大學(xué)生機(jī)械畢業(yè)論文
實(shí)踐教學(xué)是工科教育的重要組成部分,是提高學(xué)生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要途徑,實(shí)踐教學(xué)在教學(xué)型大學(xué)工科人才培養(yǎng)中具有特殊的重要地位。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的大學(xué)生機(jī)械畢業(yè)論文，供大家參考。
大學(xué)生機(jī)械畢業(yè)論文范文一：煤礦機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用
摘要:
煤礦機(jī)械的機(jī)電一體化技術(shù)包含了計(jì)算機(jī)控制、信息、通信以及電力電子等方面的內(nèi)容。在我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的今天,機(jī)電一體化技術(shù)受到了人們的廣泛關(guān)注。筆者分析了機(jī)電一體化技術(shù)的大致特點(diǎn),介紹了其在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用,并總結(jié)了其在我國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:應(yīng)用 煤礦 機(jī)電一體化技術(shù)
我國(guó)的煤礦機(jī)械行業(yè)不斷追求技術(shù)革新,在此背景下機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入了人們的視野。機(jī)電一體化技術(shù)是一門結(jié)合了機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息等技術(shù)的新興技術(shù)領(lǐng)域。煤礦開采領(lǐng)域的機(jī)電一體化技術(shù)旨在降低煤礦工人們的勞動(dòng)強(qiáng)度,在大幅減低煤礦生產(chǎn)成本的同時(shí)提高企業(yè)的生產(chǎn)效率,并保障礦山開采的安全性。與此同時(shí),機(jī)電一體化技術(shù)在企業(yè)的安全監(jiān)控生產(chǎn)以及重型設(shè)備的維護(hù)工作中也起到了重要的作用,從而在一定程度上促進(jìn)了企業(yè)的發(fā)展。
1機(jī)電一體化技術(shù)
1.1機(jī)電一體化技術(shù)的相關(guān)介紹
機(jī)電一體化技術(shù)在主功能、動(dòng)力功能以及控制功能的整合工作上有著突出的成績(jī),同時(shí)其引入了另外的先進(jìn)技術(shù)如智能軟件與微電子技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)可以促使計(jì)算機(jī)、機(jī)械、微電子等技術(shù)的融合,從而形成最佳的匹配系統(tǒng)。30多年來,我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)保持著穩(wěn)定發(fā)展的態(tài)勢(shì),獲得了一定的成績(jī)。機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的重要發(fā)展方向是智能化、微型化與系統(tǒng)化。煤礦行業(yè)的機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用,將有利于企業(yè)開展節(jié)能減排的生產(chǎn)活動(dòng),同時(shí)也能促使企業(yè)提高生產(chǎn)安全性,從而增加企業(yè)的生產(chǎn)效益。
1.2機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程
機(jī)電一體化的發(fā)展史大致可以分為3個(gè)階段
(:1)20世紀(jì)60年代之前的時(shí)期是機(jī)電一體化技術(shù)的第一發(fā)展階段,然而彼時(shí)的軍事原因在很大程度上阻礙了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展,在這個(gè)階段中,機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展緩慢,其產(chǎn)品的開發(fā)研究能力處于較低的水平
(。2)機(jī)電一體化技術(shù)的研究工作中的第二階段是從20世紀(jì)70年代開始的,這一階段可以稱作機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的黃金時(shí)期,彼時(shí)通信、控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持,而在此過程中,大規(guī)模集成電路與微型計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的長(zhǎng)足進(jìn)步也促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。
(3)在20世紀(jì)90年代起,機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入了第三發(fā)展階段。在這一階段中,機(jī)電一體化技術(shù)向智能化的方向邁進(jìn)。微細(xì)加工技術(shù)以及光學(xué)技術(shù)進(jìn)入到機(jī)電一體化技術(shù)之中,從而產(chǎn)生了一些嶄新的機(jī)電一體化技術(shù)的分支。我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展取得了令人矚目的成績(jī),但總體水平仍與國(guó)際先進(jìn)水平有著較大的差距。
1.3在煤礦行業(yè)的機(jī)電一體化產(chǎn)品
煤礦是我國(guó)重要的戰(zhàn)略能源,因此,國(guó)家給予了煤礦行業(yè)足夠的重視,機(jī)電一體化產(chǎn)品進(jìn)入到煤礦行業(yè)并應(yīng)用于礦產(chǎn)機(jī)械對(duì)于我國(guó)的煤礦生產(chǎn)有著重要的意義。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用,供電設(shè)備、提升機(jī)以及電牽引采煤機(jī)等設(shè)備已經(jīng)具備安全報(bào)警、圖像監(jiān)控以及自動(dòng)監(jiān)控等先進(jìn)功能。因此,機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用有利于提高礦山開采工作的安全性與效益性。
