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【關(guān)鍵詞】無人農(nóng)用機械;農(nóng)業(yè)生產(chǎn);自動化技術(shù)
伴隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,我國農(nóng)業(yè)科技水平也得到了突飛猛進的發(fā)展,進而帶動了農(nóng)業(yè)機械自動化和智能化的水平。農(nóng)業(yè)機械信息化、自動化、智能化的發(fā)展,切實提升了我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的效率,降低了人們的工作強度,直接提升了生產(chǎn)效率,并且也提升了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。我國從古至今都是一個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國,我國農(nóng)業(yè)機械已經(jīng)走上了智能化的初級道路。但是在農(nóng)業(yè)機械無人化的發(fā)展方向,尤其是智能化農(nóng)用機械的領(lǐng)域,我國和國外先進的設(shè)備存在顯著的差異,需要不斷的學(xué)習(xí)和借鑒先進的國外經(jīng)驗。近些年來我國農(nóng)村人口開始不斷地向城市進行遷徙,隨著城鎮(zhèn)化格局的不斷發(fā)展,我國農(nóng)業(yè)種植人口和土地資源會隨之下降。所以,在短期內(nèi)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的智能化、無人化、信息化、信息化是我國農(nóng)業(yè)機械的關(guān)鍵發(fā)展方向,也是未來全球農(nóng)業(yè)發(fā)展的統(tǒng)一趨勢。
1國外無人化農(nóng)機設(shè)備與技術(shù)的發(fā)展概況
正是因為國際上的科學(xué)技術(shù)起步要遠遠早于國內(nèi),在農(nóng)業(yè)發(fā)達地區(qū),比如北美、澳洲和西歐地區(qū),在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)普及使用智能農(nóng)業(yè)機械設(shè)備,并且個別發(fā)達國家已經(jīng)在農(nóng)用無人機械方面已經(jīng)有著豐富的知識貯備和經(jīng)驗積累,所以當(dāng)?shù)氐臒o人化農(nóng)業(yè)發(fā)展水平遠遠領(lǐng)先于我國。美國一部分的大型農(nóng)場早已經(jīng)開始使用GPS進行導(dǎo)航定位的自動化農(nóng)用機械,到2022年,美國95%的農(nóng)場都普及這項自動駕駛收割技術(shù)。約翰迪爾、凱斯紐在2016年率先推出了無人駕駛農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的升級版,機械裝有感應(yīng)和監(jiān)測裝置,可以自動實現(xiàn)對障礙物的規(guī)避和控制,同時操作人員可以利用遠程進行控制,并且實時監(jiān)測和調(diào)整,真正意義上的可以做到24小時的無人機械作業(yè)。但是目前該產(chǎn)品還是商業(yè)實驗階段。
2國內(nèi)無人化農(nóng)機設(shè)備與技術(shù)的發(fā)展情況
我國于2016年由中國一拖集團有限公司率先對外公布東方紅無人駕駛拖拉機,并實際展示了拖拉機在農(nóng)業(yè)活動中的效果。當(dāng)年的東方紅無人駕駛機器裝配有國三指標的發(fā)動機、電動控制系統(tǒng)、電子懸架系統(tǒng)等,為之后我國無人駕駛農(nóng)業(yè)機械奠定了堅實的數(shù)據(jù)積累和支持,隨著東方紅無人機械的誕生,我國無人化機械進一步得到了發(fā)展,后續(xù)開展了以無人機械為代表的整地插秧等農(nóng)業(yè)活動,引起了全國媒體的共同關(guān)注。我國由于勞動力不足,勞動成本增長過快,不得不大力發(fā)展農(nóng)業(yè)機械無人化。我國一直都是農(nóng)業(yè)大國,但是國內(nèi)糧食生產(chǎn)總值比不能滿足日益增長的糧食需求,我國還需要大量的進口還彌補糧食的短缺,雖然近些年來我國的農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展迅速,但是由于研究過于分散,并且規(guī)模不大,并不能高效地完成技術(shù)研發(fā)。我國大量的土地過于分散,很多地方無法使用大型機器,這些原因都促進了我國開始農(nóng)業(yè)無人化機械的發(fā)展。
3農(nóng)機發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)
就當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展狀況和先進的國家技術(shù)對比而言,我們確實存在著很大的技術(shù)差距,我國也已經(jīng)預(yù)見了農(nóng)業(yè)智能化機械的發(fā)展的前景,正在大力發(fā)展人工智能和互利網(wǎng)技術(shù),以期幫助農(nóng)業(yè)機械縮小差距,提升我國農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的綜合能力,舉全國之力用最短的時間縮短和世界先進技術(shù)的差距。就目前的形勢而言,無人農(nóng)用機械主要存在兩個發(fā)現(xiàn)趨勢,一種是大型的自動化農(nóng)機,另一種就是小型的農(nóng)機機器人,大型的機器主要針對于大型的拖拉機進行升級和研發(fā),而小型的機器人就需要更多靈活便捷的機器設(shè)備來替代,把這些機器放在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,可以加速自動化農(nóng)業(yè)的發(fā)展,農(nóng)機智能化和無人化的基礎(chǔ)原則就是對智能設(shè)備的研發(fā)。最近幾年,我國下發(fā)了多部關(guān)于提高農(nóng)業(yè)機械發(fā)展的政策,把發(fā)展農(nóng)業(yè)機械智能化作為國家戰(zhàn)略政策。農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的升級和完善將帶動我國農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的迅速提升,目前最為重要的步驟就是早日突破農(nóng)業(yè)機械無人化、智能化、信息化的整合。農(nóng)業(yè)機械無人化需要使用大量的傳感器還定位技術(shù),依托于北斗導(dǎo)航的全方位覆蓋,我國將更快的實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的精確定位,加入不斷研究升級的AI控制技術(shù),我國農(nóng)業(yè)機械的自動駕駛有望早日突破。農(nóng)業(yè)信息化的含義就是指利用傳感器技術(shù)收集和匯總農(nóng)業(yè)的數(shù)據(jù),在使用加密通信數(shù)據(jù)把傳感器中的所有環(huán)節(jié)進行連接,最后比合成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),把傳感器和農(nóng)業(yè)環(huán)境進行連接,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)就是基于此項技術(shù)。農(nóng)業(yè)機械自動駕駛可以有效的提高農(nóng)業(yè)的精準程度,保證作業(yè)質(zhì)量,提高產(chǎn)物產(chǎn)量,而農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以精準操作,可以生成農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)進一步完成農(nóng)產(chǎn)品的追蹤等。按照當(dāng)先的發(fā)展形勢而言,農(nóng)業(yè)機械無人化是我國大力發(fā)展的方向,可以有效的縮短和國外的技術(shù)差距,實現(xiàn)彎道超車。
4無人化農(nóng)機的升級發(fā)展策略
伴隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械智能化無人化技術(shù)突飛猛進,傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)制度無法適應(yīng)當(dāng)前的信息時代。農(nóng)業(yè)機械的智能化和信息化,需要綜合信息化、傳感器、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化、智能化水平,加入未來興起的AI技術(shù),可以更加全面的幫助提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。
4.1加強農(nóng)機領(lǐng)域的跨界人才培養(yǎng)
當(dāng)前,農(nóng)用機械無人駕駛還屬于一類新興技術(shù),整個技術(shù)的發(fā)展仍然處于起步階段,不論在企業(yè)的內(nèi)部還是外部,都缺少專業(yè)完善的理論培訓(xùn)制度。教學(xué)資源的匱乏,導(dǎo)致培訓(xùn)體系不完整,尤其是人工智能的發(fā)展、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)代工業(yè)和農(nóng)業(yè)機械等專業(yè)領(lǐng)域的培訓(xùn)少之又少,而且現(xiàn)有培訓(xùn)的機構(gòu)資料也屬于過時,無法形成系統(tǒng)的教學(xué)模式。所以針對系統(tǒng)整合的問題所在,需要用科技進行創(chuàng)新,構(gòu)建專業(yè)人才培養(yǎng)體系。首要任務(wù)就是普及人工智能的基礎(chǔ),其次對專業(yè)人才進行相應(yīng)的技術(shù)提升,最后才是以市場為主導(dǎo),對企業(yè)相關(guān)的員工進行專業(yè)化的技能訓(xùn)練,讓更多新型行業(yè)得到專業(yè)的人才的帶動。
4.2利用人工智能和物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)產(chǎn)品跨界發(fā)展
雖然我國農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品技術(shù)方面還存在很多問題,但是AI技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)在世界范圍內(nèi)名列前茅。所以,發(fā)展農(nóng)業(yè)機械的未來核心工作就是綜合整理技術(shù)的跨界和應(yīng)用,結(jié)合我國AI和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢地位,主導(dǎo)企業(yè)和科研機構(gòu)共同合作,合作共贏,針對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械做出技術(shù)突破。與此同時,整合和匯總傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈條,降低成本,整合優(yōu)化資源渠道,加速現(xiàn)代化技術(shù)服務(wù)社會的時間,加速無人化、智能化、信息化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和的發(fā)展。當(dāng)前,我國有很多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)已經(jīng)加入到現(xiàn)代化無人機械的研究中,但是仍然需要更多的企業(yè)積極參與研發(fā),盡快突破技術(shù)瓶頸,加速成果落地,進而帶動整個行業(yè)的飛速發(fā)展,保證我國無人化農(nóng)用機械的高速發(fā)展。
5結(jié)束語
本文著重分析當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)機械的實際情況,并且得出一系列的發(fā)展策略,指出農(nóng)業(yè)機械的無人化和信息化是農(nóng)業(yè)機械發(fā)展的必經(jīng)之路,也是重要組成部分,要想我國農(nóng)機產(chǎn)品更加的完善,就必須對人工智能和網(wǎng)絡(luò)科技進行有機結(jié)合,持續(xù)完善的對我國農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品進行優(yōu)化和升級,不斷在產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)面做出突破,進一步縮小和外國先進設(shè)備的差距,最后全面發(fā)力,齊頭并進。
參考文獻
[1]鄧文剛,陳慧敏,高剛毅.農(nóng)業(yè)機械自動化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展趨勢[J].南方農(nóng)機,2020(3):239.
