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中圖分類號：F323.3文獻標識碼：A
1我國農業機械發展狀況
1.1農機裝備的數量在不斷增長
由于新機械技術在全國范圍內廣泛使用，我國的農業機械裝備在不斷增加，這也是廣大農業生產者對新機械技術方便、快捷、高效技能的肯定。
1.2農機作業水平提升
在機耕與機播作業水平穩步發展的同時，我國機收作業水平有了長足的進步，特別是小麥和水稻的機收水平更是有了明顯的進步，高性能的聯合收割機使農業作物的收割效率更上一層樓，而花生、玉米、瓜果蔬菜等農作物的加工以及灌溉等農業設施也有了更進一步的發展。農機作業水平的提高促進了農村農業結構以及勞動力資源分配的調整，農民不再為了農作物的播種和收割發愁，為其他產業的發展提供了大量勞動力資源。
1.3農機作業區域不斷擴大
農機專業服務組織、專業戶都在不斷增加，農機作業總收入也在不斷提高，農機服務者作業規模與區域不斷擴大，農業栽種收割等流程都有所涉入，跨區機耕、機播、機收已經成為主流趨勢，農機經營效益和農機化水平有了顯著提高。
2農業機械發展的方向
雖然新機械技術在農業的發展上已經形成了一定規模，取得了一定成果，但農機的發展還具有更廣闊的前景和上升空間，只要廣大經營者和農業生產勞動者把握機遇，不斷改善農機運用中的問題，那么農業的發展將會迎來一片新的天地，農業新機械技術有很大的發展前景。
2.1農業機械智能化、自動化
農業機械的發展向著智能化、自動化進步，能夠有效的節約農業耕種成本。農業的發展離不開自動化的機械耕作，不僅能夠提高農業作業的效率，降低成本，更能夠提高農產品在市場上的數量和價格優勢。雖然目前我國還不能完全制造自動化、智能化的農業機械，要依靠引進國外先進的農業技術和機械設備，但是經過不斷學習和探索，必然能夠通過自主研究和開發農業新機械，為我國實現農業生產自動化、智能化創造有利條件，穩定國內農產品市場。
2.2走綠色化產業道路
隨著我國“建設節約型社會”的提出，各行各業都開始探索綠色化產業道路。農業的發展也不例外。我國要堅持綠色農業，必須使用高科技發展新型低耗能、低排放的節約型農業設備。節能型農業機械也是市場所需要的，應當以市場為導向，大力推進節約型農業機械的發展。我國農機生產企業應當更具我國農業的具體實際情況，重點放在水田機械化和旱地作業的產品研發上，發展節約型的農機不僅能夠降低農業成本，對環境有所保護，而且也符合國家政策和市場的需求，能夠進一步的促進自身的發展。
2.3新技術和新機械不斷研制和開發
加快農業機械化新技術、新機器的研究與開發，有利于加強農業機械化的科技創新能力，通過市場拉動和政府支持，引導農機企業加大生產技術和農機產品的研發力度，逐步解決農機科技創新落后、技術供給不足等問題，逐步將農業機械科技創新納入可持續發展的良性環節中去。
3農業機械的發展前景
我國農業在當今社會也面臨著許多有利的發展機遇，農機企業要充分認識到新機械技術的發展潛力，努力抓住機遇，促進我國農業現代化發展。
3.1政府的大力支持
國家出臺了一系列支農惠農政策，將農業發展作為維持國家和社會穩定的有力保證，為農機工業的穩定發展提供了難得的發展機遇。如國家持續對農業進行投入和補貼，間接拉動了農機市場經濟；國家對農村基礎設施建設進一步完善，帶動拖拉機、農用運輸車、農用工程器械的發展；提出農業可持續發展的戰略目標，推動農機企業機械研發的步伐。
3.2加入WTO為農業機械化帶來新的發展機遇
我國加入世貿組織，意味著我國市場經濟已經納入到全球經濟的發展軌道中去，我國各種產業會在世界經濟的大舞臺中不斷加深和參與到國際競爭與合作中去，所以我國農業技術必須與國際化接軌，才能在新世紀的挑戰中立于不敗之地。加入WTO對于我國農業機械的發展既是機遇又是挑戰，一方面，隨著關稅水平的降低，可以根據WTO的相關規則加大對農業機械類的財政支持，同時，也可以通過世界市場有選擇的引進先進的農業機械產品和技術，加快我國農業機械化發展的進程，技術的引進能夠填補我國農機領域中的一些技術空白，有利于實現農業機械的跨越式發展。同樣，WTO也是我國農機走出去的舞臺，我國生產的中小型農業機械由于質量穩定、價格優勢，受到廣大發展中國家的親睞，同時中小機械的生產規模以及投資和維修狀況也十分適合如南美洲、東南亞、非洲、東歐等國家的實際狀況。農機企業要根據國內生產實際，強化農業基礎，大力發展農業機械化，降低生產成本，提高產品質量，為國家的農業現代化持續發展做出貢獻。
當前，中國的現代化進程日益迅速，加快農業機械化的進程，能夠使我國農業和農村經濟穩健發展。農業機械的發展和延伸對我國農業有著巨大的促進作用，但是依然有著一定的阻礙，這些都需要農業機械生產企業以及國家立足實際，開拓創新，推進我國農業的現代化進程。
參考文獻
一、新型設施大棚概述
新型設施大棚的作用是將智能化控制系統或將物理技術應用到大棚種植上，模擬出最適合棚內植物生長的環境，采用溫度、濕度、二氧化碳、光照度傳感器等感知大棚的各項環境指標，并通過微機進行數據分析，對棚內的水簾、風機、遮陽板等設施實施監控，從而改變大棚內部的生物生長環境。具體分為：溫室大棚（如玻璃溫室、塑料溫室）、智能大棚（自動化溫室）。
二、農業機械應用現狀
1.耕作機：是能一次完成耕地、整地等多種作業項目的土壤耕作機械。可簡化作業過程，提高作業效率，有利于爭取農時，及時進行播種或栽插。由旋耕機和松土機、滾籠耙等組成的聯合耕作機，可一次完成土壤的基本耕作和表土耕作;由圓盤耙、釘齒耙、彈齒耙、滾籠耙和鎮壓器等不同類型部件按不同的方式組成的聯合耕作機，可在犁耕后一次完成播前的種床準備耕作。由鏵式犁和驅動型碎土部件組成的聯合耕作機，在中國通常稱為耕耙犁。其鏵式犁犁體的翼部較普通犁體短，在翼部外側配有旋耕器。后者由拖拉機動力輸出軸驅動，配置方式有立式、臥式和斜置式三種。當犁體翻起的土垡上升到犁壁翼部拋出時，旋耕器上的旋耕刀將土垡切碎，從而可把鏵式犁和旋耕機的作業特點結合起來，松碎全部耕層土壤。對拖拉機功率的利用率也較高。
