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农业机械发展探讨(4篇)

2019-06-17 16:37 来源:农业机械论文 有人参与在线咨询
标签:人心惟危 bnnj 葡京国际娱乐场

第一篇:电动农机在农业机械中发展前景

摘要:节能与环境保护已经成了全世界共同发展所秉持的基本理念,随着社会的发展与进步,我国机械行业进行了相应的改革,早期的燃油机械逐渐被后来兴起的绿色机械取代,电动系列就是在节能与保护环境理念下衍生出来的一种新型产物,在这篇文章中,笔者就农业中的电动机为例,粗略分析一下电动农机这种节能型机器在农业机械发展中的应用前景。

关键词:电动农机;农业机械;发展前景

1电动农机产生的背景

第一台电机出现的时间是十九世纪末期,到20世纪初期,电机已经有了一百多年的历史。电机的出现在很大程度上改变了我们的生活,它的排放量相比其他机械来说是非常低的,甚至有的电机已经达到了零排放量的目的。据一项有效的科学调查显示,一直处于一种高分贝的环境下,会对人的身体造成损害,而电机恰好具有低噪声的优点[1]。电机之所以被人开发,很大一部分原因是因为工业发展致使能源缺乏,在严峻的形势下,迫切的需要有一种新型机械代替以往的燃油机械。更直观一点的说法是,电机的出现是为了缓解能源上出现的紧缺状态。为了响应节能的口号,国家推出了一系列的相关政策,经由国家的管理和限制,利用能源产生动能的传统机械逐渐没有了市场,笔者认为这一点是推动我国电机迅猛发展最重要的动力。我国是产能量最大的一个国家,石油和天然气,煤炭电力,以及可再生能源和新能源,这些共同组成了我国面向全世界供应能源的一个体系。在科技不断的发展下,很多的能源都被逐渐转化成了电能,电能与其他能源不同的是,它的产生方式多种多样,我们在使用的时候不必担心电能会有枯竭的时候。环境也是当下全球发展中最为看重的一点,而电机的出现恰好符合了国际发展观念,笔者认为,这一点也是电机得以广泛应用的关键所在。旧时机械在产生动力的同时[2],会排出一种有害气体给环境造成恶劣影响,进而影响到人的身体健康。在使用电机的过程中,它所排放出来的气体基本不会给环境造成影响。电机之所以能够如此快速的被使用,除了相应国家号召之外,还符合了当下全球发展的趋势。

2电机的发展现状

2.1有线电机在农业机械中的发展现状

排灌机械和农产品加工机械是有线电机在农业中的发展主要形式,该类机械的结构一般都很小巧,组装也比较紧凑,最重要的是在使用的时候很方便,只需要简单的了解一下就可以上手操作。农民的经济一般并不宽裕,这种电机在生产的时候就已经考虑到了这一点,所以它的使用及维护成本费极低。目前,农机中应用最为广泛的电机就是产品加工和排灌机械,相对来说,这两种机械也是电机研究中技术最成熟的。众所周知,温室是我国植物培育最主要的地方,为了适应温室需要,利用电提供能量的多用途温室机械产生了,这种机械不仅能够施肥浇水,还能够在人力的控制下进行播种和土地翻新的工作,在维护环境的同时,还促进了温室大棚的产量。

2.2移动电源在农业机械中的发展现状

在我国农业中,最耗费体力的一项工作是农田耕种,以往使用的大田电动机虽然取代了牛拉地的原始耕作方式,但是大田电动机在进行作业时噪声太大,这给进行耕作的相关人员制造了相当恶劣的工作环境[3]。后来,机械技术部门利用电动拖拉机改善了这一状况,并且将这种类型的电机功率成功降到了十千瓦,该机器可以进行长时间耕作,八小时是它工作的最大限制。除了以上讲到的移动式电源电动机之外,还有一种植保电动机,这种电动机大多数时候应用在园林的建设上,植保电动机的形状通常很小,可以由人背在背上进行工作,另外,该电动机在工作的时候输出功率极小,带给人的噪音几乎可以忽略不计。在众多移动电源农机中,植保电动机是进行园林建设的不二之选。