[2]瞿聰.農(nóng)業(yè)機械自動化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展[J].南方農(nóng)機,2020(1):59.
劉經(jīng)南院士、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)汪懋華院士等來自農(nóng)業(yè)科學(xué)、導(dǎo)航技術(shù)兩大領(lǐng)域的專家學(xué)者跨界對話,在第14次金橋產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新會議上展開“北斗 農(nóng)業(yè)=精準農(nóng)業(yè)”的議題。作為擁有數(shù)千年農(nóng)業(yè)文明歷史的大國,中國自主創(chuàng)新的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正不斷投入實用,我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式也有望發(fā)生本質(zhì)變化。比如,今后可能真的“沒人種地”了。
美國主導(dǎo)的GPS全球定位系統(tǒng),早已應(yīng)用于精準農(nóng)業(yè)。在農(nóng)業(yè)高度自動化的條件下,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械接收衛(wèi)星定位信號,在大田里循著既定路線自助耕作,甚至發(fā)展為智能化農(nóng)機。劉經(jīng)南認為,精準農(nóng)業(yè)或者精密農(nóng)業(yè),對衛(wèi)星定位精度的要求達到厘米級或分米級的水平。
目前,我國已成功發(fā)射20多顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,組網(wǎng)形成一個巨大星座。天上北斗加之北斗地基增強系統(tǒng),已可以滿足農(nóng)莊厘米級、全國分米級、全球米級的高精度實時定位導(dǎo)航需求。借此引導(dǎo),就可以實現(xiàn)大豆等作物“厘米精度”的播種、分米級精度的大田精細管理、米級精度的拖拉機數(shù)千公里跨區(qū)作業(yè)調(diào)度管理,達到精準農(nóng)業(yè)、精密農(nóng)業(yè)需求。
備受關(guān)注的無人駕駛車真正上路、形成無人車交通系統(tǒng),可能還需假以時日;那么,大田里的無人農(nóng)業(yè)機械車輛種地,則可能更早實現(xiàn)。劉經(jīng)南認為,我國農(nóng)業(yè)用車物聯(lián)網(wǎng),也就是農(nóng)機車聯(lián)網(wǎng),正在走向人、車、路與環(huán)境的協(xié)同感知階段。
“無人自主農(nóng)機車將實現(xiàn)24小時不間斷作業(yè)?!蓖繇A院士也認為,農(nóng)業(yè)機械自動導(dǎo)航技術(shù),可支持夜間作業(yè),大大減輕農(nóng)事工作者的勞動強度。今后,晚上可以種地,農(nóng)業(yè)機械的利用率也將隨之大大提高。
[關(guān)鍵詞] 現(xiàn)代制造技術(shù) 農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè) 應(yīng)用研究
[中圖分類號] S23 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650(2017)03-0221-01
由農(nóng)機消費大縣邁向農(nóng)機生產(chǎn)大縣,是河南省汝南縣的全新定位。該縣在新農(nóng)機的研發(fā)和應(yīng)用方面,建立以農(nóng)業(yè)機械研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)等為主體的3平方公里的農(nóng)機產(chǎn)業(yè)園,為推動農(nóng)機產(chǎn)業(yè)發(fā)展搭建了平臺。平臺的誕生,不但催生了農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)加速成長,也吸引了大批農(nóng)業(yè)機械制造項目扎根汝南縣,這些項目的建成投產(chǎn)填補了汝南縣農(nóng)業(yè)大縣無大型農(nóng)機制造的空白。目前,該縣農(nóng)機總動力達到120萬千瓦,農(nóng)業(yè)機械總值16.3億元,農(nóng)業(yè)機械總擁有量5.1萬臺,其中大中型農(nóng)業(yè)機械1.2萬臺,配套農(nóng)具11萬臺(套)主要農(nóng)作物耕種收綜合機械化水平達到86%以上,小麥基本實現(xiàn)生產(chǎn)全程機械化,玉米機收率達75%以上,玉米秸稈還田率達80%以上,實現(xiàn)了農(nóng)機合作社鄉(xiāng)鎮(zhèn)全覆蓋。
1 數(shù)控機床技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)中的應(yīng)用
進入新世紀以來,隨著我國改革開放不斷深入,數(shù)控技術(shù)在各個領(lǐng)域都得到了比較廣泛的應(yīng)用,特別是在我國農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)中應(yīng)用更加頻繁。最近幾年,我國各種中高職院校培養(yǎng)了大批數(shù)控技術(shù)人才,為了數(shù)控機床制造技術(shù)發(fā)展做出了巨大的貢獻。在過去我國機械制造行業(yè)中,很多數(shù)控技術(shù)都是由外國企業(yè)控制,引進國外的機械設(shè)備,國內(nèi)機械制造行業(yè)對國外技術(shù)比較依賴,國內(nèi)的農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)所生產(chǎn)出來的零部件技g水平較低,缺少自己的核心技術(shù)體系。為了進一步促進數(shù)控技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)中的應(yīng)用,提高自身的凈勝能力,需要我們逐漸構(gòu)建屬于本國特有的體系化和規(guī)?;瘮?shù)控機床產(chǎn)品,為我國的農(nóng)業(yè)機械制造領(lǐng)域提供充足的零部件,滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需要。數(shù)控技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)扮演著十分重要的角色,其可以整體提高農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的配套能力,同時,在農(nóng)機設(shè)備機床可靠性方面,也能夠利用數(shù)控技術(shù)得以實現(xiàn)。此外,應(yīng)用數(shù)控技術(shù)還能夠有效提升農(nóng)機設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量和水平,使農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)逐漸向著自動一體化方向發(fā)展。最近幾年,我國很多機械制造企業(yè)不斷推出了大量高性能的數(shù)控機床產(chǎn)品,顯示了我國在機床生產(chǎn)水平提升。我們相信國內(nèi)機械制造企業(yè)完全可以依靠自主數(shù)控技術(shù)制造高質(zhì)量的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備。
2 數(shù)字化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)中的應(yīng)用
首先,CAD技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)中的應(yīng)用。隨著工業(yè)技術(shù)更新加快和競爭日趨激烈,機械產(chǎn)品更新?lián)Q代速度越來越快,產(chǎn)品的設(shè)計周期越來越短,現(xiàn)代化的CAD技術(shù)也在不斷向前發(fā)展。過去傳統(tǒng)的CAD技術(shù)主要以計算為基礎(chǔ),處理符號推理。但是傳統(tǒng)的CAD技術(shù)已經(jīng)不能很好適應(yīng)創(chuàng)造性設(shè)計要求,工作很困難,因此,在農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)中的應(yīng)用CAD技術(shù)必須在系統(tǒng)中引入人工智能方法,采用專家系統(tǒng)技術(shù),積極發(fā)展智能化CAD技術(shù),以適應(yīng)創(chuàng)造性設(shè)計要求。智能化CAD設(shè)計系統(tǒng)是由多個智能體功能模塊有機組合在一起而設(shè)計出來的復(fù)雜系統(tǒng)。在農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)中的應(yīng)用應(yīng)用智能化的CAD系統(tǒng),可以很好解決農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造過程中復(fù)雜的設(shè)計、利用率低的難題,縮短機械產(chǎn)品開發(fā)周期,在未來具有巨大的經(jīng)濟效益和應(yīng)用前景;其次,數(shù)字化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械裝備制造中的應(yīng)用。隨著數(shù)字計算機的誕生,其逐漸被應(yīng)用到控制加工機床的加工運動方面,形成了數(shù)字控制機床。經(jīng)歷了長時間的發(fā)展,數(shù)控機床技術(shù)逐漸稱為衡量一個國家機械制造能力的重要標準。在國外發(fā)達國家的機械制造企業(yè)中基本上已經(jīng)實現(xiàn)了無圖紙生產(chǎn),廣泛使用CAD技術(shù)和CAN技術(shù),實現(xiàn)了全部的數(shù)字化設(shè)計。最近幾年,數(shù)字制造技術(shù)在我國有了一定的發(fā)展,如數(shù)控技術(shù)、制造信息支持持系統(tǒng)為主體的技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)中不斷得到應(yīng)用。但是從目前整體的發(fā)展情況來看,數(shù)字化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)中的應(yīng)用還比較滯后,但我們相信在今后的農(nóng)機制造領(lǐng)域?qū)絹碓蕉嗟膽?yīng)用到數(shù)字技術(shù),直接推動農(nóng)機制造行業(yè)實現(xiàn)自動化發(fā)展
3 虛擬技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)中的應(yīng)用
