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摘要:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的深入推行促使農(nóng)業(yè)機械不斷向著自動化的方向發(fā)展,且相應(yīng)成果得到了較好的應(yīng)用?;诖耍疚闹饕宰詣由挡晒麢C、旋耕機、割草機、電動修枝剪為切入點,分析了農(nóng)業(yè)機械自動化的具體運用,同時展望了農(nóng)業(yè)機械自動化技術(shù)的發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代農(nóng)業(yè);農(nóng)業(yè)機械;自動化;數(shù)字化
現(xiàn)階段,我國科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展,推動著農(nóng)業(yè)機械自動化整體水平的大幅提升。在當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作中,農(nóng)業(yè)機械設(shè)備得到了深入應(yīng)用,促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率增高。總體來說,農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展依舊存在一定問題,但是換個角度來看,農(nóng)業(yè)機械自動化有著極好的發(fā)展前景與發(fā)展?jié)撃?,有著極高的探究價值。
1農(nóng)業(yè)機械自動化的具體運用分析
1.1自動升降采果機
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,自動升降采果機是農(nóng)業(yè)機械自動化的重要成果,在當(dāng)前得到了較為深入的應(yīng)用,大幅降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的工作量。對于自動升降采果機來說,其主要由支撐底座(第一固定基座、第一油缸、支撐桿、承壓板)、支撐機構(gòu)(4個)、履帶底盤(2個,履帶、底座、驅(qū)動輪、支重輪、引導(dǎo)輪、托鏈輪)構(gòu)成。其中,履帶底盤位于支撐底座的下方;支撐機構(gòu)兩兩一組,分別固定在支撐底座的側(cè)壁位置。在支撐底座中,設(shè)置了緊張緩沖裝置,第一固定基座與支撐底板連接;支撐桿一端連接承壓板、一端連接第一固定基座;第一油缸一端連接支撐桿、一端連接第一固定支座,且設(shè)置于支撐桿的上方位置。通過這樣的設(shè)置,能夠保證采果工的穩(wěn)定性與安全性,避免不必要的損失。
1.2旋耕機
在播種前,需要種植戶落實整地、深耕等操作,該環(huán)節(jié)的工文/吳曉璇(山西省農(nóng)科院果樹研究所030800)作量較大,且有相對緊張的時間限制。為了環(huán)節(jié)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際壓力,旋耕機作為自動化農(nóng)業(yè)機械的一種,發(fā)揮出了重要的作用。旋耕機是與拖拉機配套完成耕、耙作業(yè)的耕耘機械。因其具有碎土能力強、耕后地表平坦等特點,而得到了廣泛的應(yīng)用;同時能夠切碎埋在地表以下的根茬,便于播種機作業(yè),為后期播種提供良好種床。通常情況下,旋耕機在旱地的耕深達(dá)到12-16厘米;在水地的耕深達(dá)到14-18厘米。在實際的使用中,旋耕機更加適用于水稻田、蔬菜地的整地環(huán)節(jié)中,在果園中耕中也能發(fā)揮較好作用。另外,在開墾灌木地、沼澤地和草荒地時,重型橫軸式旋耕機發(fā)揮著重要作用,其耕深可以達(dá)到20-25厘米。
1.3割草機
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,為了保證作物的生長狀態(tài)良好,需要進(jìn)行除草工作,而應(yīng)用割草機能夠提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率?,F(xiàn)階段,我國農(nóng)林牧業(yè)機械化迅猛發(fā)展,新型割草機的研究正在向著高速、穩(wěn)定、節(jié)能的方向發(fā)展。相比于其他形式的割草機來說,側(cè)掛式割草機在我國更加常用,這主要是由于側(cè)掛式割草機的結(jié)構(gòu)更加簡單,因此在使用中不容易發(fā)生問題。除了除草之外,割草機在甘蔗收割、蘆葦整理、玉米收割、大麥?zhǔn)崭?、水稻收割等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中也發(fā)揮著重要的作用。一般情況下,割草機均會配置不同刀片,以此應(yīng)對不同的使用場景。例如,在進(jìn)行低軟雜草的切割時,需使用2齒刀片;在進(jìn)行高軟雜草切割時,需使用3齒刀片;在進(jìn)行水稻、大麥等高軟作物的切割時,需使用4齒刀片(切口平整、振動?。?;在進(jìn)行較硬雜草或灌木(直徑為1.5-2厘米)的切割時,需使用40齒刀片。
1.4電動修枝剪
電動修枝剪主要以電動機為電力,依托減速齒輪與凸輪來帶動刀片進(jìn)行樹枝或是灌木叢的修剪工作,其也是機械自動化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的主要成果,在當(dāng)前的果樹種植中得到廣泛應(yīng)用。在電動修枝剪的支持下,直徑在3厘米以下樹枝可以迅速截斷,種植人員不需要發(fā)力,只需按動開關(guān)即可。整個剪枝過程在0.4秒內(nèi)結(jié)束,且撕裂率低于10%,有著更好的作業(yè)效果與使用安全性。