3我国电动农机中尚存的问题

电机的产生给人们的生活带来了巨大的便利,虽然电动农机在各个领域里面都显露处了积极的一面,但还是有很多细小的问题存在。农业能够促进国家经济水平的进步,国家经济的进步同样也能够带动我国电动农机的发展,就当下社会形势来看,我国经济水平发展并不均衡,地区与地区之间的贫富差距非常大,这种差距同样体现在电动农机上。价格高是推进电动农机发展的又一瓶颈,就电动拖拉机来说,一台5.5KW电动拖拉机价格高达2万多,20KW电动拖拉机就高达21万多,这样的价格,再说它的实用性如何好,老百姓都难以接受。落后一点的地区还在使用旧时的方法进行农产物耕作,而发达地区的农村基本都使用上了最新式的电动农机,在经济条件差一点的那些地方,电动农机的发展还很缓慢。除此之外,电池容量也是影响电动农机发展的另外一个因素。在进行农作物工作时,粗糙的环境要求蓄电池必须具备超高的质量,但我国现有的蓄电池还并不能完全满足恶劣的工作环境。再者,移动蓄电池无法进行有效回收也是我们必须要面对的另外一个问题。在进行工作的时候,很多人发现蓄电池没有电了,通常都会随手扔在地里面,这样做是非常不好的一种行为,蓄电池埋藏在地底深处,会给土地质量带来损伤,同时也会给环境带来很严重的污染。农业生产是一个缓慢的工作,这就要求电动农机在进行工作的时候必须也保持一个缓慢的工作速度,决定电机速度的部位是驱动器,说的直接一点,也就是电动机的功率大小,永磁直流电动机是电动农机中应用最广泛的,但是该电动机对防尘绝缘的要求较高,电动农业发动机在这一方面还有待改进。

4电动农机的发展和应用前景

我国电机的发展相对国外来说,还存在着一定的弊端,在发展方向上,笔者认为我国农业机械应该多向外国的电农机学习,逐渐将我国的电动农机往小型化、自动化和智能化的方向上推。改革和创新永远进步的开端,要想我国电动农机在现有的基础上再往前走一大步,必须不断地研究和实践,努力开创出更优良的设备,将现有机器中出现的问题统统规避掉[4]。蓄电池的容量不高是我国电农机迫切需要解决的问题,相关技术人员可以在这方面多下一点功夫,解决了蓄电池容量的问题,可以减少高能电池的使用量,结合当下市场价格来看,高能电池的价格还是很贵的,提高蓄电池的容量,从另一方面来说,还能有效节省农业方面的开支。有一些电动农机体型很大,在使用的时候不仅费力还不易操作,今后在电动农机的改良方面,可以尽量缩小其体积,简化操作程序,让电动农机越来越灵活和方便。

5结束语

智能化是21世纪新科技发展的一大目标,电动农机也可以向这方面逐渐靠近,只有适应未来世界发展趋势的东西,才永远不会惨遭淘汰。农业是一个国家发展最基本的产业,电动机械在这方面的开发和创新是一件很有必要的事情。低碳高效,节能经济,这是时代在发展过程中对所有机械行业的号召,农业在发展过程中应该顺应实施,对于自身所存在的错误加以改正,不足之处尽力弥补,努力打造出一个更好的电动农机时代。

参考文献:

[1]尚明.山西省农业机械化技术推广总站赴卓里集团电动农机基地调研[J].当代农机,2016(10):11-11.

[2]徐晓棠.农业机械管理在现代农业发展中存在的问题及建议[J].农机使用与维修,2017(3):27-27.

[3]马伟,马笛香.互联网+农机融资租赁模式用于设施小型装备高效示范推广的探索[J].农业工程技术,2017,37(1):40-41.

