1、102 2023 年 8 期 摘 要：将计算机、机械、自动控制和电子技术进行有机结合，使机电一体化成为可能，其具有智能化和自动化的特点。数控机床、自动化生产线、工业机器人等已被广泛的使用，随着机电一体化技术的飞速发展，其在现代农业中的应用越来越广泛，对发展现代农业机械、农产品的种植和销售起到了重要的促进作用。本文探讨了将机电一体化技术引入到现代农业中，从而促进其在农业生产中的应用和发展。关键词：现代农业；机电一体化；应用机电一体化技术的发展及其在现代农业中的应用河北省机械科学研究设计院有限公司 白洁机电一体化是一种综合性的新兴学科。将机械、电子、光学、微电子及其他科技结合起来，农业机械化是现代
2、农业发展的必然趋势，可以有效地提高农业生产的效率，降低劳动强度，并能促进农业技术的发展。为实现农业现代化，增加农民收入，需要对农业生产技术进行持续改造，机械的集成是推动农业机械化、智能化的关键技术。在农业生产中，农业生产成本下降，改善产品质量和产量，增加产品的附加价值，文章重点阐述了机电一体化技术的发展历程，并对其在现代农业中的应用进行了综述。1在现代农业中运用机电技术的意义1.1推行机电一体化技术，切实提高农业生产效益机电一体化技术对提高生产效率具有较为重要的意义，因此，在现代农业中运用机电技术，首先应使农业生产充分得到较大的发展，将机电一体化技术应用于农业机械装备，既能节约人力，又能够提高
3、工作效率，现代的农具和设备，不只是一次收获，也可以将稻草直接打碎，做成饲料，或者将其放到田野中。1.2采用机电一体化技术减少农业损失机电一体化技术在降低农业生产中的经济损失方面效果明显，由于传统农业机械生产效率低、作业范围小等原因，造成了大量的资源损耗和浪费，将机电一体化技术引入现代农业，能够有效地提高农业生产的生产率、节约人力、节约能源、减少现代农业生产的费用。1.3发展农业生产推动了机电一体化的发展农业的发展逐渐成为当今社会所关注的焦点，在农业机械现代化中应用机电一体化技术，可以有效地提高农业生产的效率，又能够降低农业生产的损失，当今农业发展的大势所趋，对其发展给予了较大的关注，机电一体化
4、是现代农业发展的需要，而机电一体化技术也能够通过农业发展来推动其自身的发展。1.4现代农业中机电一体化技术的标志现代科技的应用，以现代生物技术、科学管理技术和现代农业机械为代表。机电一体化技术的运用，可以使传统的种植方式、田间管理、收割模式发生“翻天覆地”的变化，使生产进入一个崭新的现代机械加工时期，以及各种各样的产品，机电一体化是现代农业发展的新阶段，也是当今农业现代化程度的一个重要指标。2当今农用机电一体化技术面临的问题2.1现代部分农业技术渗透性较差对机电一体化技术的发展产生了一定的影响。农业现代化水平虽得到了较大的改善，但要实现农业的全面现代化，还需要长远的目标，例如：部分平原的农业面
5、积较大，有利于农业机械化的发展，但部分地方大多已逐渐地实现现代化发展水平，但受诸多因素制约，在人口密集的西南部，小型耕地面积较小，且一直是传统的农业生产模式，可能会给机电一体化技术在实际中的应用带来了较大的困难。2.2有待提高机电一体化的技术水平当今现代科学技术发展相对滞后，部分农业机械和科学技术落后于时代的先进水平，但由于机电一体化技术的兴起，农业的现代化水平得到了较大的提高。但当前对机电一体化技术的研究多以提高作业效率、扩大作业范围为重点，应加强机电一体化技术采用现代化的技术和装备，如自动化采集与控制、批量数据处理、GPS定位、激光扫描等，促使机电一体化技术急能够进一步发展。3机电一体化技
6、术在现代农业中的应用对策3.1现代农业监测技术的应用为便于操作人员可以直观地了解农业机械的各DOI:10.15989/ki.hbnjzzs.2023.08.0502023 年 8 期 103项性能，能够及时了解农业机械的工作状况，将机电一体化技术广泛地应用于农业机械仪表系统，根据不同的农用机械，筛分的种类和级别也有较大差别。例如，部分小型的农用机械仪表或黑白液晶显示屏，以及部分大型的高档农用机器装有彩色液晶显示屏，农业机械具的工作状态参数由显示屏显示，并由安装在农用设备上的摄影机拍摄，使操作者能依据现场的清晰影像，精确地完成作业，从而达到高效、完整的农业作业或收割作业，监控技术的运用，保证农业