2.微噴灌系統：微噴灌是一種通過低壓管道將水送到作物植株附近并用專門的小噴頭向作物根部土壤或作物枝葉噴灑細小水滴的一種灌水方法。微噴灌的工作壓力低,流量小,既可以定時定量地增加土壤水分，提高土壤含水量,又能夠提高空氣的濕度,調節局部小氣候,現已廣泛地應用于蔬菜田、果園、花卉、藥材及飼養場所等的降溫灌溉。微噴灌系統包括水源、供水泵、控制閥門、過濾囂、施肥閥、施肥罐、輸水管、微噴頭等。3.智能溫度控制系統：這是一種基于計算機自動控制的智能蔬菜大棚溫度控制系統,包含系統溫度采集、溫度顯示、加熱器控制電路等系統硬件的設計理念，改進了系統的控制算法,最后利用MAT-LAB進行系統仿真。該研究設計的蔬菜大棚智能溫度控制系統人機界面良好,操作簡單方便,自動化程度高,造價低廉,具有良好的應用前景和推廣價值。
三、存在問題
1.操作不便：由于新型設施大棚空間有限且存在大量的支架，對于卷簾機、耕作機等大型機械的使用造成了不便，難以讓大型機械應用于新型設施大棚。
2.科技含量低，智能化程度差：現存的新型設施大棚并未能實現噴灌調溫等一體化，對人工依賴程度大，智能化程度較低。
3.成本高：新型設施大棚造價高，而農村地區經濟發展程度較低，新型設施大棚在中國農村的覆蓋率低，使得農業機械在新型設施大棚中的應用難以較快推廣。
四、市場及前景
1.市場：隨著物聯網技術的發展，新型設施大棚機械運用的發展條件更為成熟。實際上，物聯網技術是將各種感知技術、現代網絡技術和人工智能與自動化技術聚合與集成應用。在溫室環境里，單棟溫室可利用物聯網技術，成為無線傳感器網絡的一個測量控制區，采用不同的傳感器節點和具有簡單執行機構的節點，如風機、低壓電機、閥門等工作電流偏低的執行機構，構成無線網絡，來測量基質濕度、成分、pH值、溫度以及空氣濕度、氣壓、光照強度、二氧化碳濃度等，再通過模型分析，自動調控溫室環境、控制灌溉和施肥作業，從而獲得植物生長的最佳條件。對于溫室成片的農業園區，物聯網也可實現自動信息檢測與控制。通過配備無線傳感節點，每個無線傳感節點可監測各類環境參數。通過接收無線傳感匯聚節點發來的數據，進行存儲、顯示和數據管理，可實現所有基地測試點信息的獲取、管理和分析處理，并以直觀的圖表和曲線方式顯示給各個溫室的用戶，同時根據種植植物的需求提供各種聲光報警信息和短信報警信息，實現溫室集約化、網絡化遠程管理。此外，物聯網技術可應用到溫室生產的不同階段。在溫室準備投入生產階段，通過在溫室里布置各類傳感器，可以實時分析溫室內部環境信息，從而更好地選擇適宜種植的品種;在生產階段，從業人員可以用物聯網技術手段采集溫室內溫度、濕度等多類信息，來實現精細管理，例如遮陽網開閉的時間，可以根據溫室內溫度、光照等信息來傳感控制，加溫系統啟動時間可根據采集的溫度信息來調控等;在產品收獲后，還可以利用物聯網采集的信息，把不同階段植物的表現和環境因子進行分析，反饋到下一輪的生產中，從而實現更精準的管理，獲得更優質的產品。
2.前景：通過機械化設施農業的試驗示范推廣，改善了透光性也方便了溫度調控。機械作業降低了成本，節約了勞動力，一方面有利于作業增量增產，另一方面也改善了作物的質量。這是一項技術可靠、經濟效益高、深受農民歡迎的生產方式。有廣闊的需求前景，有望成為我國農業增產，農民增收的重要技術手段。在新型設施大棚中使用農業機械是建立農業發展的一種重要形式，同時，也是有效促進農民增收和吸納新技術，降低農業成本的重要途徑，既是提高農業綜合生產能力的重要手段，又是社會主義新農村建設的重要內容。
五、推廣應用對策
關鍵詞 農業機械化；推廣；物聯網技術；應用
中圖分類號 S23；F244-39 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）07-0210-01
信息技術的發展是促進網絡發展的主要動因，從計算機到互聯網再到物聯網，這一新技術發揮著越來越重要的作用。目前是物聯網的時代，物聯網的發展不僅有利于經濟利益的提高，還可以促進經濟朝著更加繁榮的方向發展。農業一直是我國的經濟支柱，尤其是隨著農業生產逐漸機械化，農業的增長方式和農業的現代化進程都得到了很大的改善。然而，農業發展還受到諸多因素的制約，例如：農村經濟發展水平低、農業勞動力轉移方向單一、農業經營規模小、農機工業水平低等[1-2]。但是，隨著農業物聯網的出現，農業機械已經發揮著越來越大的優勢[3-4]。
1 農業物聯網概述
圖1為典型的農業物聯網應用。物聯網（Internet of Things）是一種連接物品和因特網的網絡，一般它首先利用射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統和激光掃描器等信息傳感設備將這些物品的信息輸入到因特網中，然后利用因特網龐大的信息系統進行物品的買賣和交換，以達到對物品進行智能地識別、定位、跟蹤、監控和管理。農業物聯網，也就是將此種物聯網應用在農業上，保證農業人員及時了解農作物每一時期可能的生長狀況、農產品的生產流通等信息，使農業生產、管理、交易和物流信息向智能化發展。農業物聯網有利于農業的發展，有利于農村經濟的發展，有利于提高農民的生活水平，有利于擴展基層農業技術、提高服務能力，有利于促進農村的綜合改革、提高農村的行政服務水平，有利于推進社會主義新農村建設。
2 物聯網技術在農業機械化推廣中的應用
2.1 農機裝備技術領域