作者:刘军文 单位:平定县农业机械化发展中心

第二篇:农业机械自动化现状及发展方向

摘要】我国是一个人口大国,也是一个农业大国,庞大的人口基数导致了农业是我国不可缺少的重要产业,传统的农业生产模式因为生产效率低下,随着时代的发展与社会的进步开始逐渐的被淘汰,现代农业生产模式正在往规模化、机械化的方向发展。农业机械化是实现农业现代化发展中极其重要的关键性因素,正是因为农业机械化的实现才能够有效的确保农业生产效率的提升,从根本上提高农业产能,促进农村经济的提升。

关键词】农业;农业机械;自动化;发展现状;发展方向

近年来,我国经济的发展速度十分迅速,有效的带动了农村经济的发展。随着科学技术在农业生产领域的应用不断深入,人们对农业技术及农产品质量的要求不断提高,因此,加强农业机械自动化技术的探索研究显得尤为重要,对推动我国农业生产的现代化进程具有重要意义。

1我国农业机械自动化发展状况

当前,随着国家对农业投入力度的不断加大,机械自动化技术在农业生产领域的应用范围逐渐扩大,常见的自动化机械应用主要有农业拖拉机、自动旋耕机及自动收割机等。此外,自动化灌溉技术也为农业的高效发展提供保证,孔口滴头、微喷灌溉及流量滴灌等技术设备的推广应用减轻了自然灾害对农业生产的不良影响。但其中的问题不容忽视,制约我国现代农业发展的因素总结起来主要有以下三点:农业机械设备落后,部分地区仍依靠人力与畜力完成农业生产;国内目前主要应用的洒水灌农业生产技术含量低,农业机械技术大部分都是由国外的技术借鉴及模仿而来,未能很好结合我国农业发展的实际情况;(区域间地形地势的差异较大,且所种植的作物也不尽相同,这使得不同地区的农业机械自动化的发展水平不一。

2发展农业机械自动化的意义

在新农村建设的过程中加强发展农业机械自动化能够有效的提高农业机械的自动化水平,进一步降低机械设备的操作难度,为农村居民提供更加简单易操作的农业机械设备,确保农业机械设备能够在没有人操作、控制的前提下,独立完成生产任务和工作。农业机械自动化不仅提高了农业生产的生产数量和效率,同时也减轻了工人的劳作量,使得工人的双手得以解放。农业机械本身具有较高的操作性和技术性,再加上自动化技术的应用就使得农业劳作更加轻松便利,农业的劳作流程简单、速度快。农业机械自动化在节约劳作成本、人力资源、提高生产效率等方面都有着十分重要的作用,利用自动化机械可以提高农产品质量和含量,提高农产品价值,在解决农民温饱问题的基础上为其带来更加可观的经济收益,满足新时期农业发展需求。由此可见在农业发展中农业机械自动化的意义有多么重要。

3我国农业机械自动化发展方向

农业机械化发展是传统农业生产模式向现代农业生产模式转变的重要标志,而农业机械自动化发展对于整个农业机械产业而言,具有十分重要的意义,随着现代社会的发展与科学技术的提升,农业机械自动化技术必然会不断的提升。

3.1实现现代信息技术的综合应用

网络技术自从面世以来发展十分的迅速,应用也越来越广泛,与人们社会生活的方方面面有着密切的关系,产生了深远的影响。超高集成电路和微型计算机的性能、可靠性和发展将降低成本,进一步推动农业机械自动控制装置的研究与开发。电子信息网络技术的发展,对农业机械自动化的发展的重要性是不言而喻的,在此基础上,现代信息技术如由计算机控制的农业机械的微芯片,可以获得作物或当地的地形和气候相关的信息。智能控制人工降雨,实现多维控制以及智能化控制。