2農(nóng)業(yè)機械自動化技術(shù)的發(fā)展展望
2.1結(jié)合計算機技術(shù)共同發(fā)展
當(dāng)前,計算機技術(shù)迅速發(fā)展且得到普及性應(yīng)用,而農(nóng)業(yè)機械自動化技術(shù)與計算機技術(shù)的協(xié)同發(fā)展也成為農(nóng)業(yè)機械自動化的主流趨勢。依托計算機技術(shù),可以完成農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)信息、生產(chǎn)情況等信息的檢測[1];結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)、遙感技術(shù)以及全球定位系統(tǒng),能夠完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料、農(nóng)業(yè)技術(shù)、農(nóng)產(chǎn)品的大范圍推廣宣傳,促使“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”成為現(xiàn)實。例如,使用計算機視覺技術(shù)進(jìn)行蘑菇的定位,以此確定蘑菇是否成熟、完成蘑菇生長情況的觀察記錄,降低了相關(guān)種植戶的工作量。
2.2逐步實現(xiàn)自動化、數(shù)字化
為了進(jìn)一步提升農(nóng)業(yè)機械的工作效率,在相應(yīng)設(shè)備中融入自動控制系統(tǒng)、自動分析、數(shù)字化技術(shù)是必然選擇,也是農(nóng)業(yè)機械自動化的主要發(fā)展趨勢。特別是在數(shù)字化技術(shù)的支持下,農(nóng)業(yè)機械的自動化程度大幅提升,同時也降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本[1]。例如,在茶葉制作中,依托數(shù)字化、自動化技術(shù),能夠選擇合適功率,結(jié)合茶葉種類、數(shù)量等確定加工力度、揉捏程度,推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的更好發(fā)展。
3結(jié)論
綜上所述,農(nóng)業(yè)機械自動化有著極好的發(fā)展前景與發(fā)展?jié)撃埽兄鴺O高的探究價值,也在當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了深入應(yīng)用。其中,最具代表性的自動化農(nóng)業(yè)機械為自動升降采果機、旋耕機、割草機、電動修枝剪,通過這些農(nóng)業(yè)機械的使用,提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率與效果,降低了種植人員的實際工作量。在未來,農(nóng)業(yè)機械自動化技術(shù)將與計算機技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合,并逐步實現(xiàn)數(shù)字化,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化提供更好支持。
作者:吳曉璇 單位:山西省農(nóng)科院果樹研究所
農(nóng)業(yè)機械化現(xiàn)狀篇2
近年來,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用了大量先進(jìn)的大型農(nóng)機設(shè)備,大大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。但是從總體的農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展情況來看,全國農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展水平仍然較為落后,已經(jīng)成為制約農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的主要因素。全國農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展水平相對較為緩慢,生產(chǎn)技能相對較為落后,現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備不利于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展,制約了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整、不斷改革的大背景下,需要結(jié)合農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀不斷加強農(nóng)業(yè)機械自動化研究,加強先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展,保證農(nóng)業(yè)機械設(shè)備更好地適應(yīng)未來農(nóng)業(yè)發(fā)展要求,切實促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,最終實現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。