2機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦企業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用
2.1機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)上的應(yīng)用
在煤礦開采工作中,采煤機(jī)具有極其重要的作用,而電牽引采煤機(jī)的成功研制對(duì)于煤炭開采而言有著重要的意義。電牽引采煤機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械上的典型應(yīng)用,與傳統(tǒng)的人力采煤機(jī)相比,電牽引采煤機(jī)擁有更大的牽引力,并且電牽引采煤機(jī)還具有整機(jī)效率高、維修量較少以及可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
2.2帶式輸送機(jī)上的機(jī)電一體化技術(shù)
帶式傳送帶在煤炭的運(yùn)輸方面有著重要的作用,我國(guó)目前已自主研發(fā)了多種類型的帶式傳送機(jī),并在相關(guān)的輸送機(jī)關(guān)鍵部件的研制工作中取得了突出的成績(jī),使得國(guó)產(chǎn)帶式輸送機(jī)的功能日趨完善,穩(wěn)定性也得到了大幅的提高。
2.3機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用
煤炭生產(chǎn)企業(yè)要始終堅(jiān)持“安全第一,以人為本”的原則,因此,煤礦企業(yè)必須要具備功能完善,可靠性高的安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng),而先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)的出現(xiàn)為煤礦企業(yè)帶來了福音。我國(guó)依據(jù)自身國(guó)情,自主研發(fā)了新一代的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng),其中有KJ90和KJ95系統(tǒng),這兩大系統(tǒng)在促進(jìn)監(jiān)控系統(tǒng)智能化與提高煤礦生產(chǎn)可靠性方面有著重要的作用。
2.4機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦提升機(jī)上的應(yīng)用
機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)上的應(yīng)用的最大成果便是交直流全數(shù)字化提升機(jī)的研發(fā)使用。先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)使得內(nèi)裝式提升機(jī)的驅(qū)動(dòng)與滾筒的結(jié)構(gòu)融合在一起,從而達(dá)到整合機(jī)械、自動(dòng)控制與通信等技術(shù)的目的。目前我國(guó)自主研發(fā)的全數(shù)字化提升機(jī),擁有先進(jìn)的系統(tǒng),且可靠性高、性能出色。
3先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用前景
3.1大幅提高煤礦開采的經(jīng)濟(jì)效益
經(jīng)濟(jì)效益對(duì)于煤礦開采工作而言十分重要,如何提高煤礦開采的經(jīng)濟(jì)效益是煤礦企業(yè)所需重點(diǎn)考慮的問題。而機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用,大幅地增強(qiáng)了煤礦機(jī)械的性能,提高了煤礦開采的效率,從而使得煤礦企業(yè)獲得更加豐厚的經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展[1]。
3.2為煤礦開采創(chuàng)造了更加安全的環(huán)境
傳統(tǒng)技術(shù)條件下的煤礦開采工作主要依靠人工下井進(jìn)行工作,這使得礦工們的生命財(cái)產(chǎn)無法得到有力的保障。而先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦開采行業(yè)應(yīng)用后,大大地提高了煤礦機(jī)械的性能,使其在煤礦的提升、采掘以及運(yùn)輸?shù)墓ぷ魃习l(fā)揮更加巨大的作用,從而將礦工們從危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來,最大程度上降低礦工們患上職業(yè)病如塵肺病的幾率,保障了礦工的身體健康[2]。
3.3促使煤礦開采效率的大幅提高
高效率是煤礦開采的追求,高效率的開采工作不僅可以節(jié)約資源、降低能耗,還能為煤礦企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦行業(yè)的應(yīng)用,有效地提高了煤礦機(jī)械的性能與工作效率,由于其摒棄了落后的生產(chǎn)模式,因此，降低了煤礦工人們的工作強(qiáng)度,從而促使礦山開采工作的總體效率得到大幅的提高[3]。
3.4加速煤礦企業(yè)的改革
傳統(tǒng)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)方式與煤礦開采機(jī)械都相對(duì)落后,在我國(guó)煤礦需求日益增大與煤礦資源短缺的今天,煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極改革生產(chǎn)方式與提高生產(chǎn)機(jī)械的性能。而先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦行業(yè)的應(yīng)用,能給企業(yè)帶來豐厚的回報(bào),煤礦企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中必須不斷提高創(chuàng)新能力,提高煤炭的利用效率,才能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得有利地位。機(jī)電一體化技術(shù)擁有巨大的前景,可以促使煤礦企業(yè)積極引進(jìn)人才,推進(jìn)改革創(chuàng)新,不斷深化機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用,從而提升自身的競(jìng)爭(zhēng)力,創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益[4]。總之,當(dāng)前我國(guó)的煤礦機(jī)械設(shè)備在朝著程序化、信息化以及智能化等方向發(fā)展,機(jī)電一體化設(shè)備因其功率小,可靠性高等特點(diǎn)而被人們廣泛應(yīng)用于礦山開采工作中。機(jī)電一體化煤礦機(jī)械在降低生產(chǎn)人員的危險(xiǎn)與提升煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率等方面作出了卓越的貢獻(xiàn)。我國(guó)的機(jī)電一體化設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)是:增加機(jī)械的通信功能;研制多功能煤礦機(jī)器人;自主研發(fā)煤礦機(jī)械的核心配套設(shè)施。