3.2提高原有农业机械设备的自动化水平

改进现有农业机械设备,善于运用自动化技术,以提升原装置的作业及操作性能。例如,现已研发改良的加圧茶叶揉捻机,其由传统茶叶机械演变而来,通过融入自动化技术,实现以计算机控制电功,对不同茶叶的不同性质编制相应的揉捻程序,更好地控制茶叶的揉捻过程,最终尽可能地保证了茶叶的色泽及味道。通过对原有农业机械设备的不断改进,使其实现自动化,从而促进其本身价值与作用的充分发挥;同时利用互联网统一农业机械装置与自动化系统,全面推进农业机械一体化操作的发展。

3.3实现自动化施肥与灌溉

将计算机与电子传感器有效融合,使农作物生长所要求的环境条件及不同生长阶段的需求通过软件呈现;通过传感器检测土壤的湿度及营养情况,并将检测结果反馈至计算机中,再由计算机进行综合分析后决定灌溉与施肥的必要性及灌溉施肥量、施肥类型,以保证农业生产的需求,同时使水资源得以充分利用。

4结语

近年来,我国农业机械产业的发展十分迅速,有效的促进了我国现代农业的发展。农业机械的应用游戏的提高了我国农业的生产水平,但是传统的农业机械过分的依赖于人工操作,对于操作人员有着较高的技术要求,在一定程度上限制了现代农业的发展。加强对农业机械自动化的研究能够有效的克服这一问题,提高农业机械的智能化生产水平。相关的技术人员应充分联系我国农业的发展现状,对农业机械化自动技术不断加以改进研究,以实现机械自动化真正满足我国现代农业的发展要求。

参考文献

[1]曲波,张志华.农业机械自动化的现状及发展方向浅析[J].城市建设理论研究:电子版,2016,6(2):155-156.

[2]潘思辰.农业机械自动化在现代农业中的应用与发展分析[J].农业科技与装备,2016,13(4):45-46.

[3]谢秋韵,闫思成,洪恺鑫.我国农业机械自动化发展现状及其制约因素[J].南方农机,2016,47(10):30-30.

作者:何交春 单位:湖南省常德市鼎城区农业机械化管理局

第三篇:智能化农业机械应用及发展建议

摘要:在我国社会经济加速发展的进程中,农业机械技术的发展是一个必须且重要的过程,在科学发展观的引导下,对农业进行现代化的设备和技术变革是促进其发展的重要举措。农业机械智能化是必然发展趋势,因此,农机操作人员必须提高自身的专业素养,以适应我国农机智能化的需求,全面推广农机新技术,这样农业发展才能稳步前进。该文基于此形势对农机智能化进行了分析与应用探索。

关键词:智能化;农业机械;应用探索

0引言

近年来,传统农业作业方式正在向智能化方向转变,这是农业发展的必然趋势。农业生产需要巨大的资源支撑。我国人口基数大,各方面人均资源明显不足。有数据表明,目前我国农村能源利用率仅为25%,化肥、农药等利用率均不足35%。所以,提高农业生产的资源利用是现代农业生产的必然需求。

