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關鍵詞:現代農機;人工智能;計算機技術
隨著時代的發展,人們更加注重高效率、可持續發展等理念,而智能化農業機械很好地滿足了這些理念,符合時展的需求。它不但可以改善條件到精耕細作提高生產效率,還可以降低成本增強生產能力。智能化農機是現有最先進的農業生產設備,同時更是國際農業生產技術競爭的熱點,要發展農業現代化,必須實現農機智能化,發展農業的前提和基礎。
1智能化技術在農機設備中的意義
農機可達到耕種播收以及植被保護的現代化農業標準,而智能化技術可使其很大程度上實現智慧數字化農業的發展。
1.1農機智能化技術的解析
智能化農機裝備是指裝有CPU和各種信息化通信系統的農業機械,在動態環境下,可通過電子信息傳送、邏輯運算等達到做出對應動作,實現農業生產和智能化管理。現在,農機設備智能化、信息化發展正在逐步完成,很大意義上推動了農業生產力[1]。智能化農業機械代表著最先進的農業生產力,是改善人工生產條件到精耕細作、提高生產效率的基礎,同時也可以減少人工勞動,保證資源利用最大化,直至達到農耕效率化、作業標準化、勞動舒適化的特點。
1.2農機智能化技術的優點
由于農機裝備可實現智能化控制,所以不僅可以有效的完成耕作、收割、害蟲防治等人工勞動力可實現的工作,還可以進行更細致的工作,比如環境信息采集分析等。另一方面,針對不同工作,可根據情況改變判斷基準和動作順序,完成不同要求。跟以往傳統農耕不同,智能化系統可對農機進行系統調整和控制,代替了以往人工操作,降低人工勞作強度,同時提高生產效率。由于智能化系統有著各種各樣的傳感器配合著農機工作,隨時反饋工作狀態,可根據不同工作環境進行自身系統的調整,使農機在良好的狀態下進行工作,具有一定的安全性和可靠性[2]。隨著農機智能化的普及,很多傳統耕種的人只需控制機器進行工作,甚至人們可以坐在辦公室,通過信息化設備監控工作情況。大幅度的保證了資源合理分配,減少人員疲勞感以及對生態環境的污染,提高農耕效率。
2智能化技術在農機裝備中的應用
傳統農業工作中,農機裝備是可以實現耕種播收以及植被保護的現代化農業生產手段,現如今,在原有基礎上加入了計算機智能系統,使農機設備可實現智能化耕種播收以及植被保護。
2.1新能源技術應用
我國是能源消費大國,新能源的開發和利用也成為農機發展過程中的必要趨勢,而且農機的設計與利用新能源時,也有著先天的優勢,對新能源的應用也會有所改善。目前來講,農機裝備主要利用的能源包括太陽能、風能、水力能等新能源。新能源為現代農機設備提供主動力以及害蟲防治、灌溉農田、種植播收、養殖家畜等工作,大幅度提高了農業生產及收獲的效率,減少了農業污染。例如:建設光電溫室大棚,采用新能源技術,能給蔬菜、花草、家畜等種植養殖類產物提供電能和熱能;利用太陽能誘蟲燈等農機設備,可有效的解決農藥殘留、害蟲危害農田、農業廢棄物增加等嚴重問題;利用風力發電和電光水泵系統,進行更細微的澆灌等工作[3]。
2.2自動控制技術應用
農機裝備應用自動控制和計算機等技術手段來實現農業生產和管理的自動化,是農業現代化發展的重要因素。農業機械化實現了用機械動力和電力代替人力和畜力,用智能化機械代替手工勞動力。現如今,自動化控制系統已普遍應用在各個國家農機設備當中,并且更加趨于智能化及信息化。例如:在農機設備中安裝電子監控和控制系統,同時在農機駕駛艙安裝智能顯示屏,可對收獲農作進行實施監控。眾多發達國家在農機系統中安裝農作物檢測與自動化控制管理系統,可使農耕溫度、光照強度等指標符合生長要求。其系統利用傳感器測量實時溫度、光照、土壤等環境數據,再進行分析處理反饋至調節裝置,實現自動化農耕調節。
2.3CAD技術應用
在三維的設計系統下,通過設計軟件可對實際設計進行優化,對農機設備裝配的變型進行理論設計。智能CAD在農機裝備中的應用,主要是通過模塊化變形設計,明確模塊位置以及裝配步驟來進行預先設計,這樣可對實際使用范圍進行明確化處理。由于早先計算機的配置性能不高,使用成本低廉,所以在傳統農機裝備設計上存在很多不足。然而智能CAD系統可進行參數化三維設計,實現了易修改、易理解的設計初衷,從而達到了農機設備工程化設計目標。在農機設備設計中,設計師利用智能CAD系統,可直觀的將自己的設計理念清晰地呈獻給客戶,在設計的精確率和質量上都得到了提高。例如底盤的設計,可利用CAD技術通過三維模擬進行基礎設計及設計變形。可根據零件的位置,建立坐標系,根據坐標點進行裝配。提高了農機設備的整體穩定性和操縱性,在細微的數據下進行設計,可達到更加準確的效果。
3智能化技術未來發展方向
農業機械化是發展現代農業的重要實施標準,農業機械智能化是農業現代化的重要標志。當前,根據我國智能化農機的研發制造情況,應加快推進農業機械智能化發展,對提高農機操作水平,改善農業生產條件,增強農業生產能力等具有重要意義。
3.1積極發展農機智能化技術
我國是農業大國,為了發展農業,科技的進步是農業發展的第一推動力。然而目前國內農耕人員仍存在對“智能化”理解存在偏差,更注重眼前的利益,對農機智能化發展存在質疑。然而農業的每一次發展都對農機設備產生了更高層次的要求,同時農機裝備的更新也促進了農業的進一步發展,兩者處于合作共贏的關系。為此,更加需要強化農機智能化的宣傳,營造一個良好的氛圍,提高人們對智能化發展的認知,使農耕人員及企業認識到這是一條必然發展的道路,是國家農業現代化的必然選擇。總而言之,積極完善農機智能化發展方向,進一步推動農業機械技術向更先進的現代科學技術前進,是我國廣大農業科技人員肩負的歷史使命[4]。