首先,虛擬裝配技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)中的應(yīng)用。利用虛擬樣機技術(shù)在農(nóng)機產(chǎn)品開發(fā)階段進行裝配評價,從而保證在農(nóng)業(yè)設(shè)備設(shè)計階段對整個產(chǎn)品的功能、性能從裝配角度進行分析,避免設(shè)計中存在失誤,為接下來的生產(chǎn)定型提供方便,節(jié)省大量時間和金錢。采用二維圖紙進行了平面設(shè)計和線性設(shè)計無法及時發(fā)現(xiàn)重設(shè)計制造過程中存在的的裝配干擾問題,在生產(chǎn)過程中一旦出現(xiàn)裝配干擾問題在后續(xù)需要花費大量時間和金錢重新設(shè)計,增加了制造成本,浪費大量時間和精力。而通過使用虛擬裝配技術(shù),設(shè)計人員在設(shè)計階段就可以對產(chǎn)品進行模擬加工,對設(shè)備零部件進行全方位的檢查,通過程序自動檢查機械設(shè)備設(shè)備裝配存在的干擾問題;其次,虛擬制造技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)中的應(yīng)用。其中應(yīng)用比較廣泛的是熱加工技術(shù)的應(yīng)用。模擬系統(tǒng)針對機械金屬材料的物理特性和化學(xué)特性以及制造技術(shù)難度進行全面分析,模擬機械設(shè)備成型過程中各種數(shù)值和物理量,對機械設(shè)備形成過程進行動態(tài)化的仿真模擬,在不同生產(chǎn)條件和制造環(huán)境分析不同金屬材料的配置情況,進而對機械設(shè)備熱成型零部件的質(zhì)量和性能急性控制和優(yōu)化,充分發(fā)揮不同看金屬材料的潛能,實現(xiàn)生產(chǎn)加工最輕化和材料應(yīng)用最優(yōu)化。
參考文獻
首先,通過農(nóng)業(yè)信息化手段,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中建立現(xiàn)代化信息體系,將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)長期所處的劣勢地位徹底轉(zhuǎn)變,在充分掌握動態(tài)的市場信息的前提下,適時調(diào)整農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,把握先機,掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主動權(quán),促進農(nóng)業(yè)更快更好地發(fā)展。其次,傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,缺乏必要的信息基礎(chǔ)支撐,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中不能緊跟市場行情,缺乏及時的市場信息,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)僅僅依靠農(nóng)戶對市場行情的經(jīng)驗判斷得來,往往導(dǎo)致盲目生產(chǎn)或者偏離市場需求生產(chǎn),缺乏對市場的敏銳嗅覺,農(nóng)產(chǎn)品滯銷現(xiàn)象非常常見。例如,因為某種機械剛剛面世,或者某種機械一定程度上備受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者歡迎,部分農(nóng)民就購買用以提供機械生產(chǎn)服務(wù),而也會有不少農(nóng)戶盲目跟風(fēng)似地蜂擁購買,導(dǎo)致市場飽和,供過于求,因服務(wù)數(shù)量過剩導(dǎo)致服務(wù)價格下跌,給農(nóng)民帶來不小的經(jīng)濟損失。在當(dāng)前的三農(nóng)建設(shè)中,農(nóng)業(yè)機械化、信息化已成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的必要途徑,各級農(nóng)業(yè)管理部門都強調(diào)應(yīng)用信息服務(wù)生產(chǎn),強化網(wǎng)絡(luò)等資源開發(fā),建立完整的農(nóng)業(yè)信息化管理體系,提高工作效率。同時通過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化網(wǎng)絡(luò)建設(shè),農(nóng)機維修技術(shù)人員可以很容易找到農(nóng)機故障分布并及時排除,提高農(nóng)機使用效率,促進農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展。
2信息技術(shù)應(yīng)用與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械存在的問題
2.1農(nóng)業(yè)機械使用、維護不當(dāng)
傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式下,農(nóng)業(yè)機械在使用過程中存在使用不當(dāng)、維護不到位的問題。如機械設(shè)備的過度使用,缺乏必要的保養(yǎng),或者機械設(shè)備等待時間及恢復(fù)時間較長等問題。實踐中,很多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者不注重農(nóng)機的日常維護保養(yǎng)工作,只有在農(nóng)業(yè)機械設(shè)備出現(xiàn)故障不能正常作業(yè)時方進行事后維修,甚至有的維修人員并非專業(yè)人士,在維修過程中給機械造成二次傷害。
2.2農(nóng)業(yè)機械管理缺乏信息技術(shù)的應(yīng)用
農(nóng)業(yè)機械管理過程中往往直接運用經(jīng)驗及習(xí)慣沿襲而來的傳統(tǒng)方法對機械設(shè)備進行管理,管理過程缺乏科學(xué)先進的信息技術(shù)手段的應(yīng)用。這種過時傳統(tǒng)的管理方式應(yīng)用于早期小規(guī)模或者農(nóng)業(yè)機械化早期單一機種的機械設(shè)備管理或許具有一定的指導(dǎo)作用,但隨著農(nóng)業(yè)機械品種的增加、數(shù)量的增多,這種落后的管理方式很難指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn),相反會增加管理成本,造成資源浪費。
2.3農(nóng)業(yè)機械組織難以做到最優(yōu)配置
農(nóng)業(yè)機械型號、品種、機型等眾多,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,多機種聯(lián)合作業(yè)非常普遍,這種農(nóng)業(yè)機群式生產(chǎn)方式會占用較多的資金,且生產(chǎn)過程中協(xié)調(diào)調(diào)度很難一步到位。農(nóng)業(yè)機械組織不能做到最優(yōu)配置,這直接影響農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)效率及生產(chǎn)質(zhì)量。因此做好農(nóng)業(yè)機械資源的最優(yōu)配置,也是農(nóng)業(yè)機械信息化生產(chǎn)的重要組成部分。
3信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的具體應(yīng)用
3.1管理信息系統(tǒng)運用到農(nóng)業(yè)機械管理
將與農(nóng)業(yè)機械相匹配的管理信息系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)機管理中,可以實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機械操作者進行生產(chǎn)活動的整體覆蓋,同時可以促進完善的、靈活的管理信息系統(tǒng)的建設(shè),這對農(nóng)業(yè)機械化綜合集成管理非常重要,在技術(shù)上便于農(nóng)業(yè)機械向模塊化、功能化發(fā)展與對接。在當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,管理信息系統(tǒng)運用到農(nóng)業(yè)機械管理中,使得管理者很容易了解機械使用過程中的各種信息與實時狀況,提高了農(nóng)機使用的安全程度,也大大提高了農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的品質(zhì),有利推動了農(nóng)業(yè)機械化進程。
3.2掌上電腦運用到移動農(nóng)業(yè)機械管理
掌上電腦是一種手持移動信息管理設(shè)備,這種設(shè)備可以靈活、及時、方便、持續(xù)地為農(nóng)業(yè)機械使用者提供信息查詢及處理等各種信息服務(wù)。其特點是價格低廉、便于攜帶、體型輕便且穩(wěn)定性強,在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械管理中運用掌上電腦,可提高農(nóng)機管理的便捷性,具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
3.3在農(nóng)業(yè)機群控制上運用先進的管理系統(tǒng)
伴隨著地理信息系統(tǒng)及全球定位系統(tǒng)的日益發(fā)展,農(nóng)業(yè)機械的虛擬現(xiàn)實技術(shù)及地理位置技術(shù)逐步發(fā)展起來。若將上述兩種技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機群控制中,可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機群的資源優(yōu)化配置,對農(nóng)機群的作業(yè)進行科學(xué)管控。同時可以控制機械作業(yè)時的實時方位,隨時向中央控制器地理信息、位置信息等,逐步實現(xiàn)農(nóng)業(yè)智能化管理。
3.4農(nóng)業(yè)機械間的總線通信技術(shù)
隨著智能化信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械管理上的應(yīng)用日益廣泛,電子控制單元的通用化及標準化的實施可大大加速電子機械的發(fā)展。例如,控制機械整體需要在駕駛室完成,如果能實現(xiàn)駕駛室的標準化電子控制,將具有非常重要的作用,可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械間的總線通信。在控制室安裝智能顯示終端設(shè)備,可實現(xiàn)多種機械間密切通信聯(lián)系,實現(xiàn)機械間信息交換與共享,同時可以接受系統(tǒng)發(fā)出的操作指示,完成精密作業(yè)。
4結(jié)語