1智能化农业机械

农业机械智能化技术的应用能够减少人为因素的干扰,规范农业生产过程。目前,农机智能化系统主要包括了信息采集、决策判断和执行3个主要方面[1-3]。信息采集系统使用各类传感器采集环境和作物信息,决策系统输入这些数据作为判断依据,最后,执行机构严格执行经过决策系统处理作出的决策,实时数据也会整体输入到智能化的农机系统中,如图1所示。在智能化农业机械系统中,决策来源依靠的是客观数据,可以避免人工判断能力和操作水平的不同造成的差异,一般不会出现误差[4-5]。特别是在果蔬采摘和分级方面体现明显。智能化农业机械具有以下4个特点。①提高农机作业性能;②节本增效,改善生态环境,节约物资、成本和能源的消耗,减少对土壤和水资源等的污染;③操作过程精细化;④使操作人员的劳动条件更加舒适、安全和方便。20世纪90年代开始,美国就已经大范围开展智能化农机的研发。如在农业机器上安装GPS卫星导航系统等,打开了农机高科技、智能化的大门,并在之后的发展中逐渐将图像识别技术、计算机总线通信技术等应用到实际的农业生产中,应用最为广泛的农机包括农用拖拉机、大型自走式收获机等。近几年,英、美、日等发达国家在农业上不仅实现了全面机械化,而且在智能化的农机应用上发展水平也很高,以拖拉机为例,美国成功制造出一种激光拖拉机,该机配备了激光导航装置,能够非常精准地定位拖拉机的位置和行驶方向,误差仅在25cm以内;英国研制出了电子监测拖拉机,其配备的电子监测系统能够诊断机器故障和液晶显示工作状态,并且能够严格控制其耕种的深度和宽度。近年来,我国智能化农机也有了一定发展。其中智能化粮食收获机械就是发展重点和研究热点,目前,国内已经研制出了大型的实用化智能粮食收获机,如中国农业机械化科学研究院研制出的智能化通用多功能谷物联合收割机,能够收获水稻、小麦和大豆等主要粮食作物,其自动化、智能化控制等先进技术也打破了国外技术市场垄断的局面。雷沃重工研发出了基于GPS的精准农业远程信息化服务系统,能够远程诊断收割机故障,并能指导维修人员对其进行维修。尽管如此,我国的智能化农机与发达国家相比,还有很大差距。传统农机的功能过于简单,容易造成能源浪费。所以需要对传统农机进行功能提升和系统优化,因此,智能化农机的开发和使用非常重要。农业机械的智能化对农业生产的现代化、高产化以及农机的自动化、资源的高效利用等起至关重要的作用。

2在现代农业中的应用

2.1动力机械的智能化

这方面包括农用拖拉机、大型自走式农机以及人机工程等。使用各类汽车、航天技术对农机的操控性和机动性进行提升。在智能化的农机驾驶室中,计算机上有统一能够与不同类型的设备配套使用的标准接口。电子监视仪表正在逐步体现出其特有的优点和人性化,智能化信息显示也能够显示出其简洁方便的特点。近年来,国内如福田、一拖等农机企业意识到了发展农机“智能化”的必要性和重要性,已经开始投入研发智能化的动力机械。2010年,中国工程院院士罗锡文领衔的团队在国产东方红X-804拖拉机上设计并装备了载波相位差分全球定位自动导航控制系统,国产拖拉机无人驾驶研制成功,其自动化和智能化技术得到空前提高。2016年10月,在中国国际农业机械展览会新机具作业演示活动中,中国一拖发布中国首台无人驾驶拖拉机(东方红LF954-C),其整机配备了国III发动机、动力换向变速箱、电控悬挂系统以及一系列的信息和控制系统等。

2.2工作机械的智能化

农机智能化作业能够降低成本,起到提高效率和节约资源的作用,另外,对于保护环境和减少土壤、水质等的污染也有很好的作用。与漫灌相比,精确变量的灌溉设备可以节约大量水资源。如喷灌机械在行驶过程中能够调节速度、喷口大小和喷水压力,从而控制喷水量,适时适量进行喷水作业,这些在计算机上都很容易实现。美国有公司研发出一种智能红外湿度计,这种湿度计被安装在农田灌溉系统后,每6s就会对植物叶面的湿度进行读取,以控制灌溉系统是否需要进行灌溉;国内研究者将计算机与分布于农田内的各种传感器相连,对相关数据进行实时自动采集,同时进行分析和计算,计算和分析结果用来作为灌溉相关指标的依据,并且能够根据决策结果对灌溉设备进行监测与控制。