3.2加強現有技術成果和推廣
“十二五”期間,智能化農機技術與設備已取得了眾多成果,我國地域遼闊性、農作種類眾多性決定了對農機設備需求的多樣性,需要把農業現代化作為國家農業發展的前提,農機智能化的未來前景可以說是十分廣闊。我國已在秧苗速插與精密播種的技術上有所突破,菜園田間的生產技術與裝備研究也取得了很多成果,但仍與農業發展需求存在巨大差距。對此,各部門必須改變傳統觀念,加強農機智能化發展水平,加快對農業生產中急需而短缺的智能化農機裝備進行研發,對其進行技術推廣,努力促進農業現代化的發展水平。
農業機械深松深翻作業可打破犁底層,加深耕層,改良土壤,蓄水保墑、培肥地力。深松超過30cm,土壤在1h內可接納300~400mm的降水,比不深松的土地每hm2多蓄水400t左右,且抗旱抗澇能力顯著提高。深松后的土地其透氣性和保肥性好,地溫提高,有機質含量增加,有利于農作物根系生長發育,使之更趨發達,為農作物提供了一個良好的生長環境。大力提倡和推廣農業機械深松深翻技術,一改由小機滅茬為主的耕整現狀,對于保障糧食的穩定持續增產具有十分重要的意義。
1、土層把失去養分的表土翻下去,使尚未被破壞的土壤翻上來。同時還可以將雜草及作物根茬埋于地下,減輕次年雜草危害。
2、土壤結構通過深翻使土壤結構松碎,同時把有機肥料深埋于土壤之中,經過發酵腐爛,促進微生物的活動,使耕地土壤形成更有利于農作物生長發育的團粒結構。增加土壤的通透性土壤的通氣透水性對農作物生長發育尤為重要。秋翻整地,恰恰可以有效地增加土壤的通氣和透水性能。
3、病蟲害的發生通過秋翻整地,可以把病蟲深埋于地下窒息而死亡,使病菌由于環境改變而不能繼續存活。同時還可以使地下害蟲暴露于地表,或被凍死、,或被鳥類啄食,從而減輕來年病蟲的發生與危害。
二、作業機械深松深翻的技術原理
1、機械深松技術的原理機械化深松技術是農機和農藝的結合,是保護性耕作的進一步發展。該技術可以在不打亂活土層的條件下,有效地打破多年來犁耕或滅茬所造成的堅硬犁底層,提高土壤的通水、透氣性能,增強土壤蓄水保墑、防旱耐寒能力,從而達到農作物高產、低耕、環保的目的。同時,該技術還有利于農作物根系深扎,較好地防止水土流失,促進了農業的可持續發展。
2、機械深翻技術的原理深翻改善了土壤的物理狀況,有效地打破了犁底層,增加耕層厚度;可以有效地疏松土壤,降低土壤容重,增高孔隙率,改善土壤通透性,提高土壤保水保肥能力,增強土壤中微生物的活動,改善土壤的營養狀況,提高抗旱能力,有利于農作物生長。還能有效降低病蟲草害基數,減輕病蟲草危害;深翻技術作為秸稈還田和施有機肥的配套措施,提高秸稈還田和有機肥的應用效果,是實現糧食作物持續高產穩產的一項有效措施。
三、推廣應用農業機械深松深翻技術的適用機具及注意事項
1、機械深松技術的推廣應用
實施農業機械深松技術機械化深松按作業性質可分為局部深松和全面深松2種。深松常使用的機械有通用型深松機和全方位深松機。全面深松是用深松犁全面松土,這種方式適用于配合農田基本建設,改造耕層淺的土壤。局部深松則是用桿齒、鑿形鏟或鏵進行松土與不松土相間隔的局部松土。工作狀態可分為超深松狀態和全面深松狀態,前者耕深可達35~50cm,后者耕深為25~30cm。
2、用機具一般深松機由機架和深松工作部件構成。工作部件由鏟柄和深松鏟組成,深松鏟有鑿形、箭形和雙翼形3種,鏟柄有輕型、中型2種。由于牽引阻力較大,這種類型的深松機一般要與大功率的拖拉機配套。深松機的機型有:IS~370型、IS~3.0型。
3、深松注意事項機械深松技術的實質是用機械松碎土壤而不翻土,不打亂土層。注意通過疏松耕層以下5~15cm的心土,應在保持原土層不亂的情況下,調節土壤的三相比例,使耕作層下面的土壤熟化,為作物生長發育創造適宜的土壤條件。
4、農業機械深翻就是利用機械加深耕層,疏松土壤,增加土壤的孔隙度;打破犁底層,熟化土壤,使耕層厚而疏松,結構良好,通氣性強;使土壤中水、肥、氣、熱相互協調,利于種子發芽、作物根系生長好、數量多;可以掩埋有機肥料,清除殘茬雜草,消滅寄生在土壤中或殘茬上的病蟲害,降低土壤鹽堿度。深翻要把握好土壤適耕性,一般以土壤的含水量來表示土壤適耕與否,以其含水量為10%~25%為宜,按照農時要求,適時進行。耕深為25cm以上,深淺一致。開畦要直,耕幅一致,避免漏耕,實際耕幅與規定耕幅偏差小于±5cm。作業地塊內重耕率小于3%,漏耕率小于2%。耕后地表平整,犁底平穩,地頭橫耕整齊,犁到頭,耕到邊,垡塊細碎,翻轉良好,立垡率和回垡率均小于5%。開壟寬度小于30cm,深度小于15cm,閉壟高度小于10cm。深翻適用機具深翻作業一般利用58kW以上履帶式拖拉機或輪式拖拉機配套鏵式犁或雙向翻轉犁進行。常用鏵式犁有:IL-330懸掛中型三鏵犁、ILQ-425輕型懸掛四鏵犁、雙向翻轉犁等。
關鍵詞:模擬仿真技術;液壓傳動系統;維修;教學
