代制造技术与装备,2020,56(08):116-117.
[2]赵厚法,鲁红军,李伟.机电一体化的广泛应用加速了机械工程的发展研究[J].世界有色金属,2020,(06):51-52.