物聯網在農業上進行應用實際上就是為了及時了解農作物的生產狀況，包括農作物的生產環境，如土壤濕度、土壤成分、pH值、降水量、溫度、空氣濕度、光照強度、氣壓和CO2濃度等信息，并根據這些信息內容，找到最適合的生產條件，提高農作物的產量。與此同時，利用網絡的智能化，查詢并計算出植物生產的各項環境指標，以便農民進行管理，改善環境，提高生產效率，增加生產量。目前，澳大利亞在農業機械設備上也應用了物聯網，于是能識別莠草的噴霧器應運而生。此種噴霧器能夠準確地找到莠草并及時進行處理，這就在很大程度上降低了人工成本，降低了對環境的破壞。我國的浙江工業大學也研究出了一種節水灌溉系統，它是利用傳感器得到農作物所生存的土壤的濕度，并進行需水信息的判斷，不僅節約了水資源，還有利于農作物的生長。物聯網技術在農業上的應用前景是非常可觀的，綜合各種信息和技術將會在很大程度上提高產品的質量和性能，提高農業的生產率和產量。
2.2 氣候智能型農業領域
氣候對農業的影響是非常大的，日前隨著氣候條件的不斷變化，農業生產也受到了破壞，產量大大降低，這就給我國的國民生產帶來了巨大的影響。因此，提高農作物適應惡劣環境的能力迫在眉睫，這就需要物聯網來發揮作用，其對環境的感應能力可以及時對環境進行監測，提醒農民及時做好防護措施。這樣就能夠在很大程度上提高農業對各種災害的防御能力，減弱農業對環境的依賴程度，增強農民應對不斷變化氣候的能力。例如，在農業的水利水位上安裝水位測定感應器，就可以及時進行水位信息的識別、采集和處理。
2.3 農機化區劃與農機現代化4S管理
通常情況下，農民對農業機械的需要是不確定的，因為每年的生產要求不同，再加上氣候對農作物的影響，農機戶配備和更換農業機器時常常會出現過多或不足的情況，這就影響了農戶的經濟收入。特別是在種植和收割時間短的階段，農業機械保持合理的數目是非常重要的，如果機器較少，就會浪費時間和人力、物力；而如果機器過多，則會增加資金的投入。這時就會需要農業物聯網來發揮作用，首先可以先了解作業機械的數量和位置，然后進行跟蹤，以便于農業機械的現用，這樣就在很大程度上提高了農機化的準確性和方便性，發揮農機機械的最大效用。目前對農業機械的使用所采用的模式是農機4S體系，它是一種整機銷售（Sale）、零配件（Spare-part）、售后服務（Service）、信息反饋（Survey）四位一體的農機特許經營模式。在這個使用效果比較好的農機經營服務模式中，利用物聯網技術在農作物的運輸、銷售、使用和回收等環節進行定位追蹤，可以提高農作物的貨物管理水平，減少儲存成本，提高效率。另外，即使產品的某個環節有瑕疵也可以及時進行補救，降低損失，提高農機供應商的送貨可靠性，提升農機用戶的服務能力和水平。而且，因為跟蹤系統的啟動可以解決不合格產品帶來的各種麻煩，提高服務質量，保證產品的合格率，增加農作物使用者對產品的滿意度，提高產品的使用效果。
2.4 農業機械化應急體系
我國的農業經濟發展水平雖然很高，但是由于我國自然災害比較嚴重，所以我國的農業生產和農村社會仍然是不穩定的，因此增強農業機械的工作能力是非常必要的。將農業物聯網技術和農業機械結合起來不僅可以通過對環境進行分析，并以此信息成立災害預警模型庫、告警信息指導模型庫，達到有效地預警災情的目的；而且還可以及時進行災情救援，如遇到自然災害時，配備農業機械來降低災害對農作物的影響。另外，農業物聯網技術的應用還可以在災情發生時，降低調配農業機械所造成的運輸費用的浪費，減少抗災救災的成本，降低災害對農業的損害[5]。
3 結語
自從1999年提出開始，物聯網這一名詞一直被廣泛應用在各個行業，尤其是關乎國計民生的農業行業，使得農業發展朝著智能化和機械化方向發展。
4 參考文獻
[1] 梁寶忠.加快農機科技創新推動農業機械化科學發展[J].現代農業裝備，2012（8）：8.
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[3] 呂敬堂，張富貴，方雷.《農業機械化管理》課程內容與教學方法改革[J].中國農機化，2012（4）：197-200.
[關鍵詞]機械制造；液壓技術；應用；發展趨勢
中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）21-0382-01
機械制造業在我國工業生產領域占據終于熬的位置，機械制造業的健康發展，關系到生產設備企業的長遠發展，在國民經濟發展的過程中發揮著重要的作用。液壓技術在機械制造領域中的應用，可以提高機械設備的科學性，提高設備檢修的效率，同時也可以滿足不同類型工業生產活動對機械設備的需求，有利于促進工業生產效率的提升。
一、機械制造業中應用液壓技術的重要性
機械制造領域是液壓技術應用的基礎領域，以流體傳動和控制技術為代表的液壓技術，可以有效的融合到機械設備的生產與制造中，在推動機械制造領域的發展方面有著重要的作用。受到技術條件的影響，以往的液壓技術在工藝和材料等方面都無法完全滿足機械制造的生產要求，而隨著科學技術的快速發展，液壓技術逐漸由傳統的水壓技術轉變為油壓急速，而且在科學的水壓系統的應用下，可以顯著的提高工作效率。液壓技術在其他機械制造強國的發展過程中，都有著非常顯著的作用，發揮著不容忽視的力量。流體傳動和控制技術，有著對于傳統技術的顛覆作用，也具有對新的機械裝備行業發展的引導作用。目前，對于當前的裝備制造行業而言，液壓技術自身的技術特征和發展的潛能，使它依然有著無限發展的潛力和潛能。因此，從總體上看仍具有巨大潛力，液壓技術的發展和進步，對中國裝備制造業的技術進步更有著重要的影響和推動作用。
二、械制造業中液壓技術的應用
在國外的機械制造領域中，液壓技術的應用已經較為成熟；而我國在機械制造業的發展方面，還處在初步發展的階段，在基礎的產品和技術方面實現了自給自足，但是一些關鍵的元件和還需要從國外引入。因此，要促進我國機械制造業的發展，必須要促進液壓技術的有效運用，并且不但強化材料和技術的創新，才能真正實現我國機械制造業的持續發展。目前，我國機械制造業中液壓技術的應用具體表現在：