4結(jié)語(yǔ)
先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦機(jī)械上的應(yīng)用,是我國(guó)科技創(chuàng)新的杰出成果,也是中國(guó)建設(shè)現(xiàn)代化煤礦企業(yè)的需要。機(jī)電一體化技術(shù)有利于完善我國(guó)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)功能,提高其生產(chǎn)效率,保障生產(chǎn)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全,從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
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大學(xué)生機(jī)械畢業(yè)論文范文二：國(guó)內(nèi)外智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備發(fā)展思考
“智慧農(nóng)業(yè)”是在“智慧地球”概念上衍生出來的，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的高級(jí)階段，目前尚未有統(tǒng)一定義，其基本內(nèi)涵是集成物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預(yù)警、智能分析、專家在線指導(dǎo)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)化種植、可視化管理、智能化決策等。智能化農(nóng)機(jī)裝備(目前一些省市農(nóng)機(jī)管理部門稱為“智慧農(nóng)機(jī)”)既是智慧農(nóng)業(yè)的重要組成部分，也是發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的重要物質(zhì)手段。目前國(guó)內(nèi)各省市都在積極推進(jìn)“智慧農(nóng)業(yè)”發(fā)展，然而國(guó)內(nèi)現(xiàn)有各種農(nóng)業(yè)機(jī)械在作業(yè)功能、效率和能源消耗等方面，不僅滯后于智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，也與發(fā)達(dá)國(guó)家水平存在巨大差距。因此，分析發(fā)達(dá)國(guó)家智能化農(nóng)機(jī)裝備的發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)國(guó)內(nèi)農(nóng)機(jī)企業(yè)提升改造現(xiàn)有農(nóng)機(jī)裝備，研制開發(fā)高效、節(jié)能、環(huán)保等智能化農(nóng)機(jī)裝備，以及提高農(nóng)機(jī)裝備的自動(dòng)化、智能化水平，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的精確化與高效益，滿足智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求等都具有重要意義。
1智能化農(nóng)機(jī)的內(nèi)涵與優(yōu)點(diǎn)
1.1智能化農(nóng)機(jī)的內(nèi)涵
智能化農(nóng)機(jī)是指裝備有中央處理芯片(CPU)和各種各樣的傳感器或無線通訊系統(tǒng)的現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)，其特點(diǎn)是加裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的微型計(jì)算機(jī)對(duì)傳感器傳回的各種信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算、傳導(dǎo)、傳遞，進(jìn)而在動(dòng)態(tài)作業(yè)環(huán)境下發(fā)出適宜指令驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械來完成正確的動(dòng)作，由此實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理的智能化。智能化農(nóng)機(jī)所要達(dá)到的目的是實(shí)現(xiàn)工作效率化、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、農(nóng)機(jī)舒適化、人機(jī)交互人性化、操作傻瓜化等。目前智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備已成為當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)裝備發(fā)展的新潮流，是近幾年來國(guó)際上農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。
1.2智能化農(nóng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
智能化農(nóng)機(jī)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、電控技術(shù)和人工智能等技術(shù)裝備農(nóng)業(yè)機(jī)械的高新技術(shù)產(chǎn)品，與傳統(tǒng)的功能性農(nóng)機(jī)相比具有以下幾個(gè)方面優(yōu)點(diǎn)：