要提高重視程度,認(rèn)清現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展存在的問題,結(jié)合未來農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展趨勢,構(gòu)建完善的發(fā)展措施,不斷加強先進(jìn)農(nóng)機設(shè)備的研發(fā),加大先進(jìn)技術(shù)的推廣應(yīng)用。保證生產(chǎn)出來的農(nóng)業(yè)設(shè)備能夠更好地適應(yīng)未來農(nóng)業(yè)發(fā)展要求,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和效益。
一、農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展現(xiàn)狀
1、農(nóng)業(yè)機械自動化生產(chǎn)技術(shù)水平相對較弱
隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展,農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)水平得到不同程度的提高,與傳統(tǒng)的人工勞作相比,大型農(nóng)機設(shè)備的推廣應(yīng)用降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)強度,提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。與西方發(fā)達(dá)國家相比,中國農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展水平依然較為緩慢、滯后,相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)和工藝還不成熟,大多數(shù)是模仿西方發(fā)達(dá)國家對相應(yīng)的機械設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)[1],導(dǎo)致生產(chǎn)出來的農(nóng)機設(shè)備不能很好適應(yīng)全國現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,性能相對較差,操作較為繁雜。此外,農(nóng)機操作人員技術(shù)水平較低,在農(nóng)機設(shè)備使用之前不能充分了解農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的具體構(gòu)造,在農(nóng)機設(shè)備使用中會經(jīng)常出現(xiàn)故障,影響農(nóng)機設(shè)備的正常使用,有時還會造成嚴(yán)重的事故,增加了機械設(shè)備的運行成本,不利于農(nóng)業(yè)機械自動化。
2、高新技術(shù)發(fā)展較為緩慢
隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程不斷加快,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)得到不同程度的發(fā)展,在農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)中,科研部門已經(jīng)將先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)機設(shè)備的設(shè)計和生產(chǎn)中。GPS定位技術(shù)和GIS平臺的成熟應(yīng)用,極大地提高了農(nóng)業(yè)的智能化水平,生產(chǎn)出新型智能化程度較高的農(nóng)機設(shè)備,有效促進(jìn)了農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展。在先進(jìn)農(nóng)機設(shè)備的支持下,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐漸向著高精尖方向發(fā)展。但從總體發(fā)展情況來看,高精尖農(nóng)業(yè)發(fā)展相對較為遲緩。要想更好更快發(fā)展,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化,就需要不斷加強科學(xué)技術(shù)的推廣應(yīng)用力度,加快科技創(chuàng)新,這是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的主要支撐。
3、區(qū)域間差異顯著,影響農(nóng)業(yè)機械自動化的發(fā)展