1.在工程機械領域的應用
工程機械具有工作量大、運轉速度快、維護要求高等特點，因此在工作承載負荷方面也相對較大；加之工程機械領域的生產在空間和環保方面也受到一定的限制，所以對于工程機械領域中液壓技術的應用有著更高的要求。從液壓系統的角度來說，要保證其系統本身的穩定性，而且液壓系統中的元件要能承受來自工程機械的工作負載，同時也要滿足對環保和節能的要求，才能在提高產品設計質量的同時，實現工程機械的持續發展。另外，液壓系統的設計要與當前的信息技術、智能技術相結合，確保液壓系統可以滿足工程機械的設計和生產要求。
2.在農業機械領域的應用
農業機械在我國農業經濟發展中有著重要的作用，農業生產的復雜性決定了農業機械的液壓器件數量也較多，但是其應用卻相對較為簡單，這也為農業機械領域中的液壓技術應用創造了更大的發展空間。農業機械的應用環境一般都較差，而且農業機械本身就具有一定的局限性，所以針對農業機械制造中液壓技術的應用也有一些特殊的要求，如器件具有較高的耐磨性、耐用性，液壓驅動要具有較高的穩定性和可靠性，要滿足農業機械無級變速的要求等等，隨著液壓技術在農業機械領域中應用的越來越廣泛，其自身的工作能力也將獲得更大提升。
3.在裝備制造業中的應用
裝備制造業是我國國防事業中不可或缺的重要組成部分，在增強國防實力方面發揮著重要的作用。對于裝備制造業來說，液壓技術的發展與創新是最為重要的，也是關鍵所在。因為裝備制造業的工作環境都較為特殊，因此對于液壓技術的要求也相對較高，在精度、效率等方面都比普通的液壓技術應用有更高的要求。近些年來，科學技術的快速發展也推動了液壓技術的不斷進步，進而提升了我國裝備制造業的生產效率，如今，我國裝備制造業在國際上已經處于領先的位置，這與液壓技術的有效運用有著密切的關系。
三、械制造業中液壓技術的發展趨勢
隨著科學技術的不斷進步，機械制造領域也發生了巨大的變化，以液壓技術為代表的新型技術的應用也日漸廣泛，實現了機械制造與現代化生產技術的與有效結合，實現了機電液一體化生產。同時，液壓技術也不斷的發展與完善，呈現出高效、節能、低成本等優勢，并且在復雜性和多樣性方面得到一定的改善，這使得其在實際應用的過程中，更符合機械制造的需求。在機械制造領域中應用液壓技術，可以帶動我國液壓技術產業的發展，同時可以使液壓技術受到更多的重視，這對于促進我國液壓技術的發展也有著重要的作用。另外，在科學技術不斷發展的背景下，液壓技術正在逐漸向著智能化、自動化的方向發展，在材料和工藝方面都發生了階段的改變，這對于機械制造業來說，也具有重要的意義。總之，機械制造領域中應用液壓技術，有著廣泛的發展前景，將為機械制造業的發展創造更堅實的基礎和條件。
結束語：
綜上所述，本文主要針對機械制造業中液壓技術應用的相關問題進行了簡單的分析。隨著我國機械制造業的快速發展，越來越多先進的技術應用求中，液壓技術的有效運用不僅提升了機械制造領域的生產效率，同時也有利于實現機械制造的智能化和自動化，實現我國機械制造領域健康、持續的發展。
參考文獻
[1] 張興友.機械制造業中液壓技術的應用與發展探究[J].湖南農機，2012-09-15.
[2] 段新燕.機械制造業中液壓技術的應用及前景分析[J].科技與企業，2012-06-06.
關鍵詞：設施農業；裝備；智能化
農業生產和生活過程中，農機裝備的作用巨大。農機裝備不僅可以減少人工勞動量，還能夠提高勞動生產效率，進而推動農業生產過程的標準化[1]。提高農機裝備的整體水平可以促進農業機械和信息化的融合。隨著農業水平的不斷發展，盡管農業生產的規模在不斷擴大，但在生產過程中的機械化水平仍然較低，生產過程中大多以手工作業為主，生產效率的提高緩慢。隨著人口的不斷增長，對農業產品的需求量也在與日俱增，因此，不斷擴大農業種植面積，推進農機裝備的規模擴大，降低勞動成本，提升勞動生產率勢在必行。[2]鑒于此，本文對設施農業裝備技術的發展現狀及實踐策略進行研究，以期為我國農業水平的發展建言獻策。
1設施農業的發展現狀
認清我國設施農業的發展現狀是保障設施農業裝備技術發展的重要條件之一。進入21世紀以來，隨著國家對農業供給側改革的逐步推進，以及綠色農業發展理念的逐步落地，設施農業裝備得到較大規模的應用，尤其在一些平原地區，設施農業的發展步伐比較快，取得的成績也比較矚目[3]。截至2020年，設施農業的整體發展水平接近35%，在眾多環節中耕地、灌溉環節的機械化水平最高，分別達到71%和55%，其次是環境控制（24.6%）和栽種環節（15.3%），最后是采購和運輸環節僅為7.8%。由此可見，我國農業設施裝備整體機械化水平比較低，并且各環節之間的發展存在不一致的現象，耕地和灌溉的高度自動化水平和采購運輸、栽種環節的機械化水平嚴重不匹配[4]。以上問題都嚴重限制了我國農業的機械化水平的整體提高，尤其在相對落后的幾個環節，與國外發達國家的差距比較明顯，裝備技術水平落后于國外先進水平。綜上所述，我國必須把提高設施農業裝備技術發展作為提高我國農業機械化整體水平的重要落腳點之一。我國的設施農業裝備技術與國外發達國家相比起步比較晚，由于起步階段經濟水平的落后，也在某種程度上限制了我國設施農業裝備技術的發展，在初期階段乃至現階段，仍然以塑料大棚和溫室栽培等模式為主。所以，發展適合國內基本情況的設施農業方式的耕地、灌溉、運輸和采購、栽種、育苗、收割、環境控制等裝備技術，應該作為我國未來設施農業裝備技術發展的主要方向。綜上所述，機械化是未來設施農業裝備技術發展的主要方向，在此方向下，根據國內的基本國情和現狀，發展適合自身的耕地、灌溉、運輸和采購、栽種、育苗、收割、環境控制等裝備技術是主要方向[5]。鑒于此，本文將以上各個方面作為切入點，研究推進我國設施農業裝備技術發展的主要實踐策略。