經過幾個世紀的發展,汽車已經走入千家萬戶,在追求極致性能的當下,汽車零部件結構越來越復雜。高校在開展汽車發動機、底盤和電氣系統維修實操教學時,學員操作上的失誤很可能會導致零部件損壞,造成教學成本的提高。同時,實訓設備數量的缺少限制了學員的練習次數,導致其基本技能水平不能有效提高。為了解決這些問題,大部分高校將模擬仿真技術運用到了汽車維修教學中,學員在使用仿真軟件學習的過程中能對各種訓練環節進行真實模擬,切實體會汽車修理的整個過程。農用機械本質是復雜機械的組合體,近年來向著智能化、自動化方向發展,隨著農民老齡化嚴重,在操縱機械時不能很好地應用機械出現操縱不當、維護不及時等問題,使機械故障頻發。通過模仿汽車維修模擬仿真技術解決農機維修可視化問題,對農機技術狀況進行診斷,根據結果進行調整、更換、優化,全面恢復農機使用性能,大大降低維修教學成本。目前模擬仿真技術應用在農用機械液壓控制元件上可分為如下幾類:1)對實體液壓系統或元件進行數字建模,仿真模擬,將仿真結果與實驗數據進行分析,驗證理論研究準確度,通過數據校準,使仿真數據接近理論設計,為產品更新換代提供依據。2)對于已完成設計系統,通過仿真試驗調整參數,結果作為理論依據,進而縮短調試周期。3)對于新一代元件設計,仿真元件各部分指數對動態性影響,進而確定結構參數,為設計提供依據。4)對于新一代系統設計,對控制方案進行驗證,研究整體參數對動態性能影響,以此獲得最佳控制方案[1]。同時液壓系統結構復雜,可視程度低,故障發生的主要原因是液壓油污染。液壓油作為傳動介質,受流動性、壓縮性、粘稠性及溫度、壓力等環143境因素影響,故障表現往往比機械傳動復雜,容易出現噪音、振動、爬行、滲漏、沖擊等異常工作狀態,且故障原因不易尋找,在課堂中難以呈現[2]。本文將對農用機械液壓維修模擬仿真技術展開探討分析,以期該技術在教學中能得到廣泛應用。
1模擬仿真技術在農用機械液壓維修教學中的應用前景
以武警士官學校教學實際為例,農用機械液壓傳動系統維修(以下簡稱農用機械液壓維修)主要依托報廢件拆裝和實車拆裝開展教學活動。報廢液壓件的拆解教學,優點在于可以加深學員對零部件結構和工作原理的理解,其缺點也相對突出,即缺乏與整車結合,不利于學員掌握農用機械液壓系統常見故障的成因及解決辦法。液壓元件的實車拆裝,可以更好的解決以上問題,但學員操作不規范極易造成精密部件的損壞,使整車不能正常工作。同時,實訓設備的短缺不能滿足大量培養高技術人才的需求。在教學中運用模擬仿真技術就體現出了其優點。1)模擬仿真技術可以將農用機械全車液壓系統及其零部件以動態圖和三維圖的形式展現出來[3]。學員在仿真平臺既可以實現對液壓零部件的拆裝,又能根據不同的故障現象對全車液壓系統進行診斷排查。2)模擬仿真技術的應用可以很好地滿足高技術人才培訓的需求[4]。模擬仿真軟件只需要一個電子平臺就可以實現教學資源重復利用,有效解決了實訓教學需要大面積的場地問題;有效縮短了實訓教學的時間;有效提高了學校接收學員的數量,使學校能夠以較少的師資力量培養更多的學員。3)采用模擬仿真與實物教學相結合的教學方式,可以為學校節省近10%的教學成本。模擬仿真軟件可以實現零部件的無限次拆裝,學員熟練掌握模擬拆裝以后再進行實物拆裝,就可以極大地降低操作失誤率,從而減少配件購買次數降低教學成本。
2模擬仿真技術在農用機械液壓維修教學中的應用途徑
根據已有經驗,模擬仿真技術在農用機械液壓維修教學中的具體應用途徑為:創造三維模型、進行場景模擬構建、建立故障診斷數據庫、搭建考評系統。
2.1創造三維模型
農用機械整車液壓系統及零部件三維模型的構建是一項重大而艱巨的任務。其主要利用力學、結構學、運動學、物理學等理論知識,對于各零部件進行模型構建。同時,采用動態的形式模擬各個部件的整合分裝等。這要求工程師不僅要對所研究的液壓元件或系統的基本原理和具體構造有深入的了解,還要具備深厚的數字建模能力。三維模型技術開發的第一步需要查閱農用機械產品說明書及相關資料,保證模型數據的精確,包括各零部件的外部尺寸、內部構造、油路連接、裝配位置等。第二步需要利用3DMAX、SolidWorks等專業的三維造型軟件,建立農用機械液壓傳動系統各零部件的數字模型,統一建模格式后裝配形成模型。農用機械液壓系統通常包括工作液壓系統、轉向液壓系統、先導控制系統,其中主要零部件包括工作泵、轉向泵、控制閥、液壓缸等,應分別對各個零部件進行三維建模,建立各總成模型組,最后裝配形成各系統數字模型。第三步需要對農用機械整車進行建模。工程師除要根據實車數據建立整車外觀模型,還要考慮模型與液壓傳動系統的適配性,嚴格按照實際將液壓元件與外觀模型進行裝配。
2.2進行場景模擬構建
三維模型創建完畢后,需采用3D技術對農用機械整車液壓系統的維修場景進行模擬。模擬的場景包括整車液壓系統組裝和分拆以及零部件的維修和調整。液壓系統場景應包括以下功能:1)模型接受駕駛艙操縱指令,仿真液壓系統功能,發送信號到與液壓系統連接的裝置;2)模型應包括發動機轉速及主泵流量、排量特性;3)響應模型所有變量,例如時速、牽引力、操作質量、燃油消耗率等;4)模型應能反映原始液壓系統性能,并遵守建模規范;5)液壓系統應能提供提升、下降、側傾、卸載、制動、轉向等功能;6)模型應包括失效情況下緊急預案[5]。建立復雜系統模型模擬仿真一般采用自內到外的建模方式。首先建立功能復雜核心動力裝置,然后根據所模擬液壓系統的特性,將所有功能區域有效結合,逐步完善整個模型。從整體到部分提高學員的觀察能力、邏輯思維能力及最終工作技能。除此之外,場景模擬軟件應實現良好的人機互動,學員在操作時系統能根據輸入信息做出準確判斷,對錯誤的操作及時進行糾正,并在結束時對學員的技術水平做出客觀評價。場景模擬技術開發的關鍵在于以下兩方面,一是對三維模型進行交互式處理。首先將三維模型導出為STL格式;然后將其導入3DSMAX進行貼圖、煊染和動畫制作,并導出為C3D格式;然后將渲染好的C3D格式的三維模型導入到安裝有Cult3DExporterfor3DMAX插件的Cult3D軟件中,就可輸出為具有交互功能的三維模型了;二是利用3DVR技術將模型嵌入虛擬場景并進行交互編輯。該過程需要將具有交互功能的三維模型導入OpenGL中,在VC++環境下進行模型的可視化交互控制[6]。