中國國土面積廣袤,不同地區(qū)氣候環(huán)境和地形存在很大差異,這就使得不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展水平存在不同。通常經(jīng)濟(jì)水平較為發(fā)達(dá)的沿海地區(qū),能夠應(yīng)用先進(jìn)的農(nóng)機設(shè)備,農(nóng)機自動化程度較高。而經(jīng)濟(jì)較為落后的中西部或者偏遠(yuǎn)山區(qū),不管是農(nóng)民的種植理念,還是機械設(shè)備的自動化程度,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。農(nóng)民群眾在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中習(xí)慣人工勞作模式,阻礙了先進(jìn)大型農(nóng)機設(shè)備的進(jìn)一步應(yīng)用[2]。此外,很多偏遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要以中小規(guī)模為主,經(jīng)營較為分散,大型農(nóng)機設(shè)備的適用能力較差,覆蓋面積有限。目前全國不能針對不同的地域環(huán)境設(shè)計出適用的機械設(shè)備,這在很大程度上影響了農(nóng)業(yè)機械自動化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。
二、農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展措施
1、發(fā)揮政府部門的支持和引導(dǎo)職能
為了保證農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程,需要地方政府部門高度重視農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展,發(fā)揮政府部門的支持和引導(dǎo)職能,引導(dǎo)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門樹立科技創(chuàng)新意識,結(jié)合地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際,因地制宜制定優(yōu)質(zhì)惠農(nóng)政策。政府部門還應(yīng)該進(jìn)一步加強與農(nóng)業(yè)科技院校、科研單位、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的有效聯(lián)合,出臺相應(yīng)的扶持政策,鼓勵技術(shù)創(chuàng)新、科技創(chuàng)新,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)的全面發(fā)展,為高精尖農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ),推動農(nóng)機自動化發(fā)展和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。
2、加強先進(jìn)機械設(shè)備的研發(fā)推廣
國家和地方農(nóng)業(yè)科研院校和科研單位在充分響應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略的基礎(chǔ)上,應(yīng)該結(jié)合地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,研發(fā)出適合本地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高精尖智能農(nóng)機自動化設(shè)備,確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的安全高效、無污染。同時還應(yīng)該將先進(jìn)的科研成果及時轉(zhuǎn)化成實實在在的生產(chǎn)力,不斷在基層地區(qū)推廣應(yīng)用,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)生產(chǎn)模式,加速先進(jìn)農(nóng)機設(shè)備的推廣。
3、注重提升自主創(chuàng)新能力
加強農(nóng)機自主化創(chuàng)新,能夠大大提升農(nóng)業(yè)自動化發(fā)展水平,為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供強有力的設(shè)備支撐。農(nóng)業(yè)科研院校、科研單位和相關(guān)農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè),應(yīng)該不斷加強技術(shù)學(xué)習(xí),加強技術(shù)攻關(guān),借鑒西方發(fā)達(dá)國家農(nóng)機自動化生產(chǎn)經(jīng)驗和技術(shù),結(jié)合本地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際,不斷加強技術(shù)的更新?lián)Q代,自主研發(fā)適合本地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)機械自動化操作體系,加快農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展進(jìn)程,加速高精尖農(nóng)機設(shè)備的推廣應(yīng)用,從而提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實力和生產(chǎn)效率。
三、農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展趨勢
1、計算機技術(shù)的充分應(yīng)用