2設施農業裝備應用
2.1耕地裝備
耕地裝備主要是負責對土地的犁耕、開溝、起壟和除草等。其主要是實現對土地的耕翻，將底層土地和上層土地進行互換，完成對土壤結構的調整，提升土壤的營養元素分配，最終實現對土壤的疏松，促進植物根系在生長過程中不受障礙的影響，促進水和肥料的運轉，提高土壤的整體水平。以蔬菜生長為例，其對土壤的要求較高，只有對土壤進行耕作，才可以為蔬菜的種植創造條件，精整機可以根據蔬菜的生長需求，在一次耕地的情況下便可完成對土壤的松土、整平等作業。在蔬菜耕地過程中，還需要配合起壟機，一般使用自走式起壟機，其結構簡單，操作比較簡便，可以很好地適應蔬菜等耕作環境。
2.2施肥裝備
在進行農作物種植的過程中，施肥是必不可少的環節。施肥能夠最大限度地增強土壤的肥力，提高土壤的理化水平。現如今，溫室大棚中基本上采用人工撒肥的作業方式進行作物的施肥工作，勞動強度比較大，人體皮膚如果在施肥過程中長期和肥料接觸，會造成燒傷。同時由于農民大多數是依靠經驗完成撒肥作業，在撒肥過程中對撒肥的均勻性把控比較差，存在對肥料的浪費等情況，撒肥作業的工作質量較低。為了解決這一問題，在撒肥作業過程中，可使用撒肥機進行作業。撒肥機是在整地作業前，將固定的肥料均勻地撒到土壤中的機器。在眾多撒肥機中，應用最廣泛的是離心式撒肥機，其結構比較簡單，并且重量輕、撒肥的幅度比較大、工作效率比較高，因此被大多數發達國家和地區應用。此種撒肥機大多采用懸掛式或者自走式作為動力系統的主要形式，其動力借助軸和皮帶的旋轉，完成撒肥作業。撒肥過程中，根據作業形式的不同，可以實現單邊或者雙邊撒肥。
2.3土壤改良裝備
如果土壤經過多年的連續種植，其土壤的性能會降低，土壤中的營養均衡程度會比較差。在經過大量的農藥或者其他肥料的使用后，土壤容易發生板結、理化性能失調等問題。土壤是保證農作物正常生長的主要條件之一，因此對土壤進行改良，提升土壤的性能對于農作物的生長非常重要。在日常農業生產和生活中，對土壤進行殺毒是保證土壤性能的主要方法，最常用的土壤殺菌法是高溫蒸汽消毒法。其主要原理是將高溫蒸汽通入土壤中，用蒸汽殺滅其中的細菌等。因為高溫蒸汽不會形成藥物殘留，也不會使得土壤中的病蟲產生耐藥性，還能夠避免或者改善土壤的板結等情況，所以在日常土壤改良過程中，常使用此種方法。高溫蒸汽消毒主要作業流程：拖拉機帶動旋耕機和消毒機工作，在行進過程中旋耕機道具主要負責土壤的破碎和疏松，與此同時，蒸汽消毒箱帶動軟管前進，蒸汽輸送軟管一端和蒸汽裝置聯通，最終實現將高溫蒸汽輸送至被改良土壤中。在日常改良過程中，還可以采用自走式精旋土火焰殺蟲設備，完成對土壤中有害細菌的殺滅，此種設備有很好的改良技術支撐。
2.4收割裝備
蔬菜的收割過程比較復雜，其中勞動強度較大的是葉類蔬菜收割，而在國內，此種收割作業大多借助人工完成。現如今，葉類蔬菜收割的各類機械研制工作均已經在各省內通過科研計劃項目有條不紊地進行，多款可對不同葉菜的收割機械在進行田間被試點應用。其中莖葉類蔬菜有序收獲機，主要實現收獲過程有序化，是一種莖葉兼收、電動高效、自走式有序收獲機具。此種機械結構簡單、運輸方便、并且工作效率比較高，有效地提高了蔬菜的收獲效率。另外，針對金花菜等作物，相關科研院所還研制出了改進型的莖葉類蔬菜有序收獲機。此種機械的工作效率已經達到每小時完成3600m2的金花菜收割。另外，科研機構還研制了如菠菜、韭菜等不同類型的作物的收割設備，大幅提高了園藝類作物的收割機械化水平。
3設施農業裝備技術發展趨勢
3.1發展需求旺盛
綜上所述，設施農業的發展正朝著多樣化、標準化的方向發展，這為我國設施農業技術的發展提供了動力。如果設施農業能夠達到標準化生產的條件，其生產線和生產作業流程便可以固化，其生產成本和效率將會大大降低，可以達到工廠化生產的條件，對我國農業裝備的機械化有著深遠的影響意義。另外，國內農業正由粗放型生產向精細化生產的方向發展，此種生產方式僅僅依靠手工作業難以實現，對設施農業裝備的依賴性將會更大。隨著農村人口近些年來向城市的不斷轉移，農村人口數量銳減，勞動力的需求比較旺盛。和發達國家相比，我國的自動化程度還不高，在銳減的勞動力和日益增長的農作物需求方面，如何做好平衡非常重要。由此可見，設施農業裝備技術發展需求是非常旺盛的，這也意味著設施農業裝備技術擁有著廣闊的市場前景。
3.2智能化水平要求不斷提升
近年來，隨著智能化水平的不斷發展，農業裝備的發展發生了變革，也對農業機械的發展產生了深遠的影響。機械化和自動化是實現農業裝備智能化的必經之路。一旦實現智能化，其生產效率也會成倍提高，可以實現從整地到收割全過程的管理，不僅可以實現設施農業向高產出、安全優質、綠色方向發展，還能夠提高我國設施農業的整體發展水平，提升我國的核心競爭力。
【關鍵詞】蘋果采摘；機械手；傳感器
Abstract：Apple picking device is suitable for mature apple picking，intelligent mechanization picking mode liberated the labor force，improve the picking efficiency，this device using the wireless remote control technology，with a mobile platform，installation of the manipulator end point device，realized in the process of apple picking mechanization，agricultural research and application of the robot.