2.3农机具管理智能化

在发挥农机作用方面,体现出的是一个系统工程,需要形成一个有效的管理网络,可以从农场扩展到区域,甚至扩展到全国,对信息进行采集、存储、传递和状态分析等操作,使农机真正发挥出其价值和效率。在欧洲一些较大的农场中,已经开始建立使用这种系统,在农场办公室中,计算机能够通过无线通信与在农场里作业的机械交换数据,这样,调度中心的计算机就可以将机械中的数据进行收集和整体分析,并储存进数据库。农场调度中心的计算机在信息存储、处理、知识库和管理决策系统上要比机械中的设备更加强大。国内也有一些应用实例,如一些农机管理部门或者高校与农机公司进行合作,共同研究和使用“互联网+”对农机进行智能化管理。在宁波市,宁波移动与当地的农机总站共同建设了一个“智慧农机”服务平台,主要用于对农机的定位、调度以及作业面积的统计计算等,已经取得了较好的效果;浙江大学正呈科技有限公司与江苏北斗卫星应用产业研究院经过几年的合作,联合开发出了“北斗农机作业精细化管理平台”,该平台能为在田间劳作的农机作业提供相应的定位监控、指挥调度、面积统计、信息管理等智能化、精细化的管理服务,平台经过浙江定点的农机管理部门投入实际生产后,反映良好,正处于推广阶段。

3探索与建议

(1)在提高产能、提升效率和保护环境的目标前提下,研究适于我国国情的智能农业机械。(2)重点研制能够实现自动导航的拖拉机和自走式农业机械,在行间管理、施肥撒药和间作套种等技术上实现机械化作业。(3)发展电动拖拉机和联合收获机,实现低碳作业,因为电动农机更能提高工作效率,也更易操作,重是能够达到零排放,容易获得电动能源。目前,我国的电动拖拉机发展十分缓慢,仍为空白。(4)利用4G网络技术为现代农业管理提供技术支撑,以4G手机为终端,配备相应的手机软件对农机的信息进行采集、下载、传输和处理等,积累原始数据,为以后的研究提供依据。

4结束语

在当今大众创新、科技快速发展的背景下,农业工程的发展重点是农机的智能化和各类农业智能系统的研发。农业机械智能化的实现必须根据不同国家、不同地区和不同社会经济条件进行适当的发展与规划,在提高产能、降低成本和保护环境的总体目标下,研发相应的技术,逐步提升我国农机智能化水平和农业科学管理水平。

参考文献

[1]郭水全.浅谈未来农业机械化发展的趋势[J].农业开发与装备,2017(3):132.

[2]许秀成,苗俊艳.未来农业展望:1.智慧农业[J].磷肥与复肥,2017,32(2):1-4.

[3]李明藩,现代制造技术在农业机械制造业中的应用[J].南方农机,2017(2):102.

[4]刘昊,许天瑶.我国智能化农业机械发展概况[J].农业工程,2016,6(6):7-8.

[5]周晓桐,李剑,张振业,等浅谈智能化农业机械[J].农村牧区机械化,2016(5):43-45.

作者:武欣竹 杨继盛 单位:西安航空职业技术学院航空制造工程学院 西安巨浪精密机械有限公司

第四篇:农业机械自动控制技术发展应用

摘要:农业机械随着其技术的发展,对自动化技术的要求逐渐提升,且应用也愈加广泛。介绍了我国农业机械自动化发展现状和农业机械自动化发展的必然性及意义。分析了自动控制技术在农业机械中的应用,并指出了自动控制技术应用的优点。

关键词:农业机械;自动控制技术;发展应用

0引言

近年来,农业机械设计向着大功率、高速、舒适和宽幅的方向发展[1]。一些著名的厂商将全球定位系统、自动控制、遥感、信息处理和激光等现代尖端技术都应用在农业机械上,自动化控制技术的应用已经十分普遍。我国农业自动化特别是在精准农业获得了很高的重视。随着计算机及电子技术的发展,人工智能将是未来农业工程发展的重点,人工智能的发展对继续推动及实现农业自动化和促进农业自动化控制技术向智能化技术方向发展有重要意义。农业机械化工程技术工作者面临长远挑战。