盡管當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)機械化新技術(shù)已經(jīng)不斷投入應(yīng)用,也不斷擴大了運用范圍,但在農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)過程中依然存在諸多問題。盡管農(nóng)民的思想進行了改變,政府也對農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)有了足夠的重視程度,也對農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)投入了越來越多的財力、精力和管理。然而綜合國力決定我國依舊屬于發(fā)展中國家,我國的經(jīng)濟發(fā)展水平有限,科技水平也與發(fā)達國家有著一定的差距,這些情況的存在,都使得我國農(nóng)業(yè)機械化新技術(shù)在發(fā)展過程中,由于資金、技術(shù)等各個方面的原因,難以得到更為深入、全面的發(fā)展。另外,當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用的機械設(shè)備相較從前雖然已經(jīng)有了極大的發(fā)展,從數(shù)量、品種上都有了較大的提高,然而我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用的諸多機械設(shè)備相較發(fā)達國家依舊有著較大的差距,不夠先進的機械設(shè)備帶來的是農(nóng)業(yè)機械化新技術(shù)應(yīng)用難以跟上世界先進水平。由于我國經(jīng)濟水平、科技水平的地區(qū)性發(fā)展不平衡,也使得農(nóng)業(yè)機械化新技術(shù)的應(yīng)用在地域上有著極大的不平衡性,使得我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的整體水平得不到快速的提高。
2農(nóng)業(yè)機械化新技術(shù)發(fā)展前景
2.1電子監(jiān)控技術(shù)運用
隨著世界科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,世界農(nóng)業(yè)機械化新技術(shù)的發(fā)展極為快速,我國的整體科技水平雖然與世界上的發(fā)達國家存在一定的差距,但隨著我國綜合國力的不斷加強,科教興國等眾多國策的不斷落實發(fā)展,我國的科技水平與發(fā)達國家水平的差距也在不斷縮小。電子監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用是農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)的重要技術(shù),電子監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)r(nóng)用機械設(shè)備的使用做出最精確的監(jiān)控,保證在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中人員的絕對安全。另外,電子監(jiān)控技術(shù)能夠全方位的檢測農(nóng)作物的生長發(fā)育情況,全面了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際情況,及時了解生產(chǎn)過程中存在的問題并做出正確的解決措施,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。當(dāng)前我國在農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)過程中使用最為廣泛的是農(nóng)用電子傳感器,能夠準確的檢測作物生長環(huán)境的自然條件以及作物的自身生長情況,能夠更好的實時了解作物生長以及性狀情況,帶來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加高效。另外,隨著電子技術(shù)的不斷成熟,微型芯片等各類電子監(jiān)控技術(shù)的使用,更是使得農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)向智能化的方向發(fā)展。
2.2無人化操作應(yīng)用
隨著科技的發(fā)展和進步,無人化操作在各行各業(yè)中均已投入使用,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中也不例外。隨著計算機等高科技的使用越來越廣泛,機器人的研發(fā)作業(yè)已經(jīng)有了較為成熟的發(fā)展,而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,機器人等各類無人化操作更是農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)發(fā)展過程中重要的技術(shù)之一。當(dāng)前,隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)范圍、難度也不斷加大,這就使得當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相較傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式有著更為復(fù)雜以及更高的操作難度,甚至很多已經(jīng)超過了人工所能夠完成的基礎(chǔ)操作,因此,機器人等無人化操作技術(shù)就顯得至關(guān)重要。另外,機器人的使用也能夠使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)操作更為精確,減少人工操作也就意味著在一定程度上能夠帶來更好的經(jīng)濟效益,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。然而,當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中農(nóng)業(yè)機器人的研發(fā)技術(shù)依舊不夠成熟,在使用過程中還存在一些問題,但在未來很長一段時間內(nèi)一定能夠成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化技術(shù)的主流之一。
2.3向著精準農(nóng)業(yè)和保護性耕作發(fā)展
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,我國的自然環(huán)境已經(jīng)遭受到了一定的破壞,因此我國出臺了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。這一戰(zhàn)略道路的提出也提示廣大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作者,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中更要注重農(nóng)業(yè)生產(chǎn)同自然環(huán)境相協(xié)調(diào),堅持走可持續(xù)發(fā)展道路。因此,在當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化技術(shù)發(fā)展過程中,越來越注重采用更加先進的技術(shù),對農(nóng)業(yè)進行精準化生產(chǎn),并對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境進行全面的監(jiān)測控制,對檢測出的問題提出最科學(xué)的解決對策,全面保護農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境以及確保農(nóng)作物生長以及今后長期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能夠得到最好的保障。保護性耕作在農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)中能夠充分確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,在科技水平不斷發(fā)展,農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)不斷趨于智能化、科技化的同時,保障了未來很長一段時間內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利進行,是農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)技術(shù)的重要方面。
3結(jié)論
關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)機器人;發(fā)展現(xiàn)狀;問題;發(fā)展前景
我國是一個農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)問題一直是影響到中國社會經(jīng)濟發(fā)展的根本,建國初期的經(jīng)濟發(fā)展主要靠農(nóng)業(yè),生產(chǎn)力低下是農(nóng)業(yè)發(fā)展緩慢的原因之一。隨著信息化時代的到來,出現(xiàn)了各式各樣的機器人來代替人們進行作業(yè)。近些年國內(nèi)外的機器人在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用也愈來愈廣泛[1,2]。農(nóng)業(yè)機器人的廣泛應(yīng)用改善了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式,主要體現(xiàn)在減少勞動力的投入、節(jié)約成本、提高生產(chǎn)效率[3]。縱觀近些年農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展,我們?nèi)钥梢钥闯鲆恍┎蛔悖貉邪l(fā)機器人成本高、機器人生產(chǎn)效率偏低、智能化程度不高、差距顯著等。農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展還需要改進,本文主要對農(nóng)業(yè)機器人的應(yīng)用現(xiàn)狀進行歸納,分析其優(yōu)勢與不足,并給出幾點展望。
1農(nóng)業(yè)機器人應(yīng)用
1.1國外機器人的應(yīng)用現(xiàn)狀
農(nóng)業(yè)機器人愈發(fā)受到農(nóng)業(yè)人口較少的發(fā)達國家的重視,這也是國際農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)競爭的焦點之一。作為農(nóng)業(yè)機器人研究最早、同時也是市場發(fā)育最為成熟國家之一的日本,目前已研制出育苗機器人、扦插機器人、農(nóng)藥噴灑機器人、施肥機器人和移栽機器人等多種農(nóng)業(yè)機器人,在理論與應(yīng)用方面都居世界前列。然而美國由于國土面積廣闊及自身先進的科學(xué)技術(shù)作支撐,美國在理論與技術(shù)上都比較成熟。最具代表性的是美國新荷蘭農(nóng)業(yè)機械公司發(fā)明的多用途自動化聯(lián)合收割機器人,很適合在美國一些大片規(guī)劃整齊的農(nóng)田里收割莊稼[4]。西班牙初創(chuàng)公司已研制出一種全自動草莓收割機,這種收割機有24條“手臂”,可以獨立采摘草莓。每個機械臂配有攝像頭,內(nèi)置短距離集成色彩和紅外深度傳感器。憑借這種傳感器,機器人能分析核實每個草莓的外觀和顏色,配套軟件根據(jù)草莓的顏色進行識別然后判斷作物是否可以采摘,這種機器人功能齊全,能夠精確的確定草莓的位置,幾乎能完成所有人工操作環(huán)節(jié)[4],而且完全不必擔(dān)心對草莓造成損傷。
