机电液一体化技术在农业机械上的应用研究

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A Caaem lC学术机电液-体化技术在农业机械上的应用研究公司 郝良军摘 要 ：本文从现代化农业机械今后的发展方向，阐述机电液-体化技术对农业机械的自动化发展的作用及影响 ，通过对传感器与监测技术、信号处理与接口技术、故障与诊断技术等概念解析 ，分析机电液-体化技术的实现可能 ，并通过对传统农业机械设备与应用了机电液-体化的农业机械设备进行对比，阐述其中的优劣 .并结合国外农机自动化技术发展领域和国内相关领域的技术差距 ，探讨我国农业机械的未来的发展方向并提出应对措施。

前言：我国是-个农业大国，农业的发展牵动着中国经济的发展，尤其在中国农业十二五规划下，农业需要更加快速的发展，农业机械自动化必然是推动农业快速发展的必要且有效手段，目前人们对农业机械的要求还处在比较低的水平，随着信息技术的发展，人们的科技素质的提高，必将会对现代农业机械提出更多更高的要求，如更高效，更低能耗、更安全舒适、更可靠耐用等。

随着电子技术的高速发展，尤其是微电子技术、信息技术、物联网技术的发展，使信息传感器技术和传统的机械技术的融合成为可能，使农业机械由传统的以液压传动技术为主逐渐转变为以机电液-体化技术为主，从而解决传统农业机械存在的诸如传动比不稳，液压油泄漏污染、受温度影响明显等缺陷，使农业机械向智能化、网络化、自动化方向迈进。

-、 农业机械的机电-体化液压系统机电液-体化技术就是将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术、液压控制技术在系统工程的基础上有机地的加以综合，实现整个机械系统最佳化的-门交叉学科技术。其本质的特征是将电子技术和软件技术结合后融入机构的主功能、动力功能后形成的-种特殊的机械系统，其最终目的是实现可控的运动行为。

自走式农业机械是以内燃机作动力源，在户外进行自走式作业的机械设备，它-般有动力装置、传动装置、行走装置、工作装置和操作装置组成，机电液-体化利用各类传感器检测不同的信号，反馈给决策系统，由决策系统根据预先定义的程序做出相应的执行指令，从而对农业机械的各个组成部分进行控制。机电液-体化系统的实现主要涉及以下几个方面的技术：1.传感器与监测技术传感器是-种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按-定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动监测和自动控制74Machine China中国机械的首要环节。传感器技术是现代信息技术的主要内容。由于农业机械的特殊的工作条件，使得农业机械用的传感器较其他室内机械要求具有较高的灵敏度、抗干扰性、高稳定性、气候适应性、高可靠性。

传感器检测 出的各种信息通过以微处理器为中心的单片机系统存储、运算、逻辑分析和判断后向执行机构发出控制指令，同时辅助于各种反馈信息和白诊断功能实现产品的智能化。

IO(Input and output简写)接口技术的应用能够实现各类由传感器监测到的信息和由控制中心发送的控制信息等能在系统中可靠准确的传输，并通过多媒体信息、按钮、触摸屏 (或者键盘)等实现人机交互功能。

3.故障诊断技术采用机电液-体化技术的新型农业机械具诸多优点，但是由于电控系统的内在逻辑性使机器发生的故障难以查明，给维修工作带来很大的困难，对维修技术人员的要求更高，另外要求电子控制系统的安全容错处理必须要保证机器最基本功能的正常，针对这种情况，在农业机械上必须要增加故障自诊断拈，使维修人员利用自诊断拈快速的对故障进行定位和修复。

二、机电液-体化技术的应用对农业机械的性能提升机电液-体化技术用于农业机械后，可使其性能得到明显的提高，实现原来机械难以完成的微调操作。如德国马拉尔生产的新-代青贮收获机，利用各类电液控制，实现全割台自助润滑油加注系统，通过IO接口可以随时调整收割的饲料的切断的长度，机体冷却系统通过定期的冷却风扇反转来清除进风口的堵塞，还有割台的升降系统等等，从而使机器能在连续长时间不间断作业的情况下保持良好的状况，工作效率和效益具有了质的突变。

