浅谈机电一体化技术在农业机械化发展中的应用

朱策策

（邢台职业技术学院 河北邢台 054000）

农业机械化的基本含义就是将机械化手段全面应用于农业生产过程中。农业技术人员应当结合机械化手段来实现农业生产的良好综合效益，并依靠机械化手段替代农业技术人员的人工劳动方式，从而节约农业运行资源。由此可以判断出，农业机械化模式应当被视为现代农业生产必不可少的关键实现方式。在此过程中，技术人员针对机电一体化技术必须进行有效利用，充分展现机电一体化模式融入农业生产实践的作用与价值。

1 机电一体化技术的基本特征以及技术运用优势

1.1 机电一体化技术的基本内容

机电一体化技术具有多学科融合与渗透特征，其基本含义为：技术操作人员运用计算机软件来操控特定领域的生产运行过程，并且运用信息自动化处理手段、计算机控制手段以及微电子技术手段，有效达到生产控制过程简化以及生产过程可靠性提升的技术[1]。作为全新的农业生产控制模式，机电一体化模式目前已经融入农业生产过程，相关技术人员可以依靠自动化与一体化的农业机械设施来完成特定的农业生产操作，而不必亲自去从事整个的农业生产环节[2]。

1.2 机电一体化技术的运用优势

机电一体化技术即是有机结合工程机械技术以及网络信息技术，确保在农业机械化领域中实施自动化的农业生产流程控制，充分满足现阶段农业机械化的基本技术标准，通过实施自动运行控制的方法，来创新农业生产的各个工艺流程，改进传统农业生产的实施模式。

农业生产的人工操作过程具有烦琐的特征，包含比较复杂的农产品生产以及加工处理环节。但是在机电一体化技术的帮助下，农业机械化的各个加工环节不再需要人工完成。农业技术人员可以直接将产品参数输入自动控制软件，然后输出相应的产品，该技术有助于节约农业机械化的运行成本。在自动化软件的控制下，农业机械化的各个生产加工环节都能得到全面的控制，充分保障了农业机械化符合农产品经济效益最大化的标准。在自动控制软件投入农业生产运行的基础上，机电一体化的各个生产环节都能够实现自动化控制[3]。

现阶段多数大型农业机械设施都需要机电一体化软件来实现机械运行控制，因此，相关的保障与支撑不可或缺。农业生产资源具有稀缺性的特征，运用机电一体化方式可以确保珍贵的农业生产资源得到最优化的科学分配，从而在最为合理的限度内改进农业资源的配置模式，对于人工实施农业生产导致的农业资源浪费现象予以有效地避免[4]。

2 在农业机械化发展中应用机电一体化技术的具体实施要点

2.1 GPS 高精度传感技术

依靠超声波与传感器系统的GPS 高精度传感控制技术，基本特征就是充分利用虚拟化的农业生产监控仪表，通过设定立体化的生产控制坐标系来构建三维的立体控制模型，从而让农业技术人员精确掌控农业生产场景。现阶段，很多农耕机械以及其他的大型农业机械都需要建立在GPS 高精度传感以及立体化场景控制模式的前提下[5]。

农业技术人员通过实施现场调度的方法，对于各种运行精度要求较高的农机设备都能做到面面俱到、实时的安全生产控制，能够充分消除农耕机械设备以及农业收割自动化设备的安全运行风险。为了达到优化分配以及合理控制农业生产运行过程的目标，有必要引入自动控制软件来操控各种农业机械设施，依靠传感控制模式来自动感知农业生产操作，随时纠正农业生产运行误差。此外，技术人员对于集群化的大规模农机设施的控制一般来讲也必须以高精度的传感监控技术手段作为保障。

2.2 CAD 计算机辅助控制技术

CAD 技术也可作为计算机的自动化辅助运行控制技术，该技术手段主要侧重于自动化修改、设计与优化现有的农机设施产品，通过更改与调整特定的农机运行参数来完善综合性的机械化辅助控制过程。农业技术人员以运用CAD 手段作为大型农机的辅助控制措施，达到提高各项机械参数输出精确度、提升农机运行可靠程度以及减少农机控制资源的目标。为了实现缩短新农机换代与更新周期的效果，技术人员目前有必要重点引进CAD 的农机运行控制模式，依托自动化软件来设置农机参数。

