机电一体化系统在农业机械工程中的应用

沈伟

摘要：近年来，我国经济不断发展，随着人工智能技术的发展和应用，机电一体化沿着更加智能化、智慧化的方向发展，各行各业也在积极拥抱机电一体化技术应用带来的发展契机。其中，现代农业的发展，为机电一体化技术提供了广阔的实践场域。随着乡村振兴战略的实施，产业振兴的内涵和外延都更加丰富，产业之间的发展格局也有所转变，逐步由以工补农向以工促农、以城促乡过渡。随着技术逐渐成为现代农业发展的关键动力和核心支撑，机电一体化也描绘了一幅现代农业发展稳产增产—增产增收—增收致富的美好图景。

关键词：机电一体化；农业机械工程；应用

引言

近年来，我国农业生产模式发生了显著变化，农业机械成为农业生产实施的主要劳动力，在现代化生产过程中发挥了显著作用。在农机市场的激励下，农业机械产品的制造工艺、结构组成及功能都实现了显著优化，农业机械的生产可靠性相应提升。随着电子技术与各行各业深度融合，机电一体化学科得到了快速发展，其与农业机械的融合也越来越紧密，对传统的农机产品进行电子技术、控制技术的优化升级，能显著提高农机自动化程度，优化农机作业过程控制，降低农机故障率，有利于农业机械化生产的高质量实施。

1机电一体化技术特征

机电一体化技术的起源约在20世纪60—70年代，随着电子技术的发展，机械工程师逐渐将机械产品设计过程融入电子技术，进而提高机械设备的性能。机电一体化技术的特征是将机械产品的功能、传动技术、控制技术与电子技术相结合，使电子技术与机械技术融合，实现机械产品性能的进一步提升。从世界范围看，机电一体化技术发展大体分为三个阶段，第一阶段为20世纪60—70年代，是机电一体化技术的产生阶段，这一阶段没有明确的机电一体化概念，机械工程师意识到电子技术能提高机械产品的性能和操作便捷性，开始在传统机械产品中加入电子技术。第二阶段为20世纪70—80年代，机电一体化概念被提出，并且在计算机技术、通讯技术的发展下，机电一体化学科整体实现了跨越式发展，世界各国均对机电一体化技术给予了重点关注。第三阶段为20世纪90年代以来，机电一体化技术所融合的学科进一步增加，逐渐体现出显著的智能化特征。

2机电一体化系统在农业机械工程中的应用优势

2.1提高生产效率

在机电一体化技术普及之前，农业工程机械的自动化程度较低，农业生产对人力资源的依赖性较强，由于一些农业机械的过程复杂，整个生产流程需要消耗大量的时间，导致生产效率较低，而且受到技术因素和人为因素的影响，容易出现各种生产运行问题，进一步弱化了农业生产力。机电一体化技术的出现，颠覆了传统的生产模式，在机电一体化系统的作用下，农业机械的自动化水平显著提高，大部分的作业内容都能自行完成，实现流水作业，农业生产脱离了对人力资源的依赖性，生产效率大幅度提高，在有限的时间内，能完成更多的农业耕种任务，创造更多的效益。

2.2提高农业机械控制精度

机电一体化技术在农业机械中的应用，对于提高控制精度具有重要作用。第一，机电一体化技术在农业机械中的应用可以实现高精度控制。通过机械结构、传感器、控制系统和信息管理等方面的优化，机电一体化技术可以实现对农业机械系统的高精度控制。例如，在农业机械的喷洒作业中，通过传感器对气流、液体流量、喷头压力等参数进行监测，再结合控制系统进行自动控制，实现对喷洒液体的高精度控制，从而达到更好的喷洒效果。第二，机电一体化技术在农业机械中的应用可以实现精细化作业。例如，在农田灌溉操作中，通过传感器对土壤的湿度和温度等参数进行实时监测，结合控制系统实现精细化灌溉，根据不同植物的需水量进行精准调控，从而实现对植物的精细化管理。

3机电一体化系统在农业机械工程中的应用方式

3.1在软开关控制中的应用

现阶段，各行各业都在朝着绿色化的方向转型，机械工程作为高能耗行业，也在采取各种措施，降低工程机械运行能耗，实现资源利用率的提升。软开关控制是农业机械工程中的重要操作，在之前的农业机械工程运行模式中，具有很强的技术限制，虽然可以对各种信息进行获取，包括电容信息等，但是受到技术因素的影响，无法实现高频的开关控制，因为在这个过程中，会产生大量的能耗，在这种情况下，农业机械的整体运行效率都会受到直接影响，而且资源成本会大幅度增加，不利于农业生产效益的提升。应用机电一体化技术，可以实现软开关控制，在高频的开关转换环节，控制运行能耗，保证资源的稳定供应，在节能的情况下，实现安全稳定的设备运行，消除环境以及人为因素对农机运行产生的干扰。

3.2电子信息技术

电子信息技术在农业机械中的应用主要体现在以下几个方面。第一，农业机械中广泛采用电子控制技术，电子控制技术包括传感器、控制器、执行器等多个部分，通过这些部件的协同作用，可以实现农机的精确定位、智能控制和数据反馈等功能。第二，电子信息技术在农机作业管理中发挥了重要作用，电子信息技术在农机作业管理中的应用主要包括作业计划、作业监控、作业分析和作业评估等方面。

3.3监控技术

监控技术主要用于从技术和安全两个维度对现代农业生产进行监控和监督，以保证生产高效、操作安全。在农业作业开展前，需要对农业机械进行全方位检测，机电一体化系统中的监控技术可以实现动态实时监控，采集更为准确的数据和参数，提高农业机械检测效率。在作业过程中，监控技术可用于检测农业机械运行情况，甚至可以对作业环境中的突发情况进行预警，帮助农业机械及时调整作业方案。

3.4在产品设计中的应用

产品设计是农业机械工程中的基础性工作，产品设计过程复杂，难度很大，而且专业性很强，设计人员需要掌握全面的农业生产信息，对设备功能进行精准定位，对大量的数据信息展开分析和运算，整个过程耗时较长，而在传统的机械设计模式中，这些工作都需要由设计人员亲自来完成，不仅效率较低，而且容易出现分析错误，导致农业机械产品质量不佳、性能不完善，极大程度地影响农业机械的推广，对农业生产也尤其不利。在现代化的农业机械设计中，机电一体化技术起到了关键性作用，在此项技术的作用下，实现了机械设计模式的有效创新，信息数据的收集和分析，都可以依赖于计算机来完成，人为因素对产品设计产生的影响和干扰得到了有效消除，并且整个设计过程精准高效、耗时较短，有助于农业机械质量的提升，对农业生产力的强化具有非常明显的提升作用。

结语

综上所述，机电一体化技术与农业机械的深度融合能显著提升农业机械化水平，实现我国农机产品的应用能力与适用性升级。现有农机产品应进一步与电子控制技术、传感器技术、环境感知技术、远程监测技术相结合，为农业机械的发展提供强大助力。机电一体化系统功能强大，应用优势显著，在农业机械工程中的应用，能加速农业的现代化进程，节省大量的生产资金。农业机械工程企业要注重技术创新，积极地引入机电一体化技术，改变之前的生产流程，同时，利用高新技术拓展农机功能，提高农业机械产品质量，为我国农业的发展作出积极的贡献。

参考文献

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