在今后的農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展過程中,隨著以互聯(lián)網(wǎng)計算機為代表的信息技術(shù)深入應(yīng)用,勢必會對農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展產(chǎn)生全新的挑戰(zhàn)。在今后自動化農(nóng)機設(shè)備研發(fā)制造過程中,計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)將會被充分應(yīng)用[3],實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化監(jiān)控、智能化檢查,將極大提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。
2、農(nóng)業(yè)機械自動化軟件程序的應(yīng)用
農(nóng)業(yè)機械不僅包括農(nóng)業(yè)種植和農(nóng)業(yè)管理兩個方面,也包括農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測和包裝運輸?shù)确矫娴霓r(nóng)業(yè)機械設(shè)備。要不斷編輯各種應(yīng)用軟件程序,加強智能化自動化檢測,進(jìn)一步提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測效率。例如通過配置攝像機或者X射線,應(yīng)用檢測軟件對農(nóng)產(chǎn)品的病蟲害情況進(jìn)行有效檢測,確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)之后再裝車運輸。而在裝車運輸過程中,利用相應(yīng)的程序計算出體積和重量,以節(jié)省勞動力資源的投入,確??臻g利用效率。隨著農(nóng)業(yè)人才培養(yǎng)不斷加強,農(nóng)業(yè)機械自動化將快速發(fā)展,為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供助力。
四、結(jié)語
綜上所述,盡管全國農(nóng)業(yè)機械化得到不同程度發(fā)展,但從總體的發(fā)展情況來看,依然處于初級發(fā)展階段,相比于西方發(fā)達(dá)國家,中國農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展還存在很多不足之處。為了實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)強度、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,政府部門要不斷加大扶持力度,支持科研部門加強技術(shù)攻關(guān),將未來農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)機械化需求有效結(jié)合,加快先進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和農(nóng)機設(shè)備的研發(fā)推廣和應(yīng)用,實現(xiàn)農(nóng)機技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展,最終實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。
作者:郭向陽 單位:陜西省榆林市米脂縣農(nóng)機管理推廣站
農(nóng)業(yè)機械化現(xiàn)狀篇3
計算機、人工智能、云計算以及大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代化技術(shù)的出現(xiàn),加快了我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向新型農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的步伐,農(nóng)業(yè)與計算機科學(xué)的有機結(jié)合,達(dá)到了一加一大于二的效果,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正在朝著自動化、信息化以及智能化的方向發(fā)展。實踐證明,計算機智能化技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)合,不僅提高了作業(yè)生產(chǎn)效率,而且降低了不必要的人力浪費,推動了規(guī)?;鳂I(yè)的發(fā)展[1]。
1技術(shù)應(yīng)用
農(nóng)業(yè)機械的智能化應(yīng)用,其作用主要體現(xiàn)在作業(yè)功能更加全面,比人為操作更加可靠和安全。其全面性主要體現(xiàn)在,它不僅僅能用于最主要的生產(chǎn)活動,還可以智能監(jiān)控當(dāng)前作業(yè)生產(chǎn)環(huán)境,記錄數(shù)據(jù)并監(jiān)控生產(chǎn)過程是否存在缺陷,而且可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)故障診斷,反應(yīng)速度大大提高。專業(yè)人士可以通過機器傳回的數(shù)據(jù),進(jìn)行一系列判斷,如根據(jù)環(huán)境參數(shù)的變化調(diào)整生產(chǎn)決策,根據(jù)市場需求的實時變化,確定如何從生產(chǎn)方面做出應(yīng)對,為決策者提供重要參考,使決策更加科學(xué),更有針對性[2]。