7、机械的性能，进一步完善、发展有关工作。通过对农业机械设备的监测，可以更好地掌握农业机械设备发展的有关信息，并对其进行更加精确的调节，以便及时地解决问题，降低损失，加强设备监控能够更好地解决问题，而只有了解有关发展的内容，才能够更好地解决问题。提高农业机械仪器的性能，进而促进农业生产的发展，是今后发展的必然趋势，将更多的科技成果集成起来，能更好地促进农业机械装备的发展。若发生故障时，农业监测技术系统会自我调节并自我保护，能有效地防止机械设备受到外部环境的影响，通过调整操作模式，可以更好地进行维修。当今的现代化农业机械装备日趋成熟，其相关性能也在日趋完善，若要做好有关的工作，应熟悉有关的工作，将先
8、进的技术、管理经验、合理地利用，将有关的工作做好，才能够更好地发展农业。如今，市场上的竞争愈演愈烈，需要掌握这些核心要素，以便应付工作中的问题，才能够有效维持机器的工作效率，在发展的进程中，应能够充分利用自身的优势，达到发展的目的，使之更加有效。从目前的发展情况看，若要在激烈的市场中占据一席之地，需要正确处理好发展关系，以便适应新的发展趋势，现代农业机械的发展趋势较为显著，若要有效地提升当今农业机械的发展水平就需要紧紧抓住先进技术及有关内容1。3.2现代农业GPS高精度定位系统的应用高精度GPS是GPS差分技术、传感器技术、超声波技术等技术的基础上，利用计算机软件对其进行加工，从而获得农业机械
9、的三维立体图像及三维坐标。可以为农业机械生产、销售等提供实时的生产信息，并对其进行精确的操作，特别是当各种农业机械结合在一起时，高精度GPS系统往往能起到较好的辅助作用，使农业机械群的生产效率能够最大化，实现对农业机械设计参数、农业机械显示参数等准确传输。但在这种技术已有了较多的用途，其经常被用于大规模的农场，采用先进的GPS技术，将机械设备准确地定位到机器的混合模式，使现场的工作人员可以更好地理解设备的运行情况，提高工程的可靠性和可操作性，以便在任何时候能够及时地处理错误和例外。3.3现代农业中计算机视觉技术的应用计算机视觉技术的主要工作是利用信号、标牌、数码图像处理、模式识别等方面的技术来
10、精确地识别出单一或多个图像，相对于“人”的眼睛，这种技术在生产、农业管理、管理等方面有着较大的优越性，对发展现代农业具有重要的意义。其可以在植物生长参数测定、植物营养胁迫诊断、害虫监测和杂草识别、农产品质量监测和分级等方面得到了广泛的应用；然而，由于其自身的特点，缺乏一定的规律性，技术的推广应用还应待深入的探索2。3.4计算机辅助技术在现在农业中的应用机电一体化技术在农业生产中的应用越来越广泛，将计算机技术用于农业机械的研发与设计，充分利用相关的先进技术，进行持续的创新，只有这样，农用机电一体化技术才能够进一步提升。利用计算机技术将多种先进技术结合起来，使网络通信、数据库等技术得以充分利用，突
11、破传统技术发展的瓶颈，并将其与现代农业机械具的使用相结合，以改善其相关性能。因此，农用机电一体化技术将会对当今农业的近代化进程起到更大的促进作用。CAD技术是将网络通信技术、数据库技术和绘图技术相结合的技术，在农业机械产品研发中得到了广泛的应用，通过这一技术，研究开发人员能够利用三维图形系统对农业和农业机械常用的机械结构进行仿真和分析，在此基础上，采用传输设计和数据库技术，可以实现整个收割机的总体设计。这种方法可以降低农业机械的繁重运算、改进农业机械的设计质量、缩短农业机械研制周期、提高农业机械利用率及水平等。计算机设计是利用数据库、图形、网络通信等技术，对机械设备进行最优化，并将其结果显示在