(1)功能強(qiáng)大。智能化農(nóng)機(jī)由于裝備了智能化控制系統(tǒng)，不但能完成傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)的耕作、收獲、灌溉和病蟲害防治等作業(yè)，還可進(jìn)行土壤信息采集、農(nóng)作物產(chǎn)量信息采集等工作，進(jìn)而為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)施提供技術(shù)支撐。
(2)結(jié)構(gòu)緊湊、通用性強(qiáng)。由于中央處理芯片的功能越來越強(qiáng)大，因此智能化農(nóng)機(jī)的結(jié)構(gòu)變得更加緊湊、通用性更強(qiáng)。通常只需改變部分軟件，就能改變判斷基準(zhǔn)，變更動(dòng)作順序，以適應(yīng)不同的作業(yè)環(huán)境及作業(yè)對(duì)象對(duì)作業(yè)機(jī)械的功能要求。
(3)勞動(dòng)強(qiáng)度低、作業(yè)效率高。智能化農(nóng)機(jī)能根據(jù)作業(yè)的需求變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整、控制，減少了許多人工操作，不僅降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還擁有很高的作業(yè)效率，一個(gè)人甚至可在辦公室內(nèi)通過計(jì)算機(jī)同時(shí)控制幾臺(tái)智能化農(nóng)機(jī)完成不同的生產(chǎn)作業(yè)。
(4)安全性、可靠性高。智能化農(nóng)機(jī)裝有各種各樣的傳感器用于監(jiān)視作業(yè)環(huán)境和作業(yè)狀況，可根據(jù)作業(yè)環(huán)境和對(duì)象變化自動(dòng)調(diào)整工作狀態(tài)，并始終處于良好的技術(shù)狀態(tài)下作業(yè)，加之具有自動(dòng)保護(hù)功能，因而安全性和可靠性較傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)高。
(5)節(jié)能、環(huán)保。由于智能化農(nóng)機(jī)在良好的技術(shù)狀態(tài)下進(jìn)行各種作業(yè)，加之其作業(yè)效率高，因而能耗較低;同時(shí)智能化農(nóng)機(jī)采用精準(zhǔn)方式作業(yè)，不僅能大幅提高化肥和農(nóng)藥的利用率，而且能減少兩者對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的污染，降低農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留。
2國(guó)內(nèi)外智能化農(nóng)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
自20世紀(jì)90年代中期，美國(guó)將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)安裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械上，從而開啟了農(nóng)業(yè)機(jī)械高科技、高性能、智能化的先河。目前歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)業(yè)不僅已基本實(shí)現(xiàn)全面機(jī)械化，而且智能化農(nóng)機(jī)應(yīng)用也具有相當(dāng)高的水平。雖然近年來，國(guó)內(nèi)智能化農(nóng)機(jī)有了較大發(fā)展，但總體上還處于研發(fā)階段，智能化機(jī)具很少、智能化程度低，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的差距還很大。
2.1智能化動(dòng)力機(jī)械
農(nóng)業(yè)動(dòng)力機(jī)械的智能化包括農(nóng)用拖拉機(jī)、大型自走式農(nóng)機(jī)(聯(lián)合收獲機(jī)械、植保機(jī)械)在行走、操控、人機(jī)工程等方面的智能化。利用GPS自動(dòng)導(dǎo)航、圖像識(shí)別技術(shù)、計(jì)算機(jī)總線通信技術(shù)等汽車航天技術(shù)來提高機(jī)器的操控性、機(jī)動(dòng)性和人員作業(yè)舒適性。在上述機(jī)械駕駛室中，都有一臺(tái)或數(shù)臺(tái)計(jì)算機(jī)，具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的接口，用于與不同類型的農(nóng)機(jī)具配套使用。與傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)駕駛室中采用儀表盤顯示作業(yè)參數(shù)不同的是，智能化農(nóng)業(yè)動(dòng)力機(jī)械安裝有信息顯示終端的人機(jī)交互界面，通過屏幕菜單操作者可任意選擇顯示機(jī)組中不同部分的終端信息，調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)信息，顯示數(shù)據(jù)、圖形、語(yǔ)音等多媒體信息。如美國(guó)研制成功一種激光拖拉機(jī)，利用激光導(dǎo)航裝置，不僅能夠精確地測(cè)定拖拉機(jī)所在位置及行駛方向，而且誤差不超過25cm;英國(guó)開發(fā)的帶有電子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(EMS)的拖拉機(jī)具有故障診斷和工作狀態(tài)液晶顯示功能，通過EMS可嚴(yán)密地控制作業(yè)機(jī)具的耕作及播種的寬度、深度等。是德國(guó)的一款智能化甜菜收獲機(jī)及其駕駛室內(nèi)景。近年來，國(guó)內(nèi)的福田、一拖等一些農(nóng)機(jī)企業(yè)已意識(shí)到了農(nóng)機(jī)“智能化”研發(fā)的重要性，開始著手研發(fā)智能化動(dòng)力機(jī)械，并取得一定成效。據(jù)《中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展報(bào)告》顯示，在國(guó)產(chǎn)東方紅X￣804拖拉機(jī)上已經(jīng)設(shè)計(jì)開發(fā)出載波相位差分全球定位系統(tǒng)(DGPS)自動(dòng)導(dǎo)航控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)使得拖拉機(jī)的自動(dòng)化和智能化水平大大提高，成功實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的無人駕駛。