例如，针对大型犁地机在进行全面的农机系统优化与更新实践中，有效运用CAD 模式能够起到农耕操作效率提高的效果，并且能够对烦琐的农耕操作过程进行全面的简化处理[6]。农业技术人员在完整建立数学模型的前提下，可以保证犁地机的整个运行操作过程都置于模型运行监控范围，进而创新动力学与机械化视角下的农耕运行过程。

2.3 自动化生产监控技术

自动监控的现代农业技术手段侧重于实时采集农业生产图像，通过汇集各个时间段的场景图像，进而形成完整程度较高的自动监控画面。在此基础上，农业技术人员只要观察显示屏，即可观看到完整的农业生产图景，并及时纠正农耕机等大型机械设施的运行轨迹偏差。

近年来，自动化的农耕监控技术、农作物的机械化收割监控技术以及其他的农机运行监控手段都已得到更新，有效确保了相关技术人员对于农业生产监控镜头的全方位、完整收集，防止监控要点的遗漏。

2.4 农业生产中的虚拟现实技术

早在20世纪末，某些发达国家就已经逐步尝试虚拟现实模式与农业机械化的融合。到目前为止，虚拟现实技术手段已经完整渗透于现代农业生产中。在虚拟现实的自动化手段辅助下，技术人员可以进入三维立体化的实时生产控制环境中，结合虚拟建模的农业生产场景来操控整个的农机运行过程。

除此以外，虚拟现实技术还体现在传感器控制模式、自动图像生成、处理及识别等模式中。即便在遇到突发农业生产灾害的情况下，农业技术人员都能够运用该技术对极端的恶劣气候加以应对，防止作物受损等不良后果的产生。

表1为农业机械化领域中的机电一体化实践运用要点：

表1 农业机械化中的机电一体化技术

3 机电一体化技术在农业机械化领域的未来发展趋势

大型农机设施的运行效率、作业行进速度、驾驶舒适程度与作业覆盖范围都取决于农业机械化目前达到的发展水准。农业机械化的各项自动控制技术手段正在得到全面的创新与逐步地完善，进而产生了农业生产领域的遥感自动化控制技术、一体化的机电运行控制技术、激光扫描与自动定位控制技术等新技术。但是，从农业机械化的综合发展角度来讲，上述各项技术手段仍然没有达到最为完善的层次。同时，国内的农业机械化与机电一体化两种关键技术模式之间的融合程度仍然有待增强。作为农业技术人员，现阶段应当侧重于不断提升农业机械化素养，如此才能保证自身做到熟练掌握以及正确运用多种类型的现代农机设施。

在农业机械化进行全面调整的具体过程中，总体的改进目标就是要更多突出机电一体化控制手段的重要地位，全面实施针对农作物收获量、作物产量、待收割作物品质以及作物生长湿度各项要素的实时性监控。经过以上农业机械化模式的完善创新，农业生产操作人员针对自动化的联合收割作物以及耕种作物专用机械设施将会明显提高农耕精确度，依靠微机处理手段以及传感控制技术来实现全方位的激光调平机械运行控制目标，节约更多的农业生产资源。

4 结语

经过分析可见，农业机械化的各个实施环节都必须依靠机电一体化技术手段。进入新时期后，农业技术人员不再完全依靠人工劳动来完成农业生产操作，而是将多学科融合的机电一体化手段贯穿于日常生产中。机电一体化方式具有可靠性与自动性的明显优势，其中涵盖了GPS 高精度传感技术、CAD 计算机辅助控制技术、自动监控技术及农业生产中的虚拟现实技术。在未来实践中，农业技术人员对于以上农业机械化手段应当充分加以利用，结合自动化控制的模式来保证农业生产高效、安全开展。