12、电脑上，使其设计效率大为提高，开发周期大为缩短。由于机械设计的复杂性和广泛性，使得传统的设计方法较难与当今的工程发展相适应，通过计算机辅助设计，可以将其动态分析、运动学和空间复用等方法，从传统的农业机械结构出发，建立起乡村生产的物料加工轨迹。在此基础上，建立具体的3D模型，可以对设计参数进行优化，以及对图形进行了改进，随着科技的进步，农用机械上装有摄影机，可以即时监控机器的状况，并记录机器的工作效能，使操作人员可以在萤幕上精确地显示作业，增加农业生产率。利用数码控制器的人机接口，可以104 2023 年 8 期 对各种开关、键盘、指示灯、显示屏进行调整，便于用户使用和操作，由于传统的机械加工和
13、零件加工都是由人工进行的，所以人工作业经常出现较多的弊端。长时间的工作会使员工过于劳累，从而造成机械的错误和意外，但是采用智能控制技术，可以使工作人员的“手”得到解放，生产效率也得到了较大的提升3。3.5位置与分析技术在当今的应用在现代农业中，定位与分析技术是一种重要的辅助手段，位置和分析技术经常用于智能技术和监测技术。例如，在使用饮用水灌溉时，需要知道本地的水资源分布情况，传统的计量方法存在着较多的问题：工作环节多、工作量大、难度大、误差大等。若采用智能的定位技术，技术人员可以在水面上放置小型的电子设备，使其能够在水面上流动，监测和记录水流的流动和温度，并进行水资源的分析是较为简单的。同时，
14、通过GIS技术对小型机电设备进行卫星定位，生成的卫星分布图能够较好地显示该地区的水网分布情况，为水利水电工程的发展奠定基础。同时，利用位置和分析技术还可以对区域内的森林覆盖率进行分析和计算，利用通信卫星对林地进行定位，生成可视化信息地图，计算林地面积、树木生长、密度等信息。随着当今农业机械工业的快速发展，农业机械工业的高科技发展速度也越来越快，GPS与农用机械自动导航技术已成为当今农业现代化建设的重要组成部分。GPS卫星定位和自动驾驶技术是农业机械生产的重要组成部分。例如，播种、施肥、喷洒、收割、整地、挖掘等。运用飞机控制蝗虫、保护森林、防火、植树造林等，可以促进机电一体化技术在农业中的应用4
15、。3.6现代设施农业中电子信息技术的应用随着现代农业技术的发展和智能化、自动化的发展，越来越多地采用了电子信息技术。利用电子信息技术，可以使作业人员在技术水平上了解与分析农业机械作业的基本运作与构成，进而掌握作业的自动化程度，提升作业效率，利用电子信息科技，可以帮助农民掌握农业科技的最新经验，由操作农业机械，及时收集资料，并时刻注意机械保养记录，以便能够提升农业生产率。当今农业的现代化过程中，机电结合发挥了重要作用，也是当今工业的重要组成部分，同时也反映了当今机械工业的发展水平。电子信息技术仅仅是机电结合的过程，智能技术能够使机械在无人状态下按照程序自动地进行工作，从而有助于项目的执行和提高智
16、能系统，随着时代的发展，电子信息科技有了长足的进步，计算机控制技术在实现高成本、低成本的同时，有较多的优势；同时，随着机电一体化技术的不断发展，在农业生产中也会有更大的发展5。3.7虚拟技术的应用虚拟技术是以传感器、图像处理、计算机电路和多媒体技术为基础，以达到个性化的设计需求。虚拟技术是一项能够在农业生产中建立几何、物理、运动等多种模型的集成技术，从而达到农业技术的最优化，根据机械的运动特性和农业生产特性，此技术可以为使用者提供更为直观的工程结构和运作前景，让使用者能够更好地了解其设计流程。在出现问题时，使用者可以利用虚拟技术来模拟实际的工程状况，并将细节传达给使用者，以此来降低农业的损失；目前，部分企业已实现了基本的自动化，但在推进数字化、计算机化方面，仍存在诸多问题。农业是一种较为复杂的制度，在此阶段，若要将农业生产的各个环节都用数据来全面地描绘出来，需要根据采集到的资料，对生产的各个环节进行分析，以达到对农业生产的实时、智能化的调控与优化，而虚拟技术和机电一体化也是重要应用领域。虚拟化技术是针对传统农业的最优运行与调度问题，对其进行智能定制与优化，虚拟化技术应建立在数据基础之上