1我国农业机械自动化发展现状

随着农业机械自动化的快速发展,在国外一些发达国家中,激光、遥感技术以及GPS等尖端自动化技术应用已较为普遍。随着我国经济实力的增强,农业机械化整体发展水平也有了较大程度提高,今后农业发展的趋势是农业机械和自动化控制的结合。我国地势复杂多样,农业机械化被局限于一些平原开阔地区,丘陵和山地等地形复杂地区的机械化发展缓慢,国家十分重视适宜上述地区的农业机械的研究和开发,目前,我国农业机械化的发展和西方发达国家之间存在一定差距。在发展初期,需要学习借鉴国外的先进技术,还需要培养专业化科技人员。为了扶持农业发展,国家在财政上应加大支持和帮助力度,政策上应给予鼓励,国家对农业生产十分重视。进入21世纪,计算机技术的快速发展为农业机械自动化发展提供了良好的技术条件[2]。目前,日本的农机作业实现了全面自动化控制,并且将其应用到了饲养业等方面;美国的农业机械化发展十分迅速,技术水平较为领先。美国农业机械作业向着精准化方向发展,GPS系统广泛应用在农业机械上,通过GPS进行农业作业情况的监测。欧洲很多国家农业生产以旱作物为主,玉米、小麦等粮食作物的每一个环节已全部实现机械自动化,其中一些农业机械通过安装GPS系统可以进行更为精准的作业,欧洲的农业机械市场已经趋于饱和,而中国的农机市场还十分广阔。

2农业机械自动化发展的必然性及意义

2.1发展必然性

随着社会经济的快速发展,第二和第三产业吸引了大量的农村青壮年劳动力,老年人和女性成为农村发展农业的主要劳动力,依据当前的工业发展趋势,这种情况还会存在较长时间。农业生产季节性较强,需在指定的时间内完成,为了不断提升劳动生产效率,降低劳动量,发展农业智能化和自动化为急需。目前,传感器技术逐步被应用到农业粮食烘干及水位采集的湿度测定和温度控制等方面,通过在收割机上安装传感器实现,通过该技术可精确地计算出谷物的产量[3]。蔬菜种植过程中,蔬菜嫁接机器人的应用也是一种技术突破,农业机械的自动化是未来农业生产发展的必然方向。

2.2发展意义

2.2.1符合社会发展需求

随着我国政治、经济和文化的进步以及信息科学技术的发展,人们的生活方式及观念发生了很大变化,生产者对劳动生产效率和工作环境的要求越来越高,消费者对产品品质的要求也不断提高。在世界经济全球化发展的趋势下,我国对农产品的生产成本控制及质量要求更加严格,农产品面临着越来越激烈的竞争。农业生产实现机械化和自动化是激烈竞争环境下农业发展的必然选择。

2.2.2缓解农村劳动力短缺

随着城市经济的快速发展,城市化进程越来越快,吸引了许多农村青壮年劳动力到城镇打工。一些农村地区呈现出老龄化趋势,农业更加需要农业机械自动化的支持,农业生产中实现农机自动化是劳动力短缺带来的必然趋势。