Key words：Apple picking；Manipulator；The sensor
引言
21世紀以來，隨著我國城鎮化的社會進程，原始的農業勞動力逐漸減少，轉向其他行業，而水果采摘在農業生產中有很多弊端：第一是采摘中需要大量人力；第二是采摘是相對耗時長的一個生產環節；第三，采摘水果大都集中在一個時段；第四，人工采摘水果果實需要彎腰或者爬高，具有一定的危險性。隨著我國科技水平和農業機械化水平的逐步提高，用機械手來采摘水果果實成為可能，這樣不僅解放了農村勞動力，而且更加安全，方便。
國內外研究現狀：隨著科技的進步，近年來，國外在果蔬采摘機器人的研究方面取得不少成果，但由于技術，市場和價格多方面因素的影響，此類研究工作基本停頓，國內研究此類型的方面起步晚，相對來說成果少，對蘋果的采摘方面研究還很缺乏。隨著農業產業化發展進程加快，其種植越來越規模化，然而蘋果的采摘大部分還處于人工作業的情況，這大大降低了采摘效率，提高了成本，而且蘋果高度不一，人工采摘費時費力，容易疲勞，發生危險，所以對蘋果采摘設備的研究有重要意義[1]。
本文以蘋果為研究對象，討論蘋果采摘裝置，最終目標是確保順利采下蘋果，提高勞動效率，解放生產力。設計一種實用的蘋果采摘機械手，用于采摘蘋果果實。該機械手結構輕巧，操作靈活簡便。并且可以運用傳感器和單片機實現智能采摘。
1.蘋果采摘機械手的方案設計
1.1 移動平臺選取
為了實現蘋果的機械化采摘，首先需要選取移動平臺。近年來，農業機器人的廣泛應用使農業機械化發展迅速，對不同的移動方式了解比較之后，根據土地凹凸不平等特點，裝置在土地間運轉的話需要地面附著力大，面積大，可以跨越小土塊，堅固耐用，能量利用率高，穩定高速，機動性好等特點，采用履帶式行走方式，履帶式移動對地面附著力大，支承面大，接地壓力小，越障礙能力強，具有堅固耐用，容易維護保養等優點[2]。結合在蘋果采摘過程中道路情況的復雜性，簡化結構，易操作和成本低的要求，選用RP6車體，采用前輪驅動方式，在前輪內側搭載微型電機，采用2級展開式直齒圓柱齒輪傳動，由電動機的電流傳感器調節電機轉速，車體內置電池盒，為移動平臺供電，需要裝6節充電電池，提供9V電壓，可為電機運轉和平臺移動提供動力。
1.2 蘋果采摘裝置
蘋果采摘裝置主要由移動平臺，遙控裝置，機械手3部分組成。
1.3 無線電遙控
為了實現蘋果采摘機械的智能化和遙控，結合當今遙控越來越廣泛應用的時代背景，對不同的遙控方式比較分析后發現：紅外遙控是利用近紅外線傳送信號的遙控設備，不影響其他電器設備，但其缺點是無法穿透，接收信號的能力比較微弱，適合近距離遙控；無線電遙控器是用無線電波來傳送控制信號的，其特點是無方向性，可以不“面對面”控制，距離遠，可達數十米甚至數公里。基于本課題的設計要求，選用無線電遙控。其接收機是解碼電路，遙控器是編碼電路，接收機根據遙控器所發出的不同指令，接收后解碼，輸出到下級電路，控制各個開關管導通與關閉，把電流傳輸到遙控車的動作電機或電磁鐵來完成各種動作。 遙控器發射的是帶有編碼的無線電信號。
2.關鍵部件的設計
2.1 電機選擇
機械手本身結構尺寸較小，所以電機的尺寸也應盡量小，選用微型電機有刷直流電機，屬于鐵芯電機的一種，其優點是力矩大，調速性能優良，調速方便，能平穩地升降速，應用范圍廣，通過變勵磁方式可得到不同的運行特性。
2.2 機械手總體機構設計
本文討論的蘋果采摘機械手總體結構模仿人手的結構，由手掌，指頭構成，為了方便抓取，同時又可以采摘到蘋果，機械手是末端執行裝置，體積不易過大，運動也要簡單可行[4]。
機械本體的優化設計可以改善運動的靈活性和控制的復雜性。這些具有特殊運動和動力特性的機構的綜合具有廣泛應用前景。[5]所以定為360度空間內包含3個“指頭”，空間分布相差120度，一個指頭上有3個指節，3個指節中的2個關節。為了簡便，手掌設計為圓柱形，與手掌連接的指節是可以支撐其余2個指節的，第一個和第二個指節里面裝有異步電動機驅動，通過齒輪傳動完成操縱下一個指節的運動。在2個指節中間有連接件，傳遞運動。采摘機械手的驅動是一個指節操縱下一個指節，所以用微小型的齒輪減速器傳遞步進電動機產生的運動和力，提高傳動的穩定性。
2.3 驅動系統選擇
機械手的驅動系統：一般常用的有4種，液壓傳動，氣壓傳動，機械傳動，電力傳動。綜合比較，蘋果采摘所用的機械手用機械傳動，因為其運動準確可靠，動作頻率高，符合蘋果采摘裝置的要求。
2.4 材料選擇
為了減輕重量，而且蘋果也不是很大，所以采用鋁合金材料，為了避免損傷蘋果果實，所以在機械手上裝尼龍和橡膠材料的保護套，來保證蘋果不會被機械損壞變質，同時也增大了摩擦力，抓緊了果實，防止掉落。用來減少機械手抓取時對蘋果的抓力，既保證蘋果不會被機械損壞變質，同時也增大了摩擦力，抓緊了果實，防止掉落。
2.5 其他硬件系統
2.5.1 傳感器
傳感器是蘋果采摘裝置的重要組成部分，末端執行裝置對蘋果表皮的損害程度取決于傳感器元件，所以選用應變式壓力傳感器，其工作原理是利用彈性敏感元件和應變計將壓力轉換為相應電阻值變化。型號為OOmar齊平式膜片式壓力傳感器。
2.5.2 單片機
蘋果采摘裝置選用利用STC12C5A60S2單片機為核心元件，是高速、低功耗、超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，但速度快8-12倍。內部集成MAX810專用復位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉換，針對電機控制。
2.6 工作原理
如圖3所示，機械手接近果實過程中和果實產生擠壓并產生壓力，此時壓力傳感器測的信號傳給單片機，判斷是否達到閉合值，這個閉合值是由多年農民的實際經驗是指，在不破壞果實的前提下采摘，完成采摘后機械手恢復原位。
3.總結與展望
蘋果采摘裝置整體從實際出發，集機械化，智能化為一體，適用于蘋果采摘，由此節省了勞動力，方便了農民，但是設計中還有很多不足之處，需要在以后的實際生產應用中逐步改進，相信將來采摘機械的廣泛應用可以帶來更大的便利和經濟效益。
參考文獻