2.2智能化作業(yè)機(jī)械
智能化(有時(shí)亦稱變量)作業(yè)機(jī)械主要包括播種機(jī)、施肥機(jī)、整地機(jī)械、田間管理機(jī)等作業(yè)機(jī)具，其智能化應(yīng)用如激光平地、變量施肥與噴藥，以及機(jī)具作業(yè)狀態(tài)的監(jiān)控、故障報(bào)警等。
(1)智能化收獲機(jī)械。聯(lián)合收割機(jī)裝備有各種傳感器和GPS定位系統(tǒng)，既可收獲各種糧食作物，又可實(shí)時(shí)測(cè)出作物的含水量、小區(qū)產(chǎn)量等技術(shù)參數(shù)，形成作物產(chǎn)量圖，為處方農(nóng)作提供技術(shù)支撐。如美國(guó)衛(wèi)西•弗格森公司在聯(lián)合收割機(jī)上安裝了一種產(chǎn)量計(jì)量器，能在收割作物的同時(shí)，準(zhǔn)確收集有關(guān)產(chǎn)量的信息，并繪成小區(qū)的產(chǎn)量分布圖，農(nóng)場(chǎng)主可利用產(chǎn)量分布圖確定下一季的種植計(jì)劃及種子、化肥和農(nóng)藥在不同小區(qū)的使用量;日本研制的自動(dòng)控制半喂入聯(lián)合收割機(jī)，其作業(yè)速度自動(dòng)控制裝置可利用發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)行進(jìn)速度、收割狀態(tài)，通過變速機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)速度的自動(dòng)控制，當(dāng)喂入量過大時(shí)，作業(yè)速度會(huì)自動(dòng)變慢。智能化糧食收獲機(jī)械是當(dāng)今國(guó)內(nèi)智能化農(nóng)機(jī)裝備研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，目前已研制開發(fā)出實(shí)用化的大型智能化糧食收割機(jī)。如國(guó)機(jī)集團(tuán)所屬的中國(guó)農(nóng)機(jī)院研制出智能型10kg/s通用性多功能谷物聯(lián)合收割機(jī)，創(chuàng)造了中國(guó)收割機(jī)最大喂入量記錄，并憑借自動(dòng)化、智能化控制等先進(jìn)技術(shù)，打破了國(guó)外技術(shù)壟斷和市場(chǎng)壟斷，可用于水稻、小麥、大豆等糧食作物收獲;福田雷沃創(chuàng)新研發(fā)的基于GPS定位系統(tǒng)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程信息化服務(wù)系統(tǒng)，能夠?qū)κ崭顧C(jī)故障進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)診斷，并能指導(dǎo)維修作業(yè)。
(2)智能化噴藥機(jī)械。智能化噴藥機(jī)械能提高農(nóng)藥利用率，減少對(duì)土壤、水體、農(nóng)作物的污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。如作為智能農(nóng)機(jī)領(lǐng)域中的引領(lǐng)者，美國(guó)約翰迪爾公司生產(chǎn)的自走式精確噴霧機(jī)具有靈活高效、 作業(yè)精準(zhǔn)等諸多優(yōu)勢(shì);德國(guó)推出的一種莠草識(shí)別噴霧器，在田間作業(yè)時(shí)能借助專門的電子傳感器來區(qū)分莊稼和雜草，只有當(dāng)發(fā)現(xiàn)莠草時(shí)才噴出除莠劑，除莠劑使用量只有常規(guī)機(jī)械的10%甚至更低，減少了對(duì)環(huán)境的污染;俄羅斯研制的果園對(duì)靶噴霧機(jī)采用超聲波測(cè)定樹冠位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)果樹樹冠的噴霧，大幅度減少或基本消除了農(nóng)藥噴到非靶標(biāo)植物上的可能性，節(jié)省農(nóng)藥達(dá)50%，生產(chǎn)效率提高20%。國(guó)內(nèi)對(duì)自動(dòng)對(duì)靶噴霧等變量噴藥技術(shù)進(jìn)行了較深入的研究，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際開發(fā)了相應(yīng)的機(jī)具。如將紅外探測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于噴霧機(jī)上，研制出果園自動(dòng)對(duì)靶噴霧機(jī)，較好地解決了現(xiàn)行果園病蟲害防治存在的農(nóng)藥利用率低、污染環(huán)境等問題。2012年作為智能農(nóng)機(jī)領(lǐng)域中的領(lǐng)導(dǎo)者，約翰迪爾4630自走式噴霧機(jī)在中國(guó)實(shí)現(xiàn)本土化生產(chǎn)，目前已廣泛地應(yīng)用于國(guó)內(nèi)玉米、棉花、高粱和甘蔗等高稈作物的大面積、高效率和精準(zhǔn)植保作業(yè)。
(3)智能化施肥機(jī)械。施肥機(jī)可以在施肥過程中，根據(jù)作物種類、土壤肥力、墑情等參數(shù)控制施肥量，提高肥料利用率。如美國(guó)Ag￣Chem儀器裝配公司生產(chǎn)的施肥系統(tǒng)可進(jìn)行干式或液態(tài)肥料的撒施，該系統(tǒng)通過電子地圖內(nèi)疊存的數(shù)據(jù)庫(kù)處方，可同時(shí)分別對(duì)磷肥、鉀肥和石灰的施用量進(jìn)行調(diào)整;日本久保田株式會(huì)社推出的農(nóng)業(yè)服務(wù)支援系統(tǒng)“久保田智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)(KSAS)”，該系統(tǒng)的正式套餐中，聯(lián)合收割機(jī)搭載了與KSAS對(duì)應(yīng)的傳感器，插秧機(jī)附帶電動(dòng)調(diào)節(jié)施肥量的功能，對(duì)應(yīng)農(nóng)機(jī)連動(dòng)制作產(chǎn)量分析及施肥計(jì)劃。國(guó)內(nèi)山東省農(nóng)機(jī)科研院、福田雷沃國(guó)際重工股份有限公司等單位研制出“2BYFZ￣4型智能玉米精密播種施肥機(jī)”，該機(jī)采用自主研發(fā)的種、肥專用傳感器分別設(shè)計(jì)了種子檢測(cè)與自動(dòng)補(bǔ)種系統(tǒng)、化肥檢測(cè)與自動(dòng)疏通系統(tǒng)，以及基于CAN總線的專用控制器與觸控軟件系統(tǒng)等三個(gè)主要系統(tǒng)，其中前者能完成已播數(shù)、重播數(shù)、漏播數(shù)的計(jì)量和缺種、堵塞故障報(bào)警及自動(dòng)補(bǔ)種，而后者能實(shí)現(xiàn)株距與施肥量的電動(dòng)無級(jí)調(diào)節(jié)。