2.3建立故障診斷數據庫
在三維模型和場景模擬的基礎上,采用數據庫的形式對農用機械液壓系統常見故障進行統計分析,存儲的數據包括故障點、故障表現、排除和解決方法等。教師可以在仿真軟件中調用已有數據對液壓系統設置單個或多個故障點,學員則可以在軟件中根據故障現象,對液壓系統進行排查,準確發現故障點,并采取有效方法解決故障問題。可開展各類故障模式分析,如液壓系統多元件故障模式識別試驗研究;故障樹分析法;液壓缸內泄漏特定故障模式[7]。
2.4搭建考評系統
在模擬仿真教學軟件的基礎上增加考評系統,構建“實模結合—數據融通—量化評估—即時反饋”的考核方式。教師可利用軟件考評系統組織模擬考核,并通過系統收集學員成績,隨時掌握學員技能水平,為改進訓練方法提供可靠依據。該技術的開發需要工程師與一線教學人員進行密切配合,對操作步驟進行逐項分解,并確定分值。
2.5軟件結構
圖1為農用機械液壓傳動系統模擬仿真軟件結構圖。
3結語
模擬仿真技術可以在課堂上充分刺激學員的視覺、聽覺等感官,切實有效地幫助學員提高農用機械液壓傳動系統零部件拆裝調整、整車故障診斷等基本技能。有效解決了傳統農用機械液壓維修教學中存在的實訓場地面積大、耗費人力、培訓人數少等一系列問題。在未來模擬仿真技術一定會充分發揮其作用,在更多領域的教學活動中不斷發展壯大。
參考文獻:
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[關鍵詞]農業;工程設計;應用
機械設計是在機械工程中最重要的一項環節。它對于現代設計的發展、生產質量的好壞,都會有一定的影響。對于企業的發展和所獲得的經濟效益,它的作用也不能忽視。時代在不斷的創新發展,在機械設計中,現代設計技術也逐漸普遍應用與不斷創新。
1現代技術與體現
1.1在現代的工程設計中,計算機技術被廣泛的實施應用
并且將傳統的技術方式逐漸替代。因為新型的技術得到了普及,從而使設計進程加快,設計質量也得到了提高。因為運用軟件得到的數據更多更精準,使設計者在與主要模型進行數據交流時,更加的方便有效,從而使不同的設計目得以實現。文檔的設計建立、修改、檢查,都是由產品數據管理所控制,它還及時的監控信息的存儲,做到了設計自動化。因為設計的改革創新,使設計的效果、產品的質量都得到了有效的提升,也使設計的精確程度不斷提高。現代的設計技術是由現代的設計方法、計算機的輔助等多種設計技術相互融合產生出來的。就好比計算機的功能是設計模型和工程圖學的相結合。它能夠根據工程的不同、設計的任務不同等多方面因素和特點,選擇出最為適宜的辦法和技術,對在工程設計中產生的問題,實行更好的解決。
1.2設計方法
在不同的設計方案中選出最為合適的方案,這樣可以大幅度提高設計目標的滿意程度。通過對農業機械工程設計的機械設計理論、規范化的要求,再結合建模技術建立出數學模型,規范合理的選出最佳的設計方案。然后對設計方案進行處理和優化,最后進行評判。傳統的設計方案往往存在著一定的局限性,已經不能夠適應現代化工程技術發展新要求。在現代的農業機械工程設計中,設計技術已經逐漸實現了人工智能化、信息化技術等多種設計技術的運用,這將是農業工程設計的發展新要求和發展新方向。
1.3現代化技術的價值
在農村的機械設計工程中,運用新興的科技設計技術,既改善了農村的環境問題,使自然資源得到保護,又使農村的發展不斷邁進,向現代化進程不斷發展。在現代化的設計技術中,可以把設計、資源相結合。既能夠開發資源,還可以約束開發行為,資源的應用在新型設計技術也可以更加的廣泛。通過不斷的技術創新與改善,使農村的環境煥然一新,打開了工程設計的技術市場,使交流更加密切,農村的發展也能在技術的帶動下越來越好。現代設計技術還能提高農村的,機械設計工程效率,將先進的科技和機械設計有機結合,為農村的發展注入新鮮血液。就可以在發展中不斷創新,創新中不斷進步,逐漸實現現代化設計技術與農業機械的相結合。更好的帶動生產力的發展,提高生產效率,進而使經濟得到發展,符合現代化建設新要求,并且向更高水平的現代化進程邁進。嘉興科技城的發展也一直都向著科技技術邁進。在工作思路謀劃中,嘉興科技城要做到目標定位高、工作措施實,不斷增強執行力度和服務能力,打造成為南湖區乃至嘉興經濟發展的新動力和引擎。科技城的發展要堅持科技技術的運用,將創新落實到科技型企業、高新企業的增加值增長上。要緊緊圍繞新一代電子信息技術、智能裝備制造業發展,引進、培育新興產業。科技城要積極參與嘉興市作為全省科技協同創新基地的建設,并做好東接上海科技中心、西聯杭州城西科技大走廊工作,打造生產、生活、生態的“三生”共融的產業新城。這項工程運用了現代化設計技術,有助于邁向更好的發展新階段。