1.2國內(nèi)機器人的應(yīng)用現(xiàn)狀
與發(fā)達國家相比,我國農(nóng)業(yè)機器人無論是研發(fā)還是應(yīng)用都還處于起步階段,直到上世紀90年代中期,我國才開始了農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)的研發(fā),比一些發(fā)達國家起步晚了十余年。受市場投資、生產(chǎn)成本、技術(shù)落后等的影響,我國農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展較為緩慢,我國目前研發(fā)并投入使用的農(nóng)業(yè)機器人有除草機器人、采摘機器人、扦插機器人、育苗機器人等,并在生產(chǎn)方面已取得很大的進展。比如國內(nèi)研發(fā)出的嫁接機器人,在國內(nèi)自動化技術(shù)充分發(fā)展的背景下已出現(xiàn)了全自動的蔬菜嫁接機器人。在自動化和算法應(yīng)用的作用下不僅大大提高了嫁接后的成活率而且還節(jié)約了人力,使嫁接作業(yè)變的更為簡便。國內(nèi)還有蘋果采摘機器人、荔枝采摘機器人和黃瓜采摘機器人等,這些水果采摘機器人在高科技水平的支撐下能夠?qū)崿F(xiàn)對瓜果類農(nóng)產(chǎn)品進行無損采摘作業(yè),有的機器人能夠?qū)崿F(xiàn)在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的自主導(dǎo)航作業(yè),實現(xiàn)從搜索、掃描、識別、定位到末端執(zhí)行器控制與操作,最終實現(xiàn)農(nóng)作物的采收,這種技術(shù)打破了傳統(tǒng)機器人工作在結(jié)構(gòu)化環(huán)境的技術(shù)屏障,是在科研水平上的創(chuàng)新為以后農(nóng)業(yè)機器人走出實驗室,進入自然環(huán)境進行作業(yè)提供了強有力的理論與技術(shù)的支撐[5]。
2農(nóng)業(yè)機器人的特點及分類
相比于其他行業(yè)的機器人而言,農(nóng)業(yè)機器人的特點可簡要概括為以下幾個方面:1)現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)機器人大多是工作在農(nóng)田或溫室大棚里,一方面作物的生長受到光照溫度濕度等的影響,另一方面作物在不斷生長,種種原因使農(nóng)業(yè)機器人的工作環(huán)境較復(fù)雜這就要求機器人的智能化程度較高,靈活性強。2)不同種類的機器人工作面對的對象也有所差異,農(nóng)作物一般比較脆弱,易受到外加的壓力或者溫度等影響而產(chǎn)生變形或者斷裂,除此之外,在農(nóng)作物不同的成長階段,對應(yīng)的機器人都需要根據(jù)不同的情況進行具體的分析,這就需要機器人本身具備很高的靈活性和智能化。這也是現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)機器人在發(fā)展中的一個核心技術(shù)。3)農(nóng)業(yè)機器人的操作對象一般是農(nóng)民,因此操作起來應(yīng)比較簡單,不能過于繁瑣,使用農(nóng)業(yè)機器人應(yīng)簡單便捷,在保證速度的前提下盡可能的保證其效率,讓人們能更好更快的去學(xué)習(xí)使用功能。減輕人們的勞動強度,提高生產(chǎn)率和作業(yè)質(zhì)量,減少農(nóng)藥和化肥等化學(xué)產(chǎn)品的使用,節(jié)約成本還能保護環(huán)境。4)農(nóng)業(yè)機器人是一種具備某些與人類或生物相似的智能能力,是一種具有高度靈活性的自動化機器,能夠代替人們做一些單調(diào)和重復(fù)的長時間作業(yè),能夠進入危險環(huán)境代替人們進行勞動,工作質(zhì)量穩(wěn)定,保證產(chǎn)品的一致性。5)農(nóng)業(yè)機器人的應(yīng)用不僅局限于陸地方面,還可以運用到空中;提到無人機相信大家都不陌生,無人機的應(yīng)用已經(jīng)衍生到各方面中,在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用:比如用無人機噴灑農(nóng)藥、運送肥料、航拍檢測農(nóng)作物的生長情況等[6]。這樣可以讓我們更方便管理農(nóng)作物,獲得最高質(zhì)量的產(chǎn)品。針對不同的工作對象、環(huán)境等,現(xiàn)已研發(fā)出了一系列的農(nóng)業(yè)機器人[7],根據(jù)不同的生產(chǎn)要求主要有如圖1所示幾類:
3農(nóng)業(yè)機器人的問題及不足
機器人的出現(xiàn)給各個產(chǎn)業(yè)帶來了生機,人們的生產(chǎn)生活方式發(fā)生了巨大的變化,但與一些發(fā)達國家相比我國農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展在某些方面還是比較落后,今后需要進一步向更智能化、更自動化、更先進發(fā)展?,F(xiàn)階段的機器人仍有許多不足,總結(jié)主要有如下幾點:1)比如農(nóng)業(yè)機器人的智能化程度較低、處理問題的方式單一;2)制造成本高研發(fā)難度大,使得農(nóng)業(yè)機器人的推廣面臨巨大的挑戰(zhàn);3)普遍存在的問題是農(nóng)村勞動力短缺,機械化規(guī)模小,普及率低,很難實現(xiàn)標準化統(tǒng)一;4)發(fā)展不夠成熟,大批量研發(fā)使用還會有一定的風(fēng)險;5)創(chuàng)新型人才短缺,先進的生產(chǎn)技術(shù)難以得到普及運用;6)農(nóng)業(yè)機器人作業(yè)是季節(jié)性的大多都針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的某一環(huán)節(jié),功能單一,利用效率低。
4農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展前景及趨勢
科技水平飛速發(fā)展不僅改變了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式而且緩解了勞動力人口短缺的現(xiàn)狀,代替人們自主完成枯燥且長時間重復(fù)的工作?,F(xiàn)階段,農(nóng)業(yè)機器人也正發(fā)生著向小型、低耗、智能化和自動化轉(zhuǎn)型,農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是當(dāng)前普遍流行的農(nóng)業(yè)種植管理方式,實現(xiàn)系統(tǒng)化,通過大數(shù)據(jù)匯聚信息。農(nóng)業(yè)機器人的興起正逐漸成為國內(nèi)外科研的重點,疫情期間糧需求量增加,解決發(fā)展問題必須還要依靠科技的進步,發(fā)揮農(nóng)業(yè)科技的力量愈發(fā)顯示出高度的重要性。首先,農(nóng)業(yè)機器人的應(yīng)用為國家的農(nóng)業(yè)自動化、精準化、智能化發(fā)展帶來了強勁動力,在國家經(jīng)濟、科技都取得快速發(fā)展的情況下,加大了對農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的扶持力度,通過農(nóng)業(yè)機器人的研發(fā)與應(yīng)用,期望能提升土地生產(chǎn)力以維護糧食安全和社會的穩(wěn)定。其次,農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展已從早期的平坦陸地衍生到復(fù)雜地形、水中和空中領(lǐng)域,由最笨拙復(fù)雜的結(jié)構(gòu)發(fā)展到輕盈先進的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機器人,5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)再加上物聯(lián)網(wǎng)和人工智能、GPS等的普及應(yīng)用使得機器人的智能化程度得以飛速提升,從而才能更好的為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù),農(nóng)業(yè)機器人的市場正在迎來快速增長階段。現(xiàn)已經(jīng)出現(xiàn)農(nóng)業(yè)機器人替代人們完成繁重的體力勞動、提高生產(chǎn)效率的實例,大大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。用科技代替資源,不斷提高資源的利用率,從而提高經(jīng)濟效益。隨著經(jīng)濟水平的持續(xù)高速發(fā)展,我國農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展在新的生產(chǎn)模式中會出現(xiàn)良好的機遇,在全球科技的不斷變革下,勢必會有一些新型高端技術(shù)的出現(xiàn),將會不斷改變和影響現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,所以農(nóng)業(yè)機器人的研發(fā)對我國未來農(nóng)業(yè)的長遠發(fā)展意義非凡。
參考文獻
[1]肖旭,李明,謝景鑫,等.農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展綜述[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2020,422(11):121-126.
[2]張鵬,張麗娜,劉鐸,等.農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)研究現(xiàn)狀[J].農(nóng)業(yè)工程,2019,9(10):1-12.
[3]王家碩,陳炳舟,楊廣召,等.農(nóng)業(yè)機器人在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用[J].安徽農(nóng)學(xué)通報,2020,402(20):132-133.
[4]王儒敬,孫丙宇.農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]中國科學(xué)院院刊,2015,30(6):803-809.
[5]林歡,許林云.中國農(nóng)業(yè)機器人發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報,2015,27(5):865-871.
[6]唐鵬飛,田晶.無人機在未來農(nóng)機中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].南方農(nóng)機,2020,51(16):53-54.