(4)智能化灌溉機(jī)械。灌溉機(jī)械的智能化不僅可大量節(jié)約用水，而且還能省工、省時(shí)。如美國(guó)瓦爾蒙特工業(yè)股份有限公司和ARS公司開發(fā)的智能紅外濕度計(jì)，被安裝在農(nóng)田灌溉系統(tǒng)后，可每6s讀取一次植物葉面濕度，當(dāng)植物需水時(shí)，灌溉系統(tǒng)會(huì)及時(shí)通過計(jì)算機(jī)發(fā)出灌溉指令向農(nóng)田中灌水;美國(guó)、以色列等國(guó)在大型平移式噴灌機(jī)械上加裝GPS定位系統(tǒng)，結(jié)合存放在地理信息系統(tǒng)中的信息和數(shù)據(jù)，通過處方實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的人工變量灌溉。此外，目前發(fā)達(dá)國(guó)家已實(shí)現(xiàn)噴水和施肥、噴藥同步進(jìn)行的一體化作業(yè)。國(guó)內(nèi)將計(jì)算機(jī)與分布于農(nóng)田內(nèi)的各種傳感器，如土壤水吸力、管道壓力、流量、空氣溫度、空氣濕度、雨量、太陽(yáng)輻射、氣壓等傳感器進(jìn)行相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化，同時(shí)對(duì)采集到的各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算、分析，其結(jié)果不僅可作為確定精確的灌溉時(shí)間和最佳灌溉水量的依據(jù)，而且還可根據(jù)決策結(jié)果對(duì)灌溉設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制與監(jiān)測(cè)。
(5)智能化播種機(jī)械。智能化播種機(jī)械能根據(jù)播種期田塊的土壤墑情、生產(chǎn)能力等條件的變化，精確調(diào)控播種機(jī)械的播種量、開溝深度、施肥量等作業(yè)參數(shù)。如美國(guó)依阿華州生產(chǎn)的“ACCU￣PLANT”的播種機(jī)控制系統(tǒng)可附加在各類播種機(jī)上，通過該系統(tǒng)調(diào)控播種機(jī)上的播種量計(jì)量裝置，實(shí)現(xiàn)不同地塊的播種量調(diào)整。另外，部分條播機(jī)還加裝了同時(shí)撒施肥料、殺蟲劑和除草劑的撒施裝置，將這些裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與播種機(jī)計(jì)量裝置連結(jié)在一起，能實(shí)現(xiàn)撒施量與播種量大小的同步調(diào)整與變化。國(guó)內(nèi)研制了基于全球定位技術(shù)(GPS)的智能變量播種、施肥、旋耕復(fù)合機(jī)，并在一些農(nóng)場(chǎng)投入使用。此類機(jī)械具有復(fù)式作業(yè)功能，可一次性完成耕整、播種、施肥等多種功能，適用于小麥、大豆、油菜等多種作物，并且操作簡(jiǎn)便，通過電腦觸摸屏調(diào)控機(jī)具作業(yè)參數(shù)。
(6)智能化設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備。目前歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已形成溫室成套裝備，其溫室結(jié)構(gòu)、環(huán)境控制設(shè)施設(shè)備，以及室內(nèi)作業(yè)機(jī)械裝備的制造技術(shù)都非常成熟，并向高度自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，并已建立不受或很少受自然影響的全新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)體系。如荷蘭的溫室能夠常年穩(wěn)定地生產(chǎn)蔬菜和花卉，黃瓜、番茄等作物的產(chǎn)量可以達(dá)到40～50kg/m2;設(shè)施農(nóng)業(yè)中的植物工廠(plantfactory)則完全擺脫了自然環(huán)境對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，其產(chǎn)量可達(dá)到常規(guī)栽培的幾十甚至上百倍，圖3為植物工廠的內(nèi)部情況。國(guó)內(nèi)許多機(jī)構(gòu)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)研制出溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)，不僅可自動(dòng)監(jiān)測(cè)溫室內(nèi)的氣候和土壤參數(shù)，而且還能自動(dòng)控制溫室內(nèi)配置的所有設(shè)備的優(yōu)化運(yùn)行，如開窗、加溫、降溫、加濕、補(bǔ)光照、CO2補(bǔ)氣、灌溉施肥、環(huán)流通氣等;與此同時(shí)利用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，研制遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，并能通過手機(jī)或計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)溫室可視化遠(yuǎn)程監(jiān)控。圖4是基于物聯(lián)網(wǎng)的控制大棚。