3自动控制技术在农业机械中的应用

在发达国家,自动控制技术被广泛应用于各种类型的农业机械,如在农业机械内部安装电子监控系统等,目前,拖拉机朝着智能化和网络化的方向发展,这是未来农业机械自动化控制技术的发展趋势。一些大功率收获机械和拖拉机等现代农机装备,集成了一个高度智能化的计算机控制终端系统,其中所涉及到的电子控制单元包含许多标准化接口,具有独立的信息控制及处理能力,更多的控制局域网络等技术应用于农业机械领域。目前,各类农业机械以大功率拖拉机为代表,在智能化自动控制单元技术进步的情况下,需要规范农机控制行业的发展,强化此领域控制技术的通用程度[4]。如通过光纤电缆或双绞线组成控制数据的通信线路;在大型收获类农业机械的驾驶室内安装适用于收获不同作物的通用型的智能显示屏幕等。两者是串行总线结构,基于电子控制单元总线技术,针对收获机械不同工作要求以及电子控制单元部件,都可设计成为具有与总线相连接的标准接口,可实现和中央控制器及其显示部件之间的信息传递,保证对农业机械内部的各个电子单元进行控制,可及时、准确的完成相关任务。此外,同种类机械之间进行数据传输,可以和收获机上所采用的标准化接口交换也十分重要,这对网络、农业机械控制技术的发展非常有利。为了确保农业机械具有良好的通用性及兼容性,在自动控制系统内部,可将总线通信设计标准建立在农机行业内部,促使控制元件的升级和采购,从而降低升级成本,网络平台的介入不需要考虑购买元件能否使用等问题,使零件的使用趋向于优质化。图1所示是大功率拖拉机自动控制系统的相关组件,可在拖拉机连接部位连接旋耕机、喷药机等配套农具,实现拖拉机在制定路径的自动行驶,可监控作业效果和控制旋耕及喷药作业。在一些发达国家的大型农场,农业机械作业时,移动作业机械及农场办公室计算机之间无连接,因此,建立起了像图1所示的通过无线通信进行数据交换的管理信息系统。促使工作人员依据主观意图随时进行调整,通过农场管理中心的计算机操作田间作业的农业机械,远程调用和研究田间作业数据等资料,并直接保存到相应的数据库中,供以后作业时参考,较大程度上提升了数据采集与分析的效率。

4自动控制技术应用优势

4.1售后成本降低

自动控制系统的介入减轻了售后服务人员的劳动强度,提升了农业机械的适应能力,降低了农机的故障率,提高了工作效率和生产作业效率。

4.2自我故障诊断

传感器在自动化控制的农业机械上的应用更容易检测出机器故障。在恶劣环境下,农业机械时常会出现故障,当某一工作部件发生故障时,采用自动控制技术的农业机械具有良好的自诊断功能,可引发警报、自动运行停止或自我修复,并在第1时间开启诊断[5]。此外,还保证了修复故障措施的有效性,是研发高性能处理系统的基础。

4.3实时控制

农业机械自动控制系统设计和开发以电气控制为基础,其信号传输的速度很快,所需时间较短,因此,信号的处理十分及时,自动控制可满足多种农业机械的实时控制和安全防护,并对农业机械控制装置的安全防护进行处理。

4.4配置简单灵活

目前,国际大公司生产的自动控制系统及元件更加趋于简单化,技术更加成熟,组合更趋于灵活化,不同农业机械工作时,对于像强电或弱电、脉冲或电位、电压或电流、开关量或模拟量等参数,自动控制工程的要求是选择不同的现场信号,有相应的工业现场的设备及器件、IO模块等。为了适应各种农业机械控制的需要,自动化控制系统多采用模块化设计,像CPU、电源和IO等不同控制器组件,模块化设计是首要选择,通过不同的使用需求,对农机控制系统的规模及功能进行自由组合,通过电缆及机架连接不同的模块。

4.5可靠性高

所有的IO输入输出信号均采用光电隔离方式,电子系统隔离的实现基于农业机械工作时的控制器内部及外部电路之间[6]。各输入端选择适合的滤波时间常数,均采用合理的滤波器。为了防止恶劣工作环境对农业机械造成干扰,控制系统的各模块应采用相应的屏蔽措施,选用耐用的开关电源及传感器,对电控元件进行严格筛选等。

5结束语

智能化及自动化的结合是我国未来农业机械发展的趋势。我国政府积极鼓励先进农业机械自动化技术的发展,这需要科研机构及各大企业不断进行探索,同时给予足够的重视与支持,才能促进农机自动化模块技术的发展与推广应用,不断推出农业机械自动化技术的相关标准,促使我国农业机械向机、电、液一体化方向发展。

参考文献

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作者:赵敏鹏 单位:宝鸡职业技术学院

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