關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)機械設(shè)計;數(shù)字化設(shè)計技術(shù);現(xiàn)代化
農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品具有種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易操作等特點,我國是農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)機械具有非常廣闊的市場潛力。然而,受到傳統(tǒng)設(shè)計理念與設(shè)計工藝的影響,我國機械產(chǎn)品的整體設(shè)計水平偏低,數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用,顛覆了農(nóng)業(yè)機械的傳統(tǒng)設(shè)計模式,極大地提升了農(nóng)業(yè)機械設(shè)計的效率與質(zhì)量,尤其是CAD、CAE等技術(shù),更是改變了產(chǎn)品的生命周期,實現(xiàn)了對農(nóng)業(yè)機械設(shè)備整體設(shè)計的優(yōu)化。
1數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的內(nèi)涵與優(yōu)勢
1.1數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的內(nèi)涵
數(shù)字化設(shè)計技術(shù)指的是一種將聲音、圖文轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù),之后再轉(zhuǎn)化成二進制代碼,經(jīng)過計算機進行信息傳遞與處理的技術(shù)。在信息化時代,數(shù)字化設(shè)計技術(shù)逐漸演變成為依靠計算機進行輔助的新型設(shè)計技術(shù),故計算機是數(shù)字化設(shè)計的基礎(chǔ),也是核心。從另一個角度來說,數(shù)字化設(shè)計技術(shù),即以計算機為核心構(gòu)建數(shù)字化模型,再通過數(shù)字化平臺展開產(chǎn)品研發(fā)的一種技術(shù),數(shù)字化技術(shù)最明顯的特點即不需要實物模型。
1.2數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的優(yōu)勢
(1)數(shù)字化設(shè)計技術(shù)視為一種產(chǎn)品定義模型,其可以在各行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮作用,且具有較大的發(fā)展空間;(2)數(shù)字化設(shè)計技術(shù)可進行仿真模擬處理,不需要實物模型,因而可有效降低設(shè)計成本;(3)相比傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計形式,數(shù)字化設(shè)計技術(shù)依托數(shù)字化平臺,以計算機為基礎(chǔ),產(chǎn)品設(shè)計更具靈活性,不受時間、地點的限制;(4)在數(shù)字化設(shè)計中,可以采取分工合作模式進行多元設(shè)計,將不同板塊的設(shè)計交由不同小組同步進行設(shè)計,整體設(shè)計更加系統(tǒng)化,提高了設(shè)計效率。
2農(nóng)業(yè)機械設(shè)計的特征與現(xiàn)狀
農(nóng)業(yè)機械設(shè)計的特征主要體現(xiàn)在:第一,我國農(nóng)作物類型比較豐富,所以農(nóng)業(yè)機械種類繁多,例如播種機就包括條播機、精密播種機、穴播機等多個類型;第二,雖然農(nóng)業(yè)機械種類豐富多樣,但大多數(shù)功能比較簡單,上手難度低,操作也比較便利。目前我國的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備大部分是由傳動系統(tǒng)、機件、鎮(zhèn)壓器、軸輪等構(gòu)件組成。這些均為數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的應(yīng)用,提供了良好基礎(chǔ)與廣闊前景。目前,數(shù)字化設(shè)計已經(jīng)在國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中得到了廣泛應(yīng)用,主要應(yīng)用技術(shù)包括CAD、CAE等技術(shù)。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用,不僅提高了設(shè)計效率,降低了設(shè)計成本,而且也極大地縮短了農(nóng)業(yè)機械的設(shè)計周期,更便于達到設(shè)計要求。而且,為了給農(nóng)業(yè)機械后續(xù)維修工作提供便利,在初期設(shè)計時,更注重農(nóng)業(yè)機械的整體化設(shè)計。隨著農(nóng)業(yè)機械化水平的不斷提升,農(nóng)業(yè)機械的市場需求增加,產(chǎn)品定制需求增多,而且對產(chǎn)品的品質(zhì)要求也更加嚴格。在這一新的商業(yè)環(huán)境下,農(nóng)業(yè)機械設(shè)計更應(yīng)注重數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用,必要時進行跨部門合作,更好地展開農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的設(shè)計與制造,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)?;?、自動化發(fā)展,提供保障,為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展水平的進一步提升,提供內(nèi)動力。
3數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用熱點
3.1計算機輔助技術(shù)
計算機輔助技術(shù)簡稱CAD,以現(xiàn)代設(shè)計理念為基礎(chǔ),不僅具有開放性較強的產(chǎn)品設(shè)計模式,而且開發(fā)程序也具有較強規(guī)范性。從數(shù)字技術(shù)層面來看,CAD技術(shù)在概念、任務(wù)、技術(shù)等層面均有所優(yōu)化,可以設(shè)計更多優(yōu)秀產(chǎn)品。以CAD技術(shù)為核心設(shè)計的產(chǎn)品,大部分是以概念設(shè)計產(chǎn)品與構(gòu)型設(shè)計產(chǎn)品。其中,概念設(shè)計即制定產(chǎn)品設(shè)計方案的具體內(nèi)容,而構(gòu)型設(shè)計即明確具體細節(jié)。
3.2虛擬原型技術(shù)
虛擬原型技術(shù)簡稱VR是最近5年內(nèi)數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的翹楚,得到了設(shè)計領(lǐng)域的重點關(guān)注。VR技術(shù)是在CAD、CAM、CAE技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,其可以在特有技術(shù)基礎(chǔ)上,對多方面技術(shù)進行全面整合。VR技術(shù)可以實現(xiàn)成品信息與基本概念的整合,并從行為、感官以及功能等方面不斷對其進行優(yōu)化。在該技術(shù)中,產(chǎn)品設(shè)計的整個過程被視為多個不同極端,且逐漸向全生命周期進行轉(zhuǎn)變,以此推動產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)兩個階段的融合,在很大程度上推動了各行業(yè)的發(fā)展。
3.3知識工程技術(shù)
知識工程技術(shù)簡稱KBE,是現(xiàn)階段應(yīng)用率最高,且特色最明顯的一種數(shù)字化設(shè)計技術(shù)。KBE技術(shù)主要應(yīng)用在提前預(yù)測未來市場技術(shù)發(fā)展趨勢,因而該技術(shù)的應(yīng)用比較依賴新知識內(nèi)容。同時,KBE技術(shù)在信息傳遞、知識展示等方面,也具有較好的應(yīng)用效果。而且,還能夠單獨構(gòu)建顯性、隱性知識統(tǒng)一建模,有利于技術(shù)創(chuàng)新的橫縱向發(fā)展。
4數(shù)字化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品中的具體應(yīng)用
4.1VR技術(shù)的應(yīng)用
VR技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用,將影音資料、3D影像、多媒體等進行整合,使設(shè)計人員可以更好地利用個人想法,創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的設(shè)計情境,所以應(yīng)用VR技術(shù),設(shè)計人員可以享受身臨其境般的設(shè)計體驗。目前,VR技術(shù)主要應(yīng)用在大型設(shè)備的設(shè)計中,對設(shè)備的特殊性能進行模擬,之后逐步實現(xiàn)設(shè)備與功能之間的優(yōu)化。與此同時,通過其創(chuàng)設(shè)的信息反饋平臺,能夠加速產(chǎn)品的投放,提升產(chǎn)品應(yīng)用效果,讓用戶直接了解產(chǎn)品的優(yōu)勢,進而更好地掌握設(shè)備應(yīng)用要點。在國外,應(yīng)用VR展開農(nóng)業(yè)機械設(shè)計的技術(shù)有很多種,最具代表性的即可視化技術(shù),該技術(shù)以CAD技術(shù)為基礎(chǔ),構(gòu)建功能性模型,再通過模型輸入的方式,將其傳遞到VR環(huán)境中,最終實現(xiàn)設(shè)備強化。例如,用戶可以通過VR頭盔顯示器,直接對農(nóng)業(yè)機械設(shè)備進行操控體驗。同時,VR技術(shù)在農(nóng)業(yè)設(shè)備拆裝中也有廣泛應(yīng)用,如小麥聯(lián)合收獲機的各方面功能,均可以通過VR技術(shù)展現(xiàn)出來,包括原理展示、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等,讓使用者可以進行拆裝練習(xí),不斷提升自身對機械設(shè)備的操控與應(yīng)用能力。此外,VR-CAD系統(tǒng)在虛擬環(huán)境設(shè)計中也可以發(fā)揮作用,優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的設(shè)計模式與功能效果。
4.2農(nóng)業(yè)機械設(shè)備產(chǎn)品的創(chuàng)新
數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的應(yīng)用,主要體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)機械設(shè)備產(chǎn)品的創(chuàng)新方面,即利用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)對農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的使用性能、使用效果等進行創(chuàng)新,增強產(chǎn)品的新穎性,并提供給消費者更多選擇。目前,在農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計中,主要從該類型農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的常見使用問題或故障入手,從設(shè)計層面針對性地采取改進措施,進而降低故障發(fā)生率以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,提升該類型農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的市場競爭力,擴大市場份額。一般情況下,在利用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)對農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品進行創(chuàng)新時,主要從技術(shù)分析、材料優(yōu)選等方面進行。例如,近幾年我國研發(fā)出了一種新型拖拉機,該拖拉機不同于傳統(tǒng)低功率拖拉機,其采用了數(shù)字化同步器與動力換擋配合靜液壓傳動系統(tǒng),具有獨立的控制機構(gòu)與控制面板,不僅更易操作,而且系統(tǒng)更加靈活,功率更高。
4.3協(xié)同化優(yōu)化設(shè)計
在當(dāng)下復(fù)雜的市場環(huán)境下,農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)不僅涉及市場競爭,而且為了更好地滿足消費者個性化的定制需求,必要時還需要進行跨企業(yè)合作。所以,農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中,數(shù)字化設(shè)計的應(yīng)用與協(xié)同化發(fā)展,已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)機械設(shè)計與制造企業(yè)生存的關(guān)鍵。因此,數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的協(xié)同化設(shè)計中具有較好的應(yīng)用效果。為了從海量的技術(shù)信息與零件資源中,找到所需要的信息與數(shù)據(jù),必須利用數(shù)字化技術(shù)對搜索技術(shù)進行優(yōu)化,進而實現(xiàn)對所需零件參數(shù)與性能的高效率搜索。例如,PTC企業(yè)的Web服務(wù)器,其中儲存了海量的技術(shù)型方案,我國的農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品制造企業(yè)應(yīng)借鑒這一做法,以不斷地提升數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用效果。此外,隨著環(huán)保理念不斷深入人心,為了建設(shè)環(huán)境友好型社會,農(nóng)業(yè)行業(yè)也應(yīng)朝著綠色化方向發(fā)展,而數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用,極大地促進了農(nóng)業(yè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用,顯著提升了農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的節(jié)能效果,降低了能源損耗,充分發(fā)揮了環(huán)保能力。
5結(jié)語
總而言之,我國農(nóng)業(yè)機械設(shè)計的數(shù)字化發(fā)展還處在探索性階段,很多理論、方法等還不夠成熟。在進入數(shù)字化時代后,農(nóng)業(yè)機械設(shè)計更應(yīng)注重數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用,充分利用數(shù)字化設(shè)計效率高、成本低、可控性強等優(yōu)勢,持續(xù)提升農(nóng)業(yè)機械設(shè)計的科學(xué)性、高效性,并不斷利用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)展開農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品設(shè)計的創(chuàng)新,以不斷促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化發(fā)展,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化、規(guī)模化,進而推動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展水平更上一層樓。
參考文獻:
[1]馬云紅,董中輝.現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械工程設(shè)計中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2019,v.39;No.329(12):47-48.