2機械的主要設計
2.1機械技術創新
機械技術的創新就是充分發揮出設計師的智慧,通過自身的創造力念和設計原理,在原有的機械技術上進行新的構思,創造出更好更利于機械工程的新科技。在原有的基礎上,繼續的完善和設計現代化技術,創造出更符合農業機械工程的技術。在新的技術發展中,人是設計技術的主導者,這就要求設計者擁有創新思維,采用新型的設計方法,從傳統的機械性能出發,不斷的對技術進行創新,從而實現更好的機械設計技術。
2.2機械優勢創新
為了讓農業機械工程設計技術不斷進步,就要采取新的設計優勢。這就不單單是一個方面,也要面對市場。所以在機械設計中,也要進行市場需求的分析,采取新的設計理念,找到新的設計優勢,不斷的創新,才能完善和發展。
2.3機械設計穩定性
現代設計技術在農業機械工程設計中,一定要有好的穩定性,這樣才能使設計出來的東西質量得到保證,繼而減少不必要的損失。在現代設計技術中,通過新型機械設計技術的運用,使機械的設計質量逐漸完善精良,也符合現代化設計技術的要求。只有這樣才能提高生產力,使機械技術不斷的發展和進步。
通過對本文的研究探討,把現代的設計技術應用到農業機械工程的設計發展中,這是對社會的價值,和經濟的價值都起到了很大的作用。在新興技術的不斷發展中,也為農業發展開辟了更廣闊的道路。在發展中加入新的設計理念,使技術帶動生產,不斷地進行對科技的探索,積累更多的經驗,從而帶動整體農業機械工程設計的新發展。
作者:楊菊觀 單位:浙江省嘉興市科技城農經水利科
參考文獻
關鍵詞:電子信息技術;農業機械;應用;特點;難點
近年來,農業機械被廣泛地應用到農業生產之中,極大地推進了我國的農業機械化進程,使農業生產的效率大幅提升。盡管農業機械的普及程度更高,但是我國農業生產使用農機的技術水平和先進程度仍比較落后,其中一個主要原因就是自動化和智能化程度明顯不足。隨著電子信息技術逐漸成熟,其與機械設備進行了廣泛的結合,對于自主農機技術而言,電子信息技術的應用能夠顯著提升生產效率,并在一定程度上改善作業質量。因此,電子信息技術作為農機未來發展的必備技術,應該在先進農機裝備上得到更廣泛的應用。
1應用特點分析
1.1促進農機網絡化控制
將電子信息技術的通訊與控制功能同傳統農業機械相結合,通過在農業機械中設置計算機控制終端(EUC),使農業機械內部結構與功能能夠通過EUC進行控制,此技術同時需要豐富先進農機裝備的控制總線功能,利用電子通信協議實現標準接口及相應控制功能,保證農業機械各個部分能夠被有效的控制,最終實現機械內部結構及各個系統功能之間的連接與交流,從而實現農業機械的高度智能化要求。
1.2增強農業機械的通信功能
農機的通信功能主要體現在兩個方面,一是農業機械在生產過程中獲取環境、農作物產量、地形地況等數據信息時,能夠通過無線通訊功能將數據準確、快速的傳遞到接收端,可供農業管理部門預測產量、規劃未來農業生產趨勢;二是遠程支持與作業檢測,通過電子信息技術與衛星定位技術的結合,農機管理部門能夠檢測先進農機裝備的工作情況,有利于對綠色農機、綠色農藝的農業生產實踐給予工作量評估,并提高作業補貼的合理性,當農業機械作業遇到故障或疑難時,能夠通過通信功能及時聯系維修機構或技術專家,幫助解決生產實踐中的不同問題。
1.3優化農機操控技術
盡管農業機械已經向著自動化和智能化方向進步,但是就現階段而言,先進農機裝備仍然需要人工進行操作,但是隨著電子信息技術與農業機械高度融合,駕駛條件得到了顯著的優化和改善,駕駛員在駕駛農業機械的過程中不僅能夠獲取農業機械的實時狀態,還能通過網絡獲得地形、作業方案等多種有用信息,使駕駛員對工作狀況的了解更為深入,間接幫助農業機械進行更合理的生產。駕駛員利用人機接口技術,提升人機配合程度,使農業機械的使用變得更加簡單。
1.4使農業機械具備數據統計功能
為提升農機作業的合理性,采集農機作業過程中的相關信息是十分必要的,利用電子信息技術對農業機械的作業環境、產量、病蟲害、土壤狀態等信息進行匯總,并利用地理信息系統技術進行數據分析與運算,所得出的結論及統計的參數變化是農業管理工作決策的有力支撐,有利于我國農業生產向著更加合理的方向發展。
2應用難點分析
2.1缺乏對電子信息技術的足夠重視
現階段電子信息技術在農業上的應用十分局限,僅限于預測、數據共享以及基本數據傳遞等,而其與農業機械的有機結合始終缺乏有效途徑,主要是因為電子信息技術對現階段農業生產的優化作用并不能快速的顯現,農業機械研究及管理人員沒有對電子信息技術給予足夠的重視。由于農機裝備缺少必要的接口和應用環境,農民也很少能夠接觸到具備先進電子信息技術的農機裝備,導致該技術不能被廣泛了解,這不利于電子信息技術在農業機械中的發展。
2.2缺乏有價值的應用成果
盡管現階段我國對電子信息技術的研究已十分深入,但針對于農業機械方面的應用研究仍顯不足,目前來看,農業機械仍存在著自動化程度低、信息化水平不足的問題,很多研究成果很難應用到傳統的農業機械上,導致了先進技術成果與實際應用存在脫離的問題。無論技術研究如何超前,無法進行有效的推廣使用也難以產生實際作用,因此,必須要重視技術成果的實際應用,保證科學研究與農業機械化生產實踐有機融合。
1 農業機械的發展趨勢
