探究机电一体化技术在现代设施农业中的应用

邯郸市邯山区农业农村局 刘欢 万清香

虽然我国农业经济近年来发展迅速，但我国农业在规模和效率上，以及在我国一些地区的农业经济发展上，特别是在农业机械化方面，存在显著差异，这严重阻碍了我国农业的整体发展。因此，农业现代化是农业发展的一个组成部分，机电一体化技术在现代设施农业中的应用将有效提高我国农业生产，有效减少农民劳动，促进我国农业创新。

1 机电一体化的概念

具体来讲，机电一体化技术是基于机械技术和电控技术的管理，是控制学、机械设计制造以及自动化技术学科的结合。将机电一体化技术引入电力领域，并随后在设备自动化、设备故障监控等其他领域逐步使用，是各个行业发展的重要驱动力。机电一体化技术的发展与机械工程、电子工业、传感器和信息技术等各种科学领域方法的发展相结合。实际例子表明，传统的机器生产模式较慢，没有更高的性能。随后，流水作业方式逐步应用于技术设备的生产，以划分生产人员的责任领域，明确工作人员的任务，提高技术设备的质量和性能。为了降低劳动力成本，提高整体效率，企业将机电一体化技术引入工程生产，取得了良好的效果，并显著提高了工程机械产品的生产能力。

2 机电一体化技术在现代设施农业中的应用

2.1 计算机辅助设计技术的应用

计算机设计技术是集成设计技术利用数据库、计算机制图、网络通信等多种功能对机械设备进行直观设计，并在计算机上完成设计内容的优化，将结果直接显示给计算机，显著提高了机器设备的设计效率，缩短了整个机械设备的开发周期。由于机械设计是复杂和广泛的，传统的设计不符合现代工程发展的要求。计算机辅助设计技术的引入有效地解决了这个问题，它可以在传统农业机械结构的基础上，结合动力学分析、运动学和农业机械空间复用，对农村生产中的物料生产轨迹进行建模。在设计过程中创建特定的3D模型，优化设计参数并改进平面设计。随着科学技术的进一步发展，现在可以在农业机械上安装摄像头，实时监控机器的状况，并实时记录机器的工作效率，这使得操作员能够提供准确的屏幕指示，以方便工作和提高农业生产率[1]。通过数字式控制器的人机交互界面，可根据实际需要设置各种开关、键盘、指示灯及显示器等，使用操作方便。因为在过去机械的运行和工件的制造都是要人工操作的，而人工操作有许多缺点，长时间的工作会使工人过度疲劳，导致在机器运行中操作不当而出现事故。但是智能化控制技术的运用可以解放我们的双手，提高制造的效率。智能化技术提高了生产效率，机器代替了部分人类，许多企业开始着手于运用智能化技术生产工业零件产品，近年来工业机器也得到了迅速发展，主要的手段有两种，一是对一些需要工人参与的生产过程采用机器人或机械手来代替,二是对于一些已经实现基础自动化的企业，则要探索一些诸如云平台之类的数字化软件。

2.2 高精度GPS技术的应用

高精度GPS系统在农业中的应用通常使用GPS差分技术、超声波技术、传感器技术来精确地传达详细的信息，如设计参数、农业机械的显示参数、3D坐标等。然而，如今这种技术有几种应用，往往适用于大型农场，使用先进的全球定位系统技术在机械混合模型中精确定位机械设备，现场员工可以了解设备的运行，从而提高工程项目的可靠性和运行，出现故障和异常情况可以随时处理[3]。

2.3 电子信息技术在现代设施农业的应用

随着电子信息技术的进一步发展、农业工程的机械化和智能化发展，电子信息技术被广泛应用于农业项目中。电子信息技术的有效使用为工人提供了在技术层面上获得农业机械操作和基本组成的信息和分析的途径，以便掌握农业机械的自动化并提高农业机械的生产率和生产力。电子信息技术的使用有助于确保农业工人拥有最新的农业技术专长，他们操作农业机械，及时收集数据，随时关注机器维护记录，能够极大提高农业生产率[2]。在我国农业化、现代化进程中，机电一体化一直都扮演着十分重要的角色，它不仅是我国的基础行业，更是我国机械水平的体现。电子信息技术只是机电一体化里面的一种，智能化技术可以实现机器设备在无人的条件下根据程序而自动完成工作的过程，帮助我们进行工程的实施和智能化系统完善。近些年，电子信息技术也得到了质的发展，信息化控制技术有很多优点，可以低损耗高效的完成任务，相信机电一体化技术的发展在农业领域也会取得巨大成就。

2.4 虚拟技术的应用

虚拟技术主要是基于传感器技术、图像处理技术、计算机电路技术、多媒体技术等支持的定制设计要求创建三维世界。虚拟化技术作为一种集成技术，在农业工程项目中的应用，可以通过创建几何模型、物理模型、运动模型等，在设计过程中优化农业技术。基于机器运动和农业生产特点，这项技术提供了更直观的工程结构和操作视图，使用户能够准确了解设计过程。在极端情况下，用户可以使用虚拟化技术来模拟工程情况，并将详细步骤传递给用户，从而减少农业损失。在一些已经实现基础自动化的企业里，如何走向数字化、信息化也面临着许多的问题。农业是一个复杂系统，如果我们在现阶段想要用数据完整的描述出农业生产过程的每一个细节,我们就必须依靠这些采集到的数据,通过对数据的分析了解制造过程中的每个步骤，从而对农业生产进行实时智能的调整和优化,这是虚拟技术的一个基本目的,当然也是机电一体化的一个重要应用。虚拟化技术主要是要解决在传统农业当中的运行管理调度最优的问题,实现定制化、最优化智能生产技术手段。虚拟化技术主要是以数据为基础，软硬件的结合，同时需要收集大量的数据和信息，将这些数据和信息经过处理、分类和汇总，才能在农业机电生产过程和生产活动过程中与内部控制有机地结合起来，使生产和制造过程中信息的传递和存储的信息流自动化，使数据更加安全和高效，优化生产工艺以确保企业标准化生产，机电一体化技术在农业生产应当采用虚拟化技术，从而可以优化机械生产系统，简化机械一体化资源配置，而提高机械生产的效率和质量综合，并为机械制造业企业的发展做出重要贡献，这也是机电一体化的重要方向。

3 结语

总体而言，将机电一体化技术应用于农业工程项目对于提高我国的农业生产率和生产力至关重要。因此，机电一体化技术的科学使用能够促进农业发展，使其智能化和有效化。机电一体化技术是一项多学科的综合技术，将机电一体化和农业工程相结合，以提高我国国家的农业生产率和生产力。然而，现阶段农业处于发展的初级阶段，机械化程度较低，严重影响了发展。因此，为了提高我国农业机械的生产水平，提高我国农业机械的全球竞争力，我们需要注重对科学技术创新的投资。现代设施农业中机电一体化技术的使用，实际上改变了我国常规农业设备的生产，现代科学技术有效地带动了我国农业现代化的发展。