[2]薛先斌,高剛毅.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械中計算機智能化技術(shù)的應(yīng)用與研究[J].南方農(nóng)機,2020,v.51;No.343(03):62-63.
[3]繆興龍.淺談數(shù)字化設(shè)計技術(shù)及其在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機,2020,v.51;No.361(21):51-52.
[關(guān)鍵詞]農(nóng)業(yè);工程設(shè)計;應(yīng)用
機械設(shè)計是在機械工程中最重要的一項環(huán)節(jié)。它對于現(xiàn)代設(shè)計的發(fā)展、生產(chǎn)質(zhì)量的好壞,都會有一定的影響。對于企業(yè)的發(fā)展和所獲得的經(jīng)濟效益,它的作用也不能忽視。時代在不斷的創(chuàng)新發(fā)展,在機械設(shè)計中,現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)也逐漸普遍應(yīng)用與不斷創(chuàng)新。
1現(xiàn)代技術(shù)與體現(xiàn)
1.1在現(xiàn)代的工程設(shè)計中,計算機技術(shù)被廣泛的實施應(yīng)用
并且將傳統(tǒng)的技術(shù)方式逐漸替代。因為新型的技術(shù)得到了普及,從而使設(shè)計進程加快,設(shè)計質(zhì)量也得到了提高。因為運用軟件得到的數(shù)據(jù)更多更精準,使設(shè)計者在與主要模型進行數(shù)據(jù)交流時,更加的方便有效,從而使不同的設(shè)計目得以實現(xiàn)。文檔的設(shè)計建立、修改、檢查,都是由產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理所控制,它還及時的監(jiān)控信息的存儲,做到了設(shè)計自動化。因為設(shè)計的改革創(chuàng)新,使設(shè)計的效果、產(chǎn)品的質(zhì)量都得到了有效的提升,也使設(shè)計的精確程度不斷提高?,F(xiàn)代的設(shè)計技術(shù)是由現(xiàn)代的設(shè)計方法、計算機的輔助等多種設(shè)計技術(shù)相互融合產(chǎn)生出來的。就好比計算機的功能是設(shè)計模型和工程圖學(xué)的相結(jié)合。它能夠根據(jù)工程的不同、設(shè)計的任務(wù)不同等多方面因素和特點,選擇出最為適宜的辦法和技術(shù),對在工程設(shè)計中產(chǎn)生的問題,實行更好的解決。
1.2設(shè)計方法
在不同的設(shè)計方案中選出最為合適的方案,這樣可以大幅度提高設(shè)計目標的滿意程度。通過對農(nóng)業(yè)機械工程設(shè)計的機械設(shè)計理論、規(guī)范化的要求,再結(jié)合建模技術(shù)建立出數(shù)學(xué)模型,規(guī)范合理的選出最佳的設(shè)計方案。然后對設(shè)計方案進行處理和優(yōu)化,最后進行評判。傳統(tǒng)的設(shè)計方案往往存在著一定的局限性,已經(jīng)不能夠適應(yīng)現(xiàn)代化工程技術(shù)發(fā)展新要求。在現(xiàn)代的農(nóng)業(yè)機械工程設(shè)計中,設(shè)計技術(shù)已經(jīng)逐漸實現(xiàn)了人工智能化、信息化技術(shù)等多種設(shè)計技術(shù)的運用,這將是農(nóng)業(yè)工程設(shè)計的發(fā)展新要求和發(fā)展新方向。
1.3現(xiàn)代化技術(shù)的價值
在農(nóng)村的機械設(shè)計工程中,運用新興的科技設(shè)計技術(shù),既改善了農(nóng)村的環(huán)境問題,使自然資源得到保護,又使農(nóng)村的發(fā)展不斷邁進,向現(xiàn)代化進程不斷發(fā)展。在現(xiàn)代化的設(shè)計技術(shù)中,可以把設(shè)計、資源相結(jié)合。既能夠開發(fā)資源,還可以約束開發(fā)行為,資源的應(yīng)用在新型設(shè)計技術(shù)也可以更加的廣泛。通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新與改善,使農(nóng)村的環(huán)境煥然一新,打開了工程設(shè)計的技術(shù)市場,使交流更加密切,農(nóng)村的發(fā)展也能在技術(shù)的帶動下越來越好?,F(xiàn)代設(shè)計技術(shù)還能提高農(nóng)村的,機械設(shè)計工程效率,將先進的科技和機械設(shè)計有機結(jié)合,為農(nóng)村的發(fā)展注入新鮮血液。就可以在發(fā)展中不斷創(chuàng)新,創(chuàng)新中不斷進步,逐漸實現(xiàn)現(xiàn)代化設(shè)計技術(shù)與農(nóng)業(yè)機械的相結(jié)合。更好的帶動生產(chǎn)力的發(fā)展,提高生產(chǎn)效率,進而使經(jīng)濟得到發(fā)展,符合現(xiàn)代化建設(shè)新要求,并且向更高水平的現(xiàn)代化進程邁進。嘉興科技城的發(fā)展也一直都向著科技技術(shù)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(zhí)行力度和服務(wù)能力,打造成為南湖區(qū)乃至嘉興經(jīng)濟發(fā)展的新動力和引擎??萍汲堑陌l(fā)展要堅持科技技術(shù)的運用,將創(chuàng)新落實到科技型企業(yè)、高新企業(yè)的增加值增長上。要緊緊圍繞新一代電子信息技術(shù)、智能裝備制造業(yè)發(fā)展,引進、培育新興產(chǎn)業(yè)??萍汲且e極參與嘉興市作為全省科技協(xié)同創(chuàng)新基地的建設(shè),并做好東接上海科技中心、西聯(lián)杭州城西科技大走廊工作,打造生產(chǎn)、生活、生態(tài)的“三生”共融的產(chǎn)業(yè)新城。這項工程運用了現(xiàn)代化設(shè)計技術(shù),有助于邁向更好的發(fā)展新階段。
2機械的主要設(shè)計
2.1機械技術(shù)創(chuàng)新
機械技術(shù)的創(chuàng)新就是充分發(fā)揮出設(shè)計師的智慧,通過自身的創(chuàng)造力念和設(shè)計原理,在原有的機械技術(shù)上進行新的構(gòu)思,創(chuàng)造出更好更利于機械工程的新科技。在原有的基礎(chǔ)上,繼續(xù)的完善和設(shè)計現(xiàn)代化技術(shù),創(chuàng)造出更符合農(nóng)業(yè)機械工程的技術(shù)。在新的技術(shù)發(fā)展中,人是設(shè)計技術(shù)的主導(dǎo)者,這就要求設(shè)計者擁有創(chuàng)新思維,采用新型的設(shè)計方法,從傳統(tǒng)的機械性能出發(fā),不斷的對技術(shù)進行創(chuàng)新,從而實現(xiàn)更好的機械設(shè)計技術(shù)。
2.2機械優(yōu)勢創(chuàng)新
為了讓農(nóng)業(yè)機械工程設(shè)計技術(shù)不斷進步,就要采取新的設(shè)計優(yōu)勢。這就不單單是一個方面,也要面對市場。所以在機械設(shè)計中,也要進行市場需求的分析,采取新的設(shè)計理念,找到新的設(shè)計優(yōu)勢,不斷的創(chuàng)新,才能完善和發(fā)展。
2.3機械設(shè)計穩(wěn)定性
現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械工程設(shè)計中,一定要有好的穩(wěn)定性,這樣才能使設(shè)計出來的東西質(zhì)量得到保證,繼而減少不必要的損失。在現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)中,通過新型機械設(shè)計技術(shù)的運用,使機械的設(shè)計質(zhì)量逐漸完善精良,也符合現(xiàn)代化設(shè)計技術(shù)的要求。只有這樣才能提高生產(chǎn)力,使機械技術(shù)不斷的發(fā)展和進步。