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近年來，隨著國家惠農政策的落實和農機購置補貼力度的加大，農民購買農業機械的熱情空前高漲，農業機械由以前的小四輪拖拉機運輸為主逐漸向大馬力拖拉機農田作業、小型多功能和各種專業作業機型等過渡，使現階段農機發展結構逐步趨于合理化和科學化，農機市場逐步向高、精、專方向發展。面對當前日益增加的農機保有量、不斷提高的農業機械化水平和不斷擴展的農機社會化服務，迫切需要農機維修服務行業向更深層次發展。而現在的農機維修市場，面臨著逐漸萎縮的局面，首先，科技含量高的農業機械修不了，汽車維修行業搶一部分；其次，現在有機戶普遍多少懂點簡單的農機維修常識，有時不用到維修點，互相幫忙就能解決問題；再次，農機大戶作業量少時，都自己檢修機車，簡單的更換零件可以自己解決。以上種種因素，制約著農機維修市場的擴大。
2當前基層農機維修網點現狀
2.1主要以個體經營為主
大多數維修網點經過這么多年的發展，還是小作坊式作業，修理作業時還是沿用幾十年前的捶打棍撬的原始方式，只能完成簡單的更換配件，不能完成復雜的系統性檢修，更不懂得執行修理標準及工藝。
2.2維修人員素質偏低
現在基層農機修理行業利潤比以前有所減少，造成了有的網點有技術的修理工人轉行，年輕的不愿干，就算干也缺乏經驗的現象，而且，大多數修理工沒有學專業理論和受過專業技能培訓，缺乏系統知識培訓及知識更新，面對當前農機更新速度加快和向高科技發展的趨勢，現有的靠師傅傳授老經驗的方法顯然已經不能適應農機新形勢的發展。
2.3維修設備陳舊
維修設備陳舊，適應不了農機行業高速發展的條件下高新機具的精準要求。出于成本的考慮，大部分農機維修網點對維修設備的添置和更新沒有意識，大部分維修網點是只能做焊接、更換配件等簡單維護，只有必備的老虎鉗和常用拆卸工具的綜合性維修點，只有一部分維修點有車床、鉆床等大型工具，但也大都是購置的工廠淘汰的陳舊設備，不能完成真正意義上的精度修復。
2.4農機具技術檢測智能化、自動化程度太低
受技術條件和修理技術影響，由于缺乏系統的檢測設備檢校，維修后機車的動力性、經濟性超標、修理質量不達標現象嚴重，普遍存在排放超標、噪音大、作業成本高、安全性降低等諸多問題。
2.5農機配件質量影響維修質量
現在的農機配件市場由于多頭管理、缺乏強有力的監管措施等因素，造成農機配件市場質量混亂，它不僅影響農機修理質量，而且大大降低了農機的使用壽命和安全性，影響了正常的農業生產，造成了有機戶不必要的損失。
2.6維修網點經濟收入降低，影響農機維修業的發展
近年來，由于國家補貼力度的加大，保有量大大增加，造成農機作業競爭加強，導致有機戶收入降低，有的有機戶能自己動手解決的自己動手，有的有簡單問題也不維修，用兩年再通過補貼更換新的農機。再加上現在維修市場準入門檻較低，市場競爭激烈，使有些農機維修點因經濟效益不好而關門，導致維修網點逐年減少，影響了農機維修業的發展。
2.7監管力度不足，導致維修業無序發展
近年來，國家對農機維修業逐步重視，先后出臺了《農業機械產品修理、更換、退貨責任規定》、《農業機械安全監督管理條例》等農機維修管理規章。但由于多部門管理，互相制約，能管的管不過來，管過來的缺乏強有力法律支撐，造成管不徹底的現象。加之維修管理收費取消，基層農機部門對行業管理缺乏積極性和主動性，有的地方農機維修管理科室是兼職，只能做些文字工作，導致農機維修管理市場管理沒有達到一定力度。
3加強農機維修市場的引導和管理的建議
為了適應新形勢下農機行業快速發展的需要，農機維修行業管理工作的重點應作相應的調整和轉移，才能更好的促進農機維修行業的健康發展，更好的為農村經濟服務。
3.1加強農機維修技術監管工作
強化維修行業的管理質詢、服務職能，改善管理者與被管理者之間的關系。維修管理部門及管理人員應加強自身素質教育，要具備有關政策法規、疑難故障修理技術和新技術新工藝運用等方面的能力。1要嚴把行業準入制度。對維修點的審批要嚴格執行行業標準，變注重維修網點量的增加為注重其質的提高，建立完善的維修網點標準。嚴格行業準入制度，對達不到要求的堅決不予辦理《農業機械維修技術合格證》。2要搞好農機修理技術培訓及管理工作。對修理工培訓考核要制度化、規范化，考核時間要統一。對已取得從業資格證的維修工要加強在崗培訓，注重新技術、新工藝的推廣應用。3強化農機維修配件質量的監督管理。由于維修方式已轉變為以換件修理為主，因此，修理質量的好壞在很大程度上取決于維修配件質量的優劣。強化農機維修配件質量的管理，關鍵是從生產企業堵住假冒偽劣產品源頭，對重要配件實行質量認證制度。4搞好農機維修質量監督隊伍建設。重視農機維修監管，健全農機維修管理機構，從基層農機維修管理部門挑選素質較高的管理人員，負責所在地區的維修質量日常監督管理。
3.2強化農機維修技術水平現代化主體
進行具有針對性研究和完善體系，應在原有的維修體系之外科學的完善未來的維修體系。
3.3強化維修人才培養，建立高素質維修隊伍
隨著農業機械化事業的發展，科學技術的進步，農機從業高素質人才的需求量越來越大，維修業的發展關鍵在人才。從農機維修業發展的前景看：應以培養維修大馬力拖拉機、進口拖拉機和各種專業作業農機的高技能人才為主題，以適應機、電、液（氣）一體化大農機的發展為目標，建立高技能人才培養中心的管理體系。人才的培養應作為長期的戰略目標，必須納入法制軌道，應與大農業發展同軌。
3.4研究制定農機維修網點的補助政策
[關鍵詞]農業;機械自動化;應用;途徑;研究
1農業機械自動化應用中存在的問題
1.1基礎設施不完善
農業機械自動化在我國的起步晚，發展尚不成熟，農業機械自動化的應用技術有待提高、基礎設施未達標。現階段，我國的很多地區都開始在小麥、水稻等農作物種植的過程當中使用機械設備進行自動化的生產，但是，現階段我國的農業機械自動化的技術還無法完全支持農業的自動化生產，種植和管理的規律和經驗非常的欠缺，從整體上來看，精準農業、集約化農業的實現尚需一段時間；另外我國大部分地區的社會經濟水平較低，基礎設施不完善，在農業機械自動化推廣的過程當中，農業機械自動化所需要的機械設備等硬件設施缺乏，部分地區雖然具有農業機械自動化生產所需要的硬件設備，但是，這些設備不完善、不達標，無法滿足農業機械自動化生產的要求，從而影響到農業機械自動化在農業生產當中的應用和推廣，影響到精準農業、節約型農業、高效型農業的建設，無法實現農業生生產的集約化。
1.2機械設備的價格和結構缺乏合理性
一方面，現階段，我國的農業機械自動化的設備為了確保操作性和作業性，機械設備的結構非常的復雜，但是，我國農民的文化水平低，整體素質低下，面對復雜的農業機械設備，無從下手，這不僅會影響到農業生產操作的便捷化，還會影響到這些機械設備維修的難度和費用，因此，農業機械自動化設備在推廣的過程當中存在著很大的阻力；另一方面，當前，由于農業機械自動設備的市場剛剛起步、機械設備制作成本高等，我國農業機械自動化設備的價格昂貴，對于經濟水平落后的農民，價格問題成為制約農業機械自動化應用的重要因素。我國現今農業機械自動化設備的結構復雜、農業機械自動化設備的價格昂貴，這些不合理的因素的存在在很大程度上制約了我國農業機械自動化在農業生產過程當中的應用和推廣，影響到我國農業的健康可持續發展。