在農村經濟發展中,農業機械生產必須轉變傳統的經營模式,利用精細化與可持續化的發展方式促進農業機械的進步。農業機械的發展方向也正在向著可持續化與精細化的方向發展,同時,農業機械發展也需要節能技術與生態技術的支持,例如:節水灌溉技術、精細化播種技術、施肥技術等。高新技術的應用是農業機械領域中心的潮流,在一些發達國家,高新技術的應用較為普遍,例如:智能技術、自動化技術、微電子傳達技術等,可以提升農業機械化發展中的科技含量,優化農業的發展體系。同時,在機械工業與電子信息技術中,農業機械的質量較高,并且智能化程度可以達到相關標準,農業機械的安全性與舒適度得到有效整合,提升農業機械的發展質量。
2 新技術在農業機械中的應用措施
農業機械發展中,新技術的應用較為重要,相關技術人員必須要重視新技術的應用,逐漸提升農業機械化發展效率。具體措施包括以下幾點:
2.1 液壓技術的應用措施
液壓技術是現代化農業機械中應用較為廣泛的新型技術,在部分大型農業操作機械中,可以提升應用質量。液壓技術的應用主要包括:節能技術、靜態液壓技術、無泄漏液壓技術等。其中,節能技術就是積極應用各類先進技術減少對環境的污染,提升節能的效率,為農業發展創造較為良好的經濟效益,同時,還需要培養出相關技術型人才,促進節能技術的應用。靜態液壓傳動技術就是對機械速度進行調節,可以提升農業機械應用穩定性,適用于農業機械運行中,可以有效提升農業機械工作效率,延長農業機械使用壽命。無泄漏技術就是在農業機械中,避免農業機械的污染,提升農業機械性能,促進農業機械的穩定進步。
2.2 電子信息技術
農業機械中電子信息技術的應用較為廣泛,主要就是通過農業機械操作者,下達一些操作命令,然后利用計算機智能化技術,對農業機械進行自動的操作。在應用電子信息技術的過程中,農業機械操作者可以提升農業操作效率,優化機械應用性能,促進農業機械的智能化發展,提升農業機械的精細程度,全面控制?r業機械成本,提升農業機械操作者工作舒適度,減少操作者的勞動量,進而提升其發展質量[1]。
2.3 人工智能技術的應用
農業機械化發展中人工智能技術的應用,是尖端技術應用依托,可以提升機械的智能化發展效率,例如:智能化挖土方式、智能化施藥方式、智能化灌溉方式等。人工智能技術的應用,可以在農業機械內部安裝各類導航設備,然后利用測定技術明確機械位置,并且有效指揮機械的運動方向,同時,要將機械運動數據存儲到計算機數據庫中,并且階段性的對其進行更新處理。在數據庫信息存儲期間,技術人員需要全面分析數據信息,制定完善的耕種方案,提升種子與農藥的使用質量[2]。
2.4 機器人技術
機器人技術在農業機械中的應用,具有較為強大的工作力度,在人為操作不便利的復雜區域,都可以更好的開展農業機械操作活動,因此,利用機器人技術可以提升農業機械的發展效率。隨著農業的發展,農業區域作業環境越來越復雜,對于機器人技術的要求較高,要求機器人可以自動收集與處理農業信息,并且依靠新型農業信息開展農業生產活動。在收獲農業成果的過程中,相關生產人員可以應用機器人技術辨別農業成果的成熟度,區分農作物與雜草,進而提升農業生產工作質量[3]。
2.5 虛擬技術
虛擬技術在農業機械中的應用,就是利用圖像處理技術與傳感技術等,為農業機械操作者提供交互體驗的新技術,同時,農業虛擬技術的應用,是現代化農作物生產與農業市場發展核心,農業生產人員應用高科技先進技術研發新品種,并且對農業生產環境進行改造。通過虛擬技術的應用,農業操作者可以對結果進行研究,并且分析調整農業生產項目,減少農業生產損耗,提升生產效率,增強其經濟效果。
3 新技術在農業機械中的推廣
目前,部分地區的農業辦公條件較差,辦公人員的專業素質較低,對于農業生產情況不夠了解,再加上新技術的推廣經費不足,導致新技術在農業機械中的推廣效率較低。因此,我國各級農業管理部門必須要重視農業機械中新技術的推廣,逐漸提升其發展效率。首先,政府部門必須明確新技術的創新目的,加大對新技術推廣工作的管理力度,改善辦公區域條件,并要求工作人員全面了解農業生產實際情況,有利于對新技術進行推廣。其次,要制定完善的低碳技術戰略性發展方案,提升農業機械生產效率與質量,減少農業機械操作對環境的污染。同時,還要借助新技術的推廣,為農民樹立正確的農業機械操作觀念,引導農民更好的應用機械設備,拓寬機械設備的應用空間,增強農業機械的應用效果。
關鍵詞:信息技術;農機;應用
信息化社會的到來,給人們帶來的影響是巨大的,以計算機網絡為核心的現代信息技術被廣泛的運用到各個行業領域,很大程度上促進了行業的進步和發展。尤其是在現代化農業當中,信息技術的運用,給其發展帶來極大的推動作用。
1信息技術概念
社會的推進,信息技術也在不斷進步和發展,讓其內涵也在發生改變,所以,直到今天信息技術的定義還沒有達到統一化。通常對其狹義的定義就是對信息采集、存儲、傳輸和運用過程中每一種技術都可以稱為是信息技術。
2信息技術應用于農業機械中
