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机械电子工程在农业装备现代化中的应用

刘益晶

广宗县农业技术推广中心,河北邢台,054600

摘要: 机械电子工程是一个涉及机械、电子和计算机等多个学科和多个领域的综合性工程学科。机械电子工程是以机械、电子技术为主要研究对象,进行自动化、智能化的机械装备设计与制造,有高效、高精度和高可靠性等特点。基于机械电子工程,应用高效、智能和精细的现代化农业装备,是推进现代化农业建设的必由之路,本文就主要分析机械电子工程在农业装备现代化中的应用和发展对策,以期激励有关部门对农业装备进行研究与开发,为农业装备现代化普及创造便利条件。
关键词: 机械电子工程;农业装备现代化;应用
DOI:10.12721/ccn.2025.157008
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引言:现代农业迅速发展,农业产业格局也随之改变,为提高农村经济效益和推进新农村建设发挥了重要作用。农业装备是农业生产中必不可少的工具,特别是各类电子、智能化技术普及,在现代化农业装备应用中采用机械电子工程技术,对农业装备发展起到了很大的促进作用。

一、机械电子工程在农业装备现代化中的应用

(一)农业装备CAD一体化

CAD是一门综合了计算机图形学、网络通讯和数据库等多学科的机械电子集成技术,可进行农业装备创新设计,提高农机研究开发的总体效能。在过去,使用常规的二维CAD进行农机设计时,只能完成农机平面图,如果在农机设计中有一个地方出错,那么整个农机的改造工作就会变得非常复杂,有时候还会引起连锁反应,整个二维CAD平面图都要进行大的改动。在机械电子工程技术的不断发展下,当前采用的CAD技术由二维向三维转换,通过三维扫描仪建立起完备的农业装备CAD数据模型,可以从动力学、机械工程学、运动学等多角度分析农机设计,把握农机空间运动轨迹、给定轨迹、受力等因素,实现农机CAD集成设计的科学化与标准化,提高CAD设计的准确性和总体效益【1】。比如利用Creaform三维扫描仪与Geomagic DesignX相结合,建立三维CAD图形建模。犁是一种常用的耕作工具,作用是粉碎土块,开沟,为播种做好准备。在充分考虑犁体、犁沟等现实需要的基础上,利用3DCAD数据建模,对犁头、犁体表面、安装座等各结构部件进行一一调试,并利用虚拟现实系统对所建立的模型进行检验,保证所建立的模型与真实的生产需要相符合,在提高农业装备作业效率方面起到了很大的作用。

(二)智能农业机器人

新时代人工智能技术发展,可以实现实时跟踪,精确定位,对农产品进行智能识别,实现对农业生产的智能化管理。比如激光脉冲自动设备,其工作原理是根据天气状况进行热成像分析并制成,可以自动收集农产品的直径、覆盖面积、具体生长情况等,并对所得的数据数据进行分析处理,获取农产品生长区域的地理环境、相对湿度环境、地理环境等有关数据,并将其存储,传输至中央处理器,进行大数据分析和统计。其次,根据机器人的检测结果建立3D模型,获取产品的规格参数,并对其进行多级筛选和解析,实现农产品生长状态等重要信息的深层剖析和研究。比如利用高光谱热成像摄像机、脉冲激光扫描传感器对作物的生长状况进行实时监控,实现对作物的胸径、叶面积等精确评价,实现土壤水分、外界温度等测量,并将相关的信息传送给后台电脑进行处理,形成植3D建模,基于实测的数据对作物的生长状况进行预报和评价,实现对作物生产效果的精确预报,对提高农业经济效益起到了重要的推动作用。

(三)自动化导航

全球定位系统技术在农机装备中的运用取得了很好的成效,其操作简便,速度快,精度高,性价比高,被越来越多的农机装备所采用。比如在农机收获装置中安装GPS,以改善农机收获的工作效率和方便程度,使得农机工作实现自动化和智能化。另外,在农产品生产过程中,利用互联网技术,分析和处理农产品的质量和产量等相关数据,为下一次种植提供理论依据。另外,基于GPS技术研发的无人驾驶拖拉机,能够进行无人驾驶,通过GPS进行实时准确的定位。此外,农业灌溉、种植等高科技农业设备如小型无人机等,也逐步将GPS技术应用于农业机械生产中,对其飞行高度、飞行速度和飞行路径等进行事先设定,实现大规模农业生产的精细操作,特别是用于作物喷雾时,可将药剂用量降低30%-50%,并可有效地防止漂动,极大增强药剂渗透性能,防治农作物病虫害效果达到90%以上。