(7)農(nóng)業(yè)機(jī)器人。在先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家，農(nóng)業(yè)機(jī)器人在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的許多領(lǐng)域得到發(fā)展和應(yīng)用。如美國(guó)明尼蘇達(dá)州一家農(nóng)業(yè)機(jī)械公司研究推出的施肥機(jī)器人(如圖5所示)，會(huì)從不同土壤的實(shí)際情況出發(fā)，適量施肥;法國(guó)發(fā)明了專門服務(wù)于葡萄園的機(jī)器人，它幾乎能代替種植園工人的所有工作，包括修剪藤蔓、剪除嫩芽、監(jiān)控土壤和藤蔓的健康狀況等;美國(guó)波士頓研制出育苗機(jī)器人，工作人員只要在觸摸屏上設(shè)定地點(diǎn)參數(shù)，機(jī)器人就能感應(yīng)盆栽，并自動(dòng)把它們移動(dòng)到目的地;英國(guó)、日本研發(fā)了擠奶機(jī)器人，不僅能完成擠奶工作，還可在擠奶過程中檢測(cè)奶質(zhì);澳大利亞發(fā)明了一種像牧羊犬的機(jī)器人(如圖6所示)，能在農(nóng)場(chǎng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的放牧勞力。國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)機(jī)器人起步晚、底子薄、投資規(guī)模小、發(fā)展速度緩慢，目前仍處于理論研究時(shí)期，距離實(shí)際應(yīng)用還有許多難題需要解決，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在可靠性、精度和效率等方面差距很大。盡管如此，國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研究目前也已取得了一定的成果，如中國(guó)農(nóng)大研制出蔬菜嫁接機(jī)器人，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)、陜西科技大學(xué)等高校已成功研制出采摘草莓、黃瓜、茄子、番茄等水果蔬菜的農(nóng)業(yè)機(jī)器人和用于除草的農(nóng)業(yè)機(jī)器人;但總體上處于研究試驗(yàn)階段，進(jìn)入實(shí)用化的農(nóng)業(yè)機(jī)器人則很少。
2.3智能化農(nóng)機(jī)管理
農(nóng)業(yè)機(jī)械性能發(fā)揮程度和使用率高低受許多條件限制，既受農(nóng)機(jī)具的保有量、配置和狀態(tài)的制約，又受作物生長(zhǎng)情況、氣候變化等因素影響。只有在一個(gè)農(nóng)場(chǎng)或區(qū)域形成一個(gè)高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)具的智能化管理，才能充分發(fā)揮各種農(nóng)業(yè)機(jī)械的效率與作用。農(nóng)機(jī)具管理智能化包括機(jī)具配置、機(jī)具狀態(tài)監(jiān)控、實(shí)時(shí)調(diào)度和維修保養(yǎng)的智能化。如歐洲一些大農(nóng)場(chǎng)已建立和使用農(nóng)場(chǎng)辦公室計(jì)算機(jī)與移動(dòng)作業(yè)機(jī)械間通過無線通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的管理信息系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)不僅能夠制定詳細(xì)的農(nóng)事操作方案和機(jī)械作業(yè)計(jì)劃，而且駕駛員還能根據(jù)作業(yè)機(jī)械顯示的相關(guān)數(shù)據(jù)，調(diào)整機(jī)械作業(yè)的負(fù)荷與速度，確保機(jī)組能在較佳的工況下運(yùn)行，與此同時(shí)利用作業(yè)過程采集的數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)運(yùn)算和處理，能夠?qū)崿F(xiàn)如作業(yè)面積、耗油率、產(chǎn)量的計(jì)算、統(tǒng)計(jì)及友好的人機(jī)界面顯示等智能化功能;日本洋馬株式會(huì)社的農(nóng)機(jī)“智能助手”，通過搭載在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的GPS天線和通信終端，農(nóng)機(jī)能夠自動(dòng)發(fā)送位置、運(yùn)轉(zhuǎn)及保養(yǎng)方面的信息，并每天自動(dòng)生成作業(yè)報(bào)告，還可實(shí)現(xiàn)監(jiān)視防盜、運(yùn)轉(zhuǎn)狀況管理、保養(yǎng)服務(wù)、突發(fā)問題自動(dòng)通知與迅速應(yīng)對(duì)等方面的功能，該“智能助手”不僅能自動(dòng)支持農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)，還可與第三方公司提供的農(nóng)業(yè)云應(yīng)用程序“facefarm生產(chǎn)履歷”配合使用，進(jìn)一步提高效率，目前“智能助手”已在日本全國(guó)推廣應(yīng)用。國(guó)內(nèi)一些省份農(nóng)機(jī)管理部門、高校與有關(guān)公司合作，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)現(xiàn)了農(nóng)機(jī)智能化管理。如寧波市農(nóng)機(jī)總站與寧波移動(dòng)合作建設(shè)“智慧農(nóng)機(jī)”信息服務(wù)平臺(tái)，該平臺(tái)整合了無線通信、農(nóng)機(jī)定位、地理信息、計(jì)算機(jī)控制等先進(jìn)技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)定位、農(nóng)機(jī)調(diào)度、農(nóng)機(jī)作業(yè)面積統(tǒng)計(jì)計(jì)算等功能，通過幾年試點(diǎn)工作，現(xiàn)已取得較好成效;中國(guó)移動(dòng)湖北公司為湖北省農(nóng)機(jī)局研發(fā)了“農(nóng)機(jī)寶”手機(jī)APP智能應(yīng)用系統(tǒng)，為全省農(nóng)機(jī)手免費(fèi)提供農(nóng)機(jī)作業(yè)電召信息、農(nóng)機(jī)維修及加油站點(diǎn)位置服務(wù)等九大類手機(jī)智能應(yīng)用服務(wù);浙江大學(xué)正呈科技有限公司與江蘇北斗衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)研究院聯(lián)合開發(fā)的“北斗農(nóng)機(jī)作業(yè)精細(xì)化管理平臺(tái)”能為農(nóng)機(jī)作業(yè)提供定位監(jiān)控、指揮調(diào)度、面積統(tǒng)計(jì)、信息管理等智能化精細(xì)化管理服務(wù)，經(jīng)浙江省一些縣市農(nóng)機(jī)管理部門使用，反映效果好，目前已進(jìn)入加快示范推廣階段。
3我國(guó)智能化農(nóng)機(jī)未來發(fā)展建議