(1)農業機械內部的電子應用。對于西方國家而言,電子轉配技術在大中型農機中被廣泛運用,比如內部電子監視等。在現代社會當中,我國農業機械越來越趨向于網絡化、智能化,電子控制單元幾乎在每一臺大型農業機械系統內部中都有涉及,可以說,它是計算機控制終端,其功能主要為能夠獨立控制及處理信息。(2)人機信息溝通間的交流。不管對農業機械進行多大的改進,人的操作是必不可少的。就目前的現狀來看,很多農用機械駕駛室內儀表盤已經成為過去式,人們逐漸開始運用智能化電子顯示終端,這一轉變很大程度上讓人機間的信息溝通得到了提升。這里所說的智能化電子顯示終端,也就是虛擬化的儀器顯示終端,該技術能夠滿足操作者的要求,通過運用數據處理技術,對農機作業不同子系統的運作狀況進行顯示。另外,還能夠對顯示的田間作業情況進行動態存儲,相關的工作人員可以運用該系統開展遠程操控,這樣才能讓農機有效的開展田間作業。(3)農業機械群的管理與監控。對于國外來講,在一些大型農場中進行了室內計算機系統與室外農作機械間的無線連接的建立,借助無線信息交換連接,讓人機管理系統得以實現。這樣能夠讓管理者在室內就可以隨時隨地的對田間作業機械進行有效監控。另外,可以直接對遠程作業農業機械運作數據進行調用,并且將其存儲到數據庫中,讓農機作業數據采集、分析、應用方面很大程度上進行了提升。例如,通過運用該項技術,對信息處理進行匯總,然后對作業決策和生產方案進行科學的制定,并且將其在適宜的時間內傳送給田間作業機械。如果田間作業發生故障,農機可以通過該分析系統進行有效的解決,這樣對解決問題的效率進行了相應的提升。
3信息技術應用于農業機械的思考
(1)農機手信息技術教育的加強。農機手作為農機作業的執行者,應該對知識培訓方面重視起來,需要對現代農機應用能力及水平不斷地提高,能夠適應當代農業機械作業的發展需求。鑒于此,作為各地農機培訓相關部門,應該根據當地的實際情況,進行技術教育和培訓工作的開展,對農機服務體系建設力度進行加強,強化農機手信息技術教育,讓其現代農機應用能力和水平很大程度地提高。另外,對于農機手而言,自身只有具備信息化農業機械的應用能力,才能在實際當中,熟練地操作和使用現代農業機械。(2)強化電子信息技術于農業機械中的科研和開發。就目前我國的現狀來講,在農業機械當中運用電子技術的成效是非常可觀的,通過不斷科研以及大量資金的投入,有了很大的進步。然而,和國外的發達國家相比,我國依然有著很大的差距。因此,作為相關部門,應該強化電子信息技術與農業機械中的科研和開發,讓電子信息技術真正地在農機生產、作業中發揮自身最大的價值。(3)電子技術應用于農業機械要切實國內實際。對于農業機械生產的所有技術研發,應該與我國的國情相符合,更要和“三農”問題的各種實際緊密相連,對農業機械中開發、銷售等環節信息化質量要進行提升,讓農業機械在組織管理上的水平上得到提高,這樣才能讓農業技術在運用信息技術后,取得的科研成果和我國的國情相符合,更與我國農業、農民和農村的實際緊密貼合,這樣更利于每項科研成果的推廣,并且真正運用到實際當中,從而取得良好的效果。
4結語
對于現代農業發展來講,現代化農業機械設備中對信息技術的運用有著十分重要的意義。隨著廣泛運用信息技術,有效提升了農業作業質量,尤其加強了農業機械設備的更新換代,讓應用方式得到最大優化。對于我國而言,現階段是以經濟建設為重點發展方向,所以,對信息技術進行合理的優化,讓經濟建設中的農業產業效率得到提升,不僅能夠給農民帶來經濟效益,更促進了我國農業文化的更好發展,可以說,信息技術對我國經濟實力的發展有著極大的推動作用。
參考文獻
[1]李端午,陳歆,李萍萍.信息技術在農業上的應用和發展[J].農業裝備技術,2016,(3):201-236.
關鍵詞:農業機械工程;綠色技術;生態;應用;推廣
1應用與推廣綠色技術的必要性
隨著綠色環保理念的普及,在農業機械工程中應用綠色技術不僅有著很大的潛在價值,而且可以在提高生產效率的同時提高人們的生態意識,通過加大對綠色技術的創新研究,讓更多企業使用綠色技術。環境問題不僅影響到個體企業的生存與發展,而且這是關系到全人類生存的問題。
2運用與推廣綠色技術的策略
2.1綠色制造工藝在農業機械工程中的運用
綠色制造工藝是實現農業機械工程綠色化的重要手段和內容。綠色制造工藝技術具體包含農業機械工程制造過程中的材料處理技術和控制技術等。以制造某一種農業機械為例,運用綠色鍍鋅工藝就能很容易達到技術標準,并且效果良好。在具體操作過程中,無需將鍍件重新回火軟化,在常溫下就能完成,優化了工藝流程,節約了人力、時間及資源,并且還具備實用性較強的特征。在農業機械制造過程中,使用水機劑能夠極大地提升切割金屬的效率,有效降低成本。在焊接過程中,可使用二氧化碳保護技術,因其自身熱影響區域狹窄及熔池小,所以對工件產生的不良影響極小,提高了焊接質量。
2.2互聯網協同技術在農業機械工程中的運用
在過去,農業機械工程設計的流程為:概念設計—繪制設計草圖—依據設計圖紙制造樣機—樣機試驗—尋找不足—優化和完善設計—樣機的生產、試驗及優化—生產樣機。這種設計流程的弊端是,會消耗大量的材料和資源,并且農業機械的研發周期較長。如果能在農業機械的設計研發過程中引入互聯網協同技術,則能有效解決上述問題。合理運用CAD、CAM、CAE等計算機技術,對農業機械設計進行仿真分析,通過計算機技術實現虛擬設計,避免資源浪費,切實縮短研發周期[1]。
2.3綠色技術在農業機械工程中推廣的策略