1.1自動監(jiān)控及控制
農(nóng)業(yè)機械的自動化,通過機械與計算機技術(shù)的智能結(jié)合,實現(xiàn)了能源動力代替?zhèn)鹘y(tǒng)人力的跨越,如今該項技術(shù)已經(jīng)日漸成熟,得到了廣泛應(yīng)用,發(fā)展勢頭迅猛。例如,農(nóng)業(yè)機械設(shè)備上安裝的智能控制設(shè)備、電子監(jiān)控設(shè)備,設(shè)備駕駛艙中設(shè)置實時情況顯示屏。具體操作流程是技術(shù)人員根據(jù)機器記錄的產(chǎn)量情況和環(huán)境參數(shù),經(jīng)過具體計算,預(yù)測下一季度的產(chǎn)量,并通過對市場進(jìn)行分析,確定產(chǎn)量是否合理,從而調(diào)整生產(chǎn)強度。目前,該技術(shù)主要應(yīng)用于配備傳感器的收割機等機械。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模使得人工收割的技術(shù)早已不適用于當(dāng)下的生產(chǎn)環(huán)境?,F(xiàn)代智能谷物收割機一般具有割取高度自動變化,脫粒喂入量自動控制,收割自動仿形以及谷物損失率自動檢測等功能,并能夠做到自我故障檢測,綜合智能計算產(chǎn)量、產(chǎn)率、收割面積等。其精確度能達(dá)到精細(xì)農(nóng)作的要求,如圖1所示。有的農(nóng)機具還配有更先進(jìn)的傳感器,設(shè)置有衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機,通過數(shù)據(jù)快速傳輸,技術(shù)員能快速收到反饋的數(shù)據(jù)報告、分布圖等。
1.2新能源技術(shù)使用
我國人口眾多,是能源消耗大國,因此新能源技術(shù)也需不斷推陳出新。農(nóng)業(yè)機械與新能源智能化的結(jié)合,就是在進(jìn)行農(nóng)業(yè)機械具體操作時,應(yīng)用新能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)模式提供動力,其工作環(huán)境暴露在陽光下的性質(zhì),為新能源的轉(zhuǎn)型提供了一定的先天性優(yōu)勢,太陽能、風(fēng)能、水能等是被利用到的幾種主流能源[3]。在智能化農(nóng)業(yè)機械的設(shè)計上,要擺脫傳統(tǒng)的思維,不能僅僅限制于作業(yè)一個目標(biāo)。新型的機械設(shè)計包括了害蟲消殺、農(nóng)田灌溉、播種種植、收割以及牲口養(yǎng)殖等多個方面。例如,在新能源技術(shù)以及智能化計算機的控制下,設(shè)計智能光電溫室大棚,許多擁有先進(jìn)技術(shù)的國家,已經(jīng)做到利用該技術(shù)控制農(nóng)作物的生產(chǎn)環(huán)境,如溫度、光照強度等;利用太陽能智能采集以及計算機技術(shù),生產(chǎn)誘蟲燈,從而減少農(nóng)藥使用量,有效防止害蟲危害;利用水能設(shè)計智能灌溉系統(tǒng),結(jié)合風(fēng)力發(fā)電,進(jìn)行精細(xì)灌溉,智能嚴(yán)格地控制不同農(nóng)作物的灌溉量。在進(jìn)行大面積的農(nóng)田種植時,進(jìn)行農(nóng)作物的養(yǎng)護(hù)是十分復(fù)雜的操作,使用智能化的大型灌溉設(shè)備比漫灌節(jié)約更多的水資源。系統(tǒng)會根據(jù)具體情況和數(shù)據(jù)智能調(diào)整灌溉機器的作業(yè)進(jìn)行速度、噴水量、壓力等運行參數(shù)。在使用智能化機械之后,根據(jù)環(huán)境改變進(jìn)行參數(shù)改變,不需要人工控制就能實現(xiàn)。更先進(jìn)的機械能夠根據(jù)土壤性質(zhì)和生長期等數(shù)據(jù)的不同更改程序,該技術(shù)已經(jīng)在國外一些發(fā)達(dá)地區(qū)得到應(yīng)用。農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)、施肥機也是一樣的運作原理。
1.3機器視覺與自動駕駛
施肥機、收割機等智能機械都離不開自動駕駛的設(shè)置,因此,更精準(zhǔn)的自動駕駛技術(shù)也成了近年來的研究熱點。精準(zhǔn)的自動駕駛過程離不開定位技術(shù)、智能路徑規(guī)劃以及跟蹤控制[4]。定位技術(shù)目前已經(jīng)較為完善,可以通過智能連接與所應(yīng)用的領(lǐng)域直接結(jié)合。自動駕駛的重要前提就是準(zhǔn)確得到所處位置的反饋,這對后續(xù)的規(guī)劃控制都有著巨大的影響。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)可以精準(zhǔn)反饋農(nóng)機所處位置的具體坐標(biāo)、行駛速度以及時間,是目前在農(nóng)機作業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最普遍的方法。該方式雖然能夠獲得機械的絕對位置信息,但是也可能會由于環(huán)境的影響導(dǎo)致出錯。因此,該運行機制不僅要依靠導(dǎo)航系統(tǒng),還應(yīng)該與機器視覺以及IMU等其他導(dǎo)航方式進(jìn)行結(jié)合,形成多種傳感器的協(xié)同合作,有效提升決策準(zhǔn)確性以及行走路徑可靠度。