加強(qiáng)以信息化技術(shù)為先導(dǎo)的智能化、自動(dòng)化農(nóng)機(jī)技術(shù)與裝備的研發(fā)制造，既是轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的現(xiàn)實(shí)要求，也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的客觀需要;因而國(guó)家非常重視智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備技術(shù)發(fā)展，“十二五”期間，國(guó)家不僅在《高端裝備制造業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃》《農(nóng)機(jī)工業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃》要求重點(diǎn)發(fā)展農(nóng)機(jī)自動(dòng)化、信息化和智能化技術(shù)，以提高農(nóng)機(jī)裝備的控制水平和智能水平，而且啟動(dòng)了當(dāng)今農(nóng)業(yè)裝備領(lǐng)域財(cái)政投入最大的國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目“智能化農(nóng)機(jī)技術(shù)與裝備”重大項(xiàng)目。另外，還將農(nóng)業(yè)機(jī)械列為智能制造試點(diǎn)的十大領(lǐng)域之一。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械的研發(fā)、制造和應(yīng)用現(xiàn)狀，應(yīng)采取如下幾方面措施加快智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展，以適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)先進(jìn)適用農(nóng)業(yè)機(jī)械的需要。
(1)積極營(yíng)造發(fā)展智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械的良好氛圍。目前國(guó)內(nèi)對(duì)農(nóng)機(jī)“智能化”理解偏差較大，尤其是許多農(nóng)機(jī)企業(yè)過于關(guān)注眼前利益，因而對(duì)發(fā)展智能化農(nóng)機(jī)并不完全認(rèn)同。為此，需要強(qiáng)化宣傳，營(yíng)造良好氛圍，提高對(duì)發(fā)展智能化農(nóng)機(jī)重要性的認(rèn)知，使社會(huì)各界尤其是農(nóng)機(jī)企業(yè)認(rèn)識(shí)到中國(guó)農(nóng)機(jī)走“智能化”發(fā)展道路，既是我國(guó)從“農(nóng)機(jī)大國(guó)”走向“農(nóng)機(jī)強(qiáng)國(guó)”的必然選擇，也是由我國(guó)未來現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和新時(shí)代人群的需求所決定的。
(2)加強(qiáng)現(xiàn)有智能化農(nóng)業(yè)裝備成果轉(zhuǎn)化和示范推廣。“十二五”實(shí)施的國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目“智能化農(nóng)機(jī)技術(shù)與裝備”重大項(xiàng)目，目前已在秧苗高速栽插與精密播種技術(shù)研究、瓜菜田間生產(chǎn)智能化關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究、茶園智能化關(guān)鍵技術(shù)與裝備開發(fā)等方面取得了許多研究成果。為使上述智能化農(nóng)機(jī)技術(shù)與裝備對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展確實(shí)起到支撐作用，應(yīng)加快建立若干以智能化技術(shù)為引領(lǐng)的智能農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)化示范基地，推進(jìn)成果的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。
(3)進(jìn)一步加大對(duì)智能化農(nóng)機(jī)裝備領(lǐng)域的支持力度。我國(guó)地域遼闊，地理環(huán)境、農(nóng)作物種類和種植制度的多樣性決定了對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備需求的多樣性。雖然“十二五”期間在智能化農(nóng)機(jī)技術(shù)與裝備領(lǐng)域已取得了許多成果，但與國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的需求仍存在巨大差距;為此需要國(guó)家進(jìn)一步加大扶持力度，按照《中國(guó)制造2025》重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖中有關(guān)農(nóng)業(yè)裝備的發(fā)展要求，加快農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中急需而短缺的智能化農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)，同時(shí)加大智能化農(nóng)機(jī)裝備補(bǔ)貼與推廣力度，促進(jìn)智能化農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)與應(yīng)用。
(4)加快構(gòu)建智能化農(nóng)機(jī)裝備制造體系。過去10多年，我國(guó)農(nóng)機(jī)裝備工業(yè)經(jīng)歷了以粗放式為標(biāo)志的快速發(fā)展階段，未來10年我國(guó)農(nóng)機(jī)裝備工業(yè)將進(jìn)入以智能化、自動(dòng)化為標(biāo)志的集約化發(fā)展與制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)階段。由于智能化裝備與傳統(tǒng)裝備在制造體系方面有著巨大差異，因此要充分利用農(nóng)業(yè)機(jī)械被列為智能制造試點(diǎn)的有利時(shí)機(jī)，按照智能制造試點(diǎn)示范所包含的智能工廠、數(shù)字化車間、智能裝備、智能新業(yè)態(tài)、智能化管理、智能化服務(wù)等六個(gè)維度的要求來構(gòu)建智能化農(nóng)機(jī)裝備制造體系，為智能化農(nóng)機(jī)發(fā)展提供支撐與保障。
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