首先,應充分擴大大型農業機械企業的影響力,在設計、研發、生產過程中,運用綠色技術,做好宣傳和推廣工作。運用綠色技術能夠節約大量資源和材料,這對提升企業經濟效益和生產效率、減少生態污染等具有重大意義。這就要求企業自身應在研發和生產過程中引入、運用和創新相關技術,只有不斷創新,才能切實提高企業創新能力和市場競爭力,確保企業在激烈的市場競爭中穩步發展。其次,充分發揮高校及科研機構的作用,在農業機械工程中推廣和普及綠色技術。高校以及社會科研機構中有很多高精尖人才,想要不斷推動綠色技術與農業機械工程的發展,就必須依賴科研機構及高校的科研力量,制定相應的機制,出臺扶持政策,鼓勵大學生和科研機構積極參與到該領域中。注重高精尖人才的培養和發展,向社會輸送大量的高素質農機科研人才。同時,應注重與國內外企業和高校之間的互動合作,在內外交流中不斷學習,把綠色技術與農業機械工程的有機融合作為一項長期的發展項目,不斷探索研究,為我國農業向綠色、現代化發展貢獻力量[2]。
【關鍵詞】信息技術;農業;機械化;生產
增強信息技術在農業機械化生產是現代化農業中重點項目。為實現數字化農業目標,相關部門要大力推廣農業機械使用,農機生產廠家也要注重技術突破,推動信息技術與農機結合,滿足我國生產需求。信息技術是新時期發展方向,可以根據耕種環境調整農業模式,推動自動化生產管理,是具有巨大發展潛力的新興產業。
1農機中信息技術運用分析
信息技術是伴隨著近代計算機產業而逐漸興起的,通過研究信息收集、傳遞、處理按照程序下達相應指令。伴隨互聯網興起迅速發展,電子信息技術的發展導致當今人們生活習慣與生活環境的巨變,在農業生產領域也在積極尋找與現代信息技術結合點[1]。通過在農業機械中整合信息技術可以提高農業生產效率,促進農業走向現代化、智能化,是信息時代下的必然要求。農業機械與信息技術有很好適應性,通過信息技術及時收集分析種植現場信息,按照相應方案發出運行指令,可以實現科學生產與自動化生產,是近代農機方向研究的熱門問題。
2當前信息技術在農業機械生產中運用的不足之處
我國針對農業機械信息化研究已有很長一段時間,雖然取得了顯著成績,但在實際使用時仍存在實用性不強、故障多等問題,這需要有關部門深刻了解信息技術在農機生產中問題,及時調整。
2.1農業機械信息化技術落后
我國在基層設立了大量農業機械站點,但在數量基礎上缺乏相關技術與質量提升,單體站點規模小、掌握信息技術程度低,普遍缺乏復雜機械維修能力,這造成了我國農機生產落后現狀。目前使用中農業機械只限于結構簡單、功能單一、科技含量低的機械設備,難以滿足我國農業生產現代化機械運用的需求。針對現代化大型機械故障時站點人員不具有專業維修能力,這限制了結合信息化技術的大型機械推廣運用。基層缺乏相關維修技術與信息技術知識,限制了農機的進一步發展。
2.2農機推廣人員對信息技術了解少與使用人員文化程度低
在農機推廣過程與實際使用過程中,操作維修人員素質普遍偏低,缺乏系統性相關維修與操作知識學習,不能發揮相應機械全部潛力。在維修故障機械過程中,更多維修方式是當地師徒間傳承,導致面對新技術新型號維修難以下手,并在處理信息技術機械化問題時沒有相關專業能力,影響農業機械實際使用效果[2]。我國農民普遍年齡較大,對新事物接受能力低,習慣采用傳統農業方式,導致新型農機機械推廣難度大,面對我國國情更應注重農業機械設計時的操作便捷性。
2.3整體農機生產信息化網絡發展與管理不完善
針對信息技術在農業機械中運用來看,當前發展嚴重不足,目前在農業中信息技術只用于淺顯的天氣預測和有關農業知識網絡宣傳,農業信息化生產網絡尚沒有建立。當前對信息技術在農機生產中投資不足,農業機械實際信息化程度不高,導致生產效率難有顯著突破。并且針對信息技術在農機生產中管理不到位,沒有清晰的責任分配與現場管理體系,容易出現互相推諉責任現象,對于權力缺乏合理制約阻礙了技術進步與發展。
3提高信息技術在農機生產中運用的有效優化措施
面對信息技術在農機生產中運用的熱潮,有關部門應當緊跟信息化時代潮流,推廣信息技術在農機生產中深度使用,用合理的管理方式為用戶提供及時保養維修知識,實現我國農業生產現代化目標。
3.1完善政府相關扶持政策
為推廣信息技術在農業機械生產中使用,政府農業部門必須實行積極的推廣政策,在制定信息化農業生產目標基礎上,合理規范農機推廣環節。在推廣農機使用中完善相關扶持政策,引導農民使用農用機械生產,合理使用現代信息技術指導,示范使用信息技術與機械化農業生產的重要性。定期組織基層人員與農民參加技術培訓,幫助其掌握現代信息技術使用方式與對機械故障維修要點,提高使用農機生產的專業水準。
3.2積極引入國內外針對農機的專業技術
想要提高相應農機實用性必須加強農機研發技術革新,引入國內外最新信息技術在農機生產中使用的專業成果,在此基礎上繼續研發自身技術,實現科技機械化生產。在研發步驟中可以針對當地生產量大的農業產業研發相關機械,并針對當地地理環境與生產特點做出相應調整。加強信息技術的自動化生產能力,將生產現場工作更多的交由機械完程,構建信息技術農業生產網絡,實現農產品生產、加工、銷售一體化,提高我國農業生產效率與經濟效益[3]。
3.3強化信息化技術下農業生產機械的技術講解推廣
在推廣農業機械生產過程中,可以采取先試點后推廣的模式,建立相關產業信息機械化生產實驗基地,推廣優秀技術示范,在基地中展示先進自動化生產模式,對農民有針對性的講解生產環節。宣傳工作需要深入實地,在當地實際從事生產人群中組織農業生產講座,現場演示相關農業器械操作步驟,幫助農民深入了解機械功效。針對農民的技術培訓中需要重點關注信息技術操作要點培訓,使生產者熟悉相關器械操作平臺,保障信息技術生產推廣。加強對現場推廣工作管理效果,保障相關農業機械能夠切實解決當地生產難點,為農業現代化做出貢獻。