機械自查錯系統(tǒng)可以幫助導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行糾錯,提高精度?;谧詣玉{駛的拖拉機操作過程如圖2所示,便于讀者更直觀地理解操作過程。此外,與智能駕駛相結(jié)合的還有環(huán)境感知技術(shù),它是智能駕駛所需要的核心技術(shù)之一,其作用在于可以模擬駕駛員的存在,感知路況和周遭環(huán)境,不僅僅是對路徑的選擇,還包括周圍的車輛信息,用于決策和組合。另外,在駕駛過程中,有可能會遇到樹木、電線等類似的障礙物,機器視覺和環(huán)境感知技術(shù)都可以用于及時檢測并規(guī)避障礙物,及時防止危險的發(fā)生。該技術(shù)雖然逐漸成熟,但是還有許多精確度上的問題還未解決,我國的農(nóng)業(yè)專家們正努力地進(jìn)行研究和創(chuàng)新。國外已經(jīng)有學(xué)者在該方面展開研究,對視覺上獲得的數(shù)據(jù)與決策之間的關(guān)系進(jìn)行了研究,主要應(yīng)用的有Hough變換法、最小二乘法等。該過程中應(yīng)用的相關(guān)設(shè)備有雷達(dá)、智能相機、超聲等。
1.4CAD的應(yīng)用
CAD技術(shù)便于三維智能設(shè)計及編輯。該技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械使用上的作用是,通過軟件相關(guān)的變換,改變機器參數(shù),對機器的裝備進(jìn)行優(yōu)化,明確裝備過程順序以及具體裝備位置。對機器的結(jié)構(gòu)可進(jìn)行預(yù)先設(shè)計,達(dá)到改善外觀的目的,提高機器性能。傳統(tǒng)的農(nóng)機設(shè)計沒有結(jié)合智能數(shù)字設(shè)計,也沒與計算機技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計生產(chǎn)是一體的,難以改變。農(nóng)機設(shè)計與計算機相結(jié)合之后,設(shè)計容易修改,更加便于設(shè)計師向顧客傳達(dá)設(shè)計理念,提高生產(chǎn)機器的質(zhì)量。具體到例如設(shè)計農(nóng)機底盤,可以利用CAD軟件的相關(guān)技術(shù),進(jìn)行實時的基礎(chǔ)功能設(shè)計和變形,根據(jù)客戶的要求,進(jìn)行圖紙修改,根據(jù)零件所處的位置,出具絕對坐標(biāo)和位置信息,使裝配更加準(zhǔn)確。通過該方法進(jìn)行調(diào)整過的農(nóng)業(yè)機械,更加符合客戶的實際使用需求,更加穩(wěn)定,便于操作。
1.5農(nóng)業(yè)機器人興起
歐美等發(fā)達(dá)國家為農(nóng)業(yè)機械配備傳感器、熱成像儀等先進(jìn)裝備制造農(nóng)業(yè)機器人,代替人類進(jìn)行農(nóng)田實地觀察和數(shù)據(jù)記錄,并將數(shù)據(jù)上傳到互聯(lián)網(wǎng),專業(yè)技術(shù)人員通過建模,計算產(chǎn)量等數(shù)據(jù)并進(jìn)行生產(chǎn)計劃的調(diào)整。目前應(yīng)用的該類型機器人,具備信息通信、圖像識別、智能分析建模、自動控制自動查錯等功能,先進(jìn)的還帶有除草施肥等多種功能。機器人的興起,使得智能化技術(shù)能更好地服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),大大提高了生產(chǎn)效率[5]。
2未來展望
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開智能化技術(shù)。作為農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)科技是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的首要推動力。國家和政府應(yīng)當(dāng)積極投入,強化對農(nóng)民的現(xiàn)代化教育,加強對智能化農(nóng)業(yè)的宣傳,使得農(nóng)業(yè)智能化技術(shù)能夠普及,為農(nóng)業(yè)智能化技術(shù)的應(yīng)用、實驗、發(fā)展?fàn)I造一個良好的環(huán)境,同時加大對農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)人員的培養(yǎng)力度。將現(xiàn)代科技和先進(jìn)的知識融入農(nóng)業(yè)發(fā)展,是廣大農(nóng)業(yè)科學(xué)家擔(dān)承的重大責(zé)任。
3結(jié)語
綜上所述,中國的農(nóng)業(yè)發(fā)展整體呈積極上升的趨勢,相關(guān)技術(shù)已經(jīng)大規(guī)模投入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。智能化與農(nóng)業(yè)機械的結(jié)合目前在歐美等發(fā)達(dá)國家發(fā)展迅速,國內(nèi)應(yīng)用實踐起步相對較晚,隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)不斷涌現(xiàn),我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展會步入一個全新的階段。
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作者:歐陽俊 單位:長江大學(xué)文理學(xué)院