通過對本文的研究探討,把現(xiàn)代的設(shè)計技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機械工程的設(shè)計發(fā)展中,這是對社會的價值,和經(jīng)濟的價值都起到了很大的作用。在新興技術(shù)的不斷發(fā)展中,也為農(nóng)業(yè)發(fā)展開辟了更廣闊的道路。在發(fā)展中加入新的設(shè)計理念,使技術(shù)帶動生產(chǎn),不斷地進行對科技的探索,積累更多的經(jīng)驗,從而帶動整體農(nóng)業(yè)機械工程設(shè)計的新發(fā)展。
作者:楊菊觀 單位:浙江省嘉興市科技城農(nóng)經(jīng)水利科
參考文獻
關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)機械;精準化農(nóng)業(yè);自動導(dǎo)航技術(shù);研究進展
前言
農(nóng)業(yè)一直都是各個國家發(fā)展所必須面臨的問題之一,而農(nóng)業(yè)機械的自動化導(dǎo)航技術(shù)雖然在我們國家的農(nóng)業(yè)發(fā)展史當(dāng)中存在的年頭不多,但是在世界農(nóng)業(yè)發(fā)展史當(dāng)中可以說是一個古老的話題。在上個世紀二十年代中期,Willrodt就發(fā)明的一種的拖拉機應(yīng)用附件,并且獲得了專利許可。這種附件技術(shù)可以在實際的應(yīng)用過程當(dāng)中引導(dǎo)機械沿著犁溝的平行路線行駛?,F(xiàn)代農(nóng)業(yè)的機械自動導(dǎo)航技術(shù)在精準化農(nóng)業(yè)的背景之下被廣泛關(guān)注,因此對農(nóng)業(yè)機械自動導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展研究有著鮮明的現(xiàn)實意義。
一、農(nóng)機位置測量方法
農(nóng)業(yè)機械的自動導(dǎo)技術(shù)首先需要解決的就是農(nóng)機位置測定,對于農(nóng)業(yè)機械的位置測定將會包括機械位置、航向、速度、車輪轉(zhuǎn)角等內(nèi)容,其中最為重要的還是機械當(dāng)前位置的測定。而對機械位置進行測定的方法大致可以分為兩種,一種是相對位置測定方法,一種是絕對位置測定方法。其中相對位置的測定主要測定的內(nèi)容是機械與導(dǎo)航基線的位置關(guān)系,而絕對位置的測定,其測定的內(nèi)容為機械在地理空間當(dāng)中的位置。
(一)基于機器視覺的位置測量方法
機器視覺的位置測定方法其實是利用計算機技術(shù)來模仿人的視覺效果,然后從客觀圖像當(dāng)中發(fā)現(xiàn)并提取有用的信息,最終加以分析、理解及實際測量控制。這種方法最大的優(yōu)點在于十分的迅速,并且其自身的信息存儲量較大,功能也是十分的健全。在機器視覺位置測量方法當(dāng)中,自動導(dǎo)航技術(shù)會將機械的攝像機作為信息傳感器,利用圖像技術(shù)來對環(huán)境當(dāng)中的作物進行識別,以此為基礎(chǔ)確定機械運行的基線,其中被應(yīng)用于作物識別以及導(dǎo)航基線測定的方法主要有Hough變換法、最小二乘法、以及垂直投影法。其中Hough變換法是現(xiàn)階段應(yīng)用于研究最為廣泛的一種直線段基線檢測方法,因為這種方法在實際的應(yīng)用過程當(dāng)中具有較好的魯棒性能,受到外界環(huán)境因素的影響佳較小,經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展已經(jīng)成為了研究與應(yīng)用最為廣泛的一種導(dǎo)航方法。而垂直投影法則是利用圖像方法,對所采取的圖像進行灰化,然后利用垂直投影法圖像當(dāng)中的目標區(qū)域與非目標區(qū)域進行準確的劃分。以此為基礎(chǔ)確定農(nóng)目標區(qū)域當(dāng)中的作物行數(shù)。最小二乘法也是應(yīng)用較為廣泛的一種直線段基線檢測方法,其具有測量速度快速,高精度等吃特點[1]。
(二)基于GNSS的位置測量方法
現(xiàn)階段可以提供商業(yè)用途服務(wù)的GNSS包括NAVSTARGPS、GLONASS以及我們國家北斗系統(tǒng)。其中應(yīng)用時間最長應(yīng)用作為廣泛的是NAVSTARGPS?,F(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)機械定位過程當(dāng)中采用的定位精度是厘米級的RTK-GPS[2]。
二、農(nóng)機自動導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展前景
(一)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用
目前農(nóng)機的自動導(dǎo)航技術(shù)研究已經(jīng)日漸成熟,而GNSS/GIS的導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用也成為了現(xiàn)階段應(yīng)用的主流技術(shù),并且得到了很廣泛的應(yīng)用。我們國家所研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的系統(tǒng)是繼美國、俄羅斯之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航,可以實現(xiàn)衛(wèi)星定位系統(tǒng)的全部功能。2012年12月27日,北斗系統(tǒng)正式對亞太地區(qū)提供無源定位服務(wù)。由此來看,北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)必將會在精準化農(nóng)業(yè)當(dāng)中發(fā)揮更加巨大的作用[3]。
(二)農(nóng)機物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
隨著時代的變遷,以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進一步發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為了一種新時代標志。智能化農(nóng)業(yè)與精準化農(nóng)業(yè)進程的加快,將會使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用范圍進一步增加。在農(nóng)業(yè)機械的自動控制當(dāng)中,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會著手解決單機自動導(dǎo)航系統(tǒng)各功能部件之間的車載物聯(lián)問題,以及多臺農(nóng)機之間的機群物聯(lián)問題[4]。
三、結(jié)語
綜上所述,新時代背景之下的農(nóng)機導(dǎo)航系統(tǒng)大多數(shù)情況之下是由檢測單元、機械控制單元、任務(wù)執(zhí)行單元所共同構(gòu)成的,在實際的應(yīng)用過程當(dāng)中,以上單元分工明確,合作高效,在很大的程度之上可以讓農(nóng)業(yè)機械良好的進行作業(yè),符合現(xiàn)階段的精準化農(nóng)業(yè)要求。目前,農(nóng)業(yè)機械的自動化導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)日益成熟,各種機械的附件技術(shù)或是輔助技術(shù)已經(jīng)在實際應(yīng)用過程當(dāng)中取得了很好的效果。但是時代在發(fā)展,技術(shù)在進步,農(nóng)業(yè)機械自動導(dǎo)航技術(shù)決不能僅僅局限與此,還應(yīng)進一步革新。
參考文獻:
[1]胡靜濤,高雷,白曉平,李逃昌,劉曉光.農(nóng)業(yè)機械自動導(dǎo)航技術(shù)研究進展[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2015(10):1-10.
[2]慕軍營,戚樹騰,陳軍,馬陽,王峰霞.自動導(dǎo)航系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用及果園適用性分析[J].農(nóng)機化研究,2014(7):6-12.
[3]羅錫文,廖娟,鄒湘軍,張智剛,周志艷,臧英,胡煉.信息技術(shù)提升農(nóng)業(yè)機械化水平[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2016(20):1-14.