2農業機械自動化應用的途徑
農業機械自動化在農業生產過程當中的應用，需要我們采取措施解決現階段農業機械自動化推廣和應用過程當中所面臨的問題，使得農業機械自動化設備能夠廣泛的應用到農業生產過程當中，從而促進農業生產效率的提高，促進農業生產的發展。
2.1創新技術
農業機械自動化設備便捷性的增強以及廣泛應用需要對農業機械自動化技術進行創新，這樣能夠為農業機械自動化的發展提供重要的技術支持。如果沒有農業機械自動化技術的支持，那么，農業生產的機械自動化也就無從說起。第一，我們應該加強對農業機械自動化的重視，加強對農業機械自動化核心技術的研究；第二，強化農業機械自動化研發技術與實際生產活動的結合，確保農業機械自動化設備和技術既符合我國農村地區的經濟發展水平和文化素質水平，同時還能夠最大限度地滿足農業生產的需要，不斷的研發出智能化的農業生產機械自動化設備；第三，保護我國農業機械自動化技術的知識產權；第四，實現產學研一體化，把市場作為導向，發揮出企業的主體地位，為農業機械自動化技術的研發提供重要的平臺和基地。通過這些措施，使得農業機械自動化技術能夠大量的研發出來，并高效的應用到農業生產的過程當中，促進我國農業的規模化和精準化生產，從而推動我國農業的現代化。
2.2完善基礎設施建設
“基礎設施的建設也是推進農業機械自動化應用的重要基礎和保證”，農業機械自動化的基礎設施對于農業的發展具有重要的作用和意義，我們應該認識到基礎設施所具有的重要地位和價值，抓住農業機械自動化發展的機遇，開展大型的工程和大的項目，對農村的基礎設施進行完善，同時對“土地使用、農田建設、農村道路建設和農業開發”等等進行規劃和設計，從而在很大程度上完善我國農業機械自動化應用的基礎設施，改善我國農業生產經營的條件。另外，為了確保我國農業機械自動化能夠大范圍的推廣使用，政府相關部門應該建立農機維修站，聘用專業化的技術人員，并定期對這些技術人員進行培訓和繼續教育，這樣一方面能夠為農業機械自動化的推廣提供技術指導，另一方面能夠為農業機械自動化設備的維修提供保障，確保我國農業機械自動化的應用。
2.3提高農民素質
科學技術日新月異，農業機械自動化設備和技術也不斷的更新，面對先進的和功能強大的農業機械自動化設備，需要操作人員具有較高的素質和水平，但是，我國農村地區的農民的文化程度普遍較低，因此，為了推動我國農業機械自動化設備的廣泛使用，我們應該采取措施提高農民的素質，強化農村地區人才隊伍的建設，通過培訓、講座等方式，增強農民操作技術的嫻熟程度，例如，我們也可以利用現今的教育資源，定期開展教育活動，將農業機械自動化方面的專業人才和領軍人物深入基層進行專業化的講解和指導，實現在實踐的過程當中培養人才，從而進一步推動農業機械自動化的實現。
3小結
伴隨著改革開放程度的不斷加深，我國的社會經濟發展面臨著新的形勢，農業機械自動化已經成為農業發展的重要推動力，因此，我們應該加強對農業機械自動化的重視，清楚和了解現階段我國農業機械自動化過程當中存在的問題，采取措施推動我國農業機械自動化技術的更新、基礎設施的完善和操作人員素質的增強，從而推動我國農業機械自動化的推廣和使用，促進我國農業的健康可持續發展，實現我國農業的現代化建設。
作者:姜明偉 單位:安徽省馬鞍山市和縣農機監理站
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關鍵詞：采摘機械手；曲柄滑塊機構；MATLAB/SIMULINK
中圖分類號：S372 文獻標識碼：A
引言
在現代農業潮流下的今天，設施農業產業蓬勃發展，在此影響與帶動下的溫室生產自動化產業也應運而生，其中機械手是其發展過程中的重要產物之一，它不僅提高了勞動生產的效率，還能代替人類完成高強度、重復而枯燥的工作，減輕人類勞動強度，可以說是一舉兩得。采摘機械手作為自動化農業中代替人手采摘的重要成員，在農業自動化的舞臺上起到了重要作用。現代農業機械將向自動化、智能化、多功能方向發展。
1 采摘機械手的機構簡圖
本文所設計采摘機械手臂的運動可簡化為曲柄連桿機構，機械手的運動可簡化為滑塊搖桿機構，具有模仿人手動作摘取果實的功能。本文的設計對象為番茄采摘機械手，如圖1所示。
圖1 采摘機械手機構簡圖
在圖1中，O為電機輸出軸，曲柄OA、連桿AB、滑塊B和支架構成曲柄滑塊機構；滑塊B、連桿BC、搖桿CE和支架構成滑塊搖桿機構。通過兩個機構串聯，使電機最終驅動DE來回擺動，從而實現手指的開合運動。其中上下兩部分為對稱運動。
2 主要技術參數
初始位置：R1=76cm，R2=10cm，R3=66cm，θ10°，θ2=0°，θ3=0°，α2=0，ω1=15rad/min，ω2=0，ω3=0。
圖示位置：R1=74.7cm，R2=10cm，R3=66cm，θ2=28°，θ3=3.7°，ω1=15rad/min。
3 基于SIMIULINK的運動學仿真
3.1 運動機構的數學模型
為了便于對采摘機械手的運動特性進行仿真分析，圖2給出了該機構的閉環矢量圖，其中R2代表曲柄，R1為機架并與滑塊連接，R3為連桿，θ2、θ3 、ω2、ω3、α2分別是R2、R3的運動角度、角速度和角加速度。如圖2所示。
圖2 曲柄滑塊機構的閉環矢量圖
本設計采用MATLAB/SIMULINK軟件包對機構的運動特性進行仿真，從而確定機構在連續運動過程中各個桿件的角度、角速度和角加速度的連續變化過程。在曲柄滑塊機構的矢量環中，機構運動到任何位置都可用矢量長度和矢角表示。機構矢量滿足下面的閉環矢量方程：
將各個矢量沿x和y坐標軸分解為兩個分量，得到機構位移矩陣方程：
將上式兩端對時間求一次導數，得機構速度矩陣方程：
上式再次對時間求一階導，得機構加速度矩陣方程：
3.2 動態仿真模型的建立
根據上述數學模型，建立曲柄滑塊機構的仿真模型，如圖3所示。
圖3 曲柄滑塊機構運動學仿真的Simulink模型
3.3 動態仿真結果
通過對各參數進行設置以及編寫相應的M函數，可得出各參數的運動學圖形（見圖4）。
從R2、R3、滑塊的角度、角速度、角加速度變化規律來看，可以看出采摘機械手的變化規律，從而了解機械手的運動特性。
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