三、操作人员的人身安全得到保障，机械故障率降低应用了机电液-体化技术的农业机械设备通常具有电子监控、电子报警、机械故障自动诊断、出现意外时自动防护等功能。在操作过程中，若机器运行参数超过规定的安全界限，就会启动报警系统，在故障发生前使操作人员获得必要的信息，及时对机器进行维修，防止故障扩大化。当出现设备重大故障时和危及人生安全时立即报警和自动停机，使操作人员人身安全得到有力保障，机械使用寿命得以延长，机械故障率得 以降低。如新-代 的德 国马拉尔生产的青贮收获机利用传感器技术监测进料口的异物 (如非农作物的金属，石块等)实现机器自动停机功能防止刀轮损坏等机械故障。最大限度的保护操作人员和机械部分的安全。

四、节约能源、提高效率应用了机电液-体化技术的农业机械设备基本上都具有电子信息自动采集处理、系统自动控制等功能。如通过对液压系统的自动负荷控制充分有效的利用发动机的输出功率，合理分配液压油的流量以适应外载荷和操作的需委通过控制发动机的冷却风扇转速随机体温度的变化自动调节，实现充分节能。通过机械本身的自控系统，可精准指挥机械的工作部分完成预定的作业动作，这也使操作人员的主观 因素影响降到最低，实现最佳作业操作，继而获得最高工作效率。

五、操作性能得以改善应用了机电液-体化技术的农业机械设备由于采用了数字技术和程控技术，其操作部件得以减化，更符合人体学设计要求，作业操作变得更加便捷。其作业过程依据使用前预定的程序逐步由机械自身的自控系统指挥实现，可重复所有预设作业动作。如德国产的青贮机的割台操作部分只需要操作人员在有空调的驾驶室内通过-个类似于-个游戏手柄的机构来完成。

六、设备功能多样且适应性强与传统机电产品技术、功能单-不同，应用了机电-体化技术的农业机械设备功能强大，技术多样，基本都具有系统自动控制、作业自动补偿 、电子信息自动校检、设备 自动调节、系统和操作员自动防护和控制终端人工智能化等多重功能，适应各种作业诚和工作领域，可按用户需求随时随地进行调整。

七、设备便于安装调试和维护应用了机电-体化技术的农业机械设备在安装调试时可根据不同用户的需求及作业现场参数的变化，通过改变系统控制程序来实现作业方式的转变。这些参数由于可以用多种方式手动输入到设备控制系统中，从而不必改变原设备的任何作业零部件。而具备信息存储功能的设备，由于预先存储了多种可供参考的预定作业程序，只需根据作业对象的不同而输入不同的信息代码，便可使设备按预设作业程序操作执行，完成作业。设备的电子信 ra，自动校检和电子监控功能可对作业过程中出现的故障采取自动纠错措施，从而使作业正厨行。

八、当代农业工程技术发展趋势及应对措施当今世界已经进入了电子信息时代，电子信息技术和微型计算机技术的迅猛发展使得农业机械生产逐步向机械自动化方向前进。由于计算机智能化技术的逐步完善，农业机械人工智能化将成为未来农业工程技术发展的重中之重。在不久的将来，农业机械化控制技术发展的过程中将陆续涌现出各种农业机器人和相应的智能化控制系统， 针对未来的人，1。]对农业机械的需求，广大工程技术人员应该及时更新知识结构，紧跟现代信息科学技术发展趋势，在农业机械设计生产过程中，正确处理好质量与成本、市场需求和技术可能性、长期发展和短期利益之间的矛盾关系，在满足市场需要的前提下，使产品既具有足够的竞争力，又符合当前实际情况和技术可实现性，以保证产品获得最大的技术经济效益和社会效益。

结束语 ：技术决定生产力，农业自动化技术决定农业发展的高度，机电液-体化技术必将成为未来农机的主流，必将成为推动中国和世界农业的发展的中坚力量，是人们解放繁重的体力劳，、 dU ll II学术动的手段，使人们能足不出户类似于在淘宝买东西-样轻松完成农业作业任务成为可能。