二、机械电子工程在农业装备现代化中的应用发展 

(一)加大政策支持力度

要想进一步促进农业装备现代化发展,河北广宗地方政府要加强扶持引导,提供给农户购买和使用农机装备的补助经费,减轻农户购买和使用农机的经济负担,最大限度地发挥项目带动和基金补贴的作用,在此基础上充分利用好市场的分配功能,要改变以往在农业机械化发展中,重服务轻管理的状况,必须要充分利用市场资源配置功能,将新产品与管理方式有机地结合,进入市场,利用市场的力量,让农机在农业生产中的功能和优点得到更好地发挥。并针对农村振兴发展需求,对当前农机发展中出现的各类问题进行深入的剖析和研究,提出相应的对策。为了达到这个目的,有关部门应该在政策层次上制订相关的保障措施,运用政策对农机生产进行更多的指导与协助,在人力、物资、技术上给予扶持。此外,需要有坚实的群众基础做保证,相关部门也要加强宣传工作,利用电视广播和互联网平台,积极地开展农机化发展的宣传工作,使他们明白农业装备现代化对农业发展的重要作用,进一步增强农户对农机现代化发展的认同与支持。

(二)健全农业装备服务管理制度

在构建农机社会化服务系统时,要注重政府与社会的相互影响,保证农机社会化服务系统满足目前的发展需要,为农民与农机建立起沟通桥梁,保证农机的实际应用价值得以实现。在建立农机社会化服务系统的过程中,相关部门要对农机社会化服务组织给予足够关注,加大投资力度,同时也要主动动员地方社会资源,促进地方农机化发展。其次,通过举办县、乡两级农业装备服务中心竞争活动,促进将农业机械科技示范园建设的先进经验进行交流沟通,促进各级农业机械管理服务站工作质量和技术水平得到进一步提高。同时,要加强质量监管,使农业机械农民的利益能够切实地得到保障【2】。在实施这项工作的过程中,需要将所使用的农机装备的类型和使用状况进行全面分析,建立健全技术规范,对各种农机进行严格的检验,确保所有的农机都符合产品质量标准。农机的制造和销售单位要对使用农机的农民进行定期技术解释和使用,确保农机使用者可以标准化地使用农机,同时也能在农业生产中发挥出其最大的技术优势。

(三)鼓励土地流转

在当前阶段,促进农户农地流转,促进农村剩余劳动力的有效流动和发展适度的规模经营,也是在当前阶段的一种重大举措。要结合当地的具体条件,对农村土地流转进行合理引导、鼓励和规范,引导土地向优秀种植技术人员和具有一定的发展潜力的其它经济组织聚集。在实施农业规模化管理之后,可以更好地对耕地进行科学规划,对农业种植计划进行合理的安排,购买具有先进功能的大型农机设备,开展大规模的农业机械化工作,缓解目前存在的机械电子工程技术集成水平较高的农业装备无法使用的难题,提升农机工作效率,减少农业生产的运行费用,增强农业生产的社会效益。与此同时,还为制造企业创造了可观的经济效益,有更多资金应用于农业装备机械电子工程技术研发,使设计生产出的新型农业装备更适合于农业生产。

结语

总之,机械电子工程在农业装备现代化中的应用日渐深入,在农业装备现代化中的技术优势非常明显,其在农业生产中具备广阔的发展前景。在持续推进河北广宗地区现代化农业发展过程中,要持续加强机械电子工程技术创新与推广,使其在农业装备现代化应用中发挥出更优的价值,为助力乡村战略实施提供强大的农业技术生产动力。

参考文献:

[1]许良,.机械电子工程在农业装备现代化中的应用【J】.中国果树,2023,(08):143.

[2]马国庆,.乡村振兴战略背景下发展农业机械化的对策探究【J】.农村实用技术,2024,(02):112-113.