據(jù)了解,最早的農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化裝置是1936年Ferguson發(fā)明的牽引控制裝置,該裝置通過油壓升降作用改變耕深,從而把牽引力維持在一定范圍內(nèi),目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于大中型拖拉機(jī)上。
農(nóng)業(yè)機(jī)械化已不再是傳統(tǒng)意義上的利用現(xiàn)代機(jī)械、現(xiàn)代農(nóng)藝和現(xiàn)代管理進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)過程,農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化已擴(kuò)展到利用現(xiàn)代機(jī)械和自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn),充分體現(xiàn)了自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等。如“3s’技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、虛擬儀器技術(shù),機(jī)器視覺技術(shù),仿生技術(shù),人工智能技術(shù),機(jī)電一體化技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和專家決策技術(shù)等。
近年來,國(guó)外農(nóng)業(yè)自動(dòng)化飛速發(fā)展,農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)向高速、寬幅、大功率、舒適的方向發(fā)展。自動(dòng)化控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及,一些著名廠商把自動(dòng)控制、信息處理、全球定位系統(tǒng)和激光、遙感等現(xiàn)代尖端技術(shù)、裝備應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械上。隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展,農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化會(huì)從農(nóng)業(yè)機(jī)械的部分自動(dòng)化向無人操縱自動(dòng)化和農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展,農(nóng)業(yè)將會(huì)成為高度技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化發(fā)展歷程
由于歷史、觀念和技術(shù)等方面的原因,我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有很大差距,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)農(nóng)業(yè)的科技進(jìn)步,對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化研究工作開展比較晚,國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平?jīng)Q定了我國(guó)的農(nóng)機(jī)化水平。
70年代中期,有專家對(duì)國(guó)外的農(nóng)機(jī)自動(dòng)化技術(shù)曾作過大量的研究工作.特別是對(duì)拖拉機(jī)和谷物聯(lián)合收割機(jī),但沒有應(yīng)用到國(guó)內(nèi)機(jī)型上。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相對(duì)落后的情況下,自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)機(jī)上的應(yīng)用仍是一句空話。但是機(jī)械式的自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)在小型半喂人聯(lián)合收割機(jī)的割茬高度自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),以及莖桿自動(dòng)堆放機(jī)構(gòu)上。
8O年代中期,我國(guó)在茶葉機(jī)械上曾研究成功機(jī)電一體化產(chǎn)品,如由計(jì)算機(jī)控制的可變程序控制茶葉揉捻機(jī)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的茶葉烘干機(jī)等,但沒有推廣應(yīng)用。
隨著改革進(jìn)程的加快,農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)也獲得了大發(fā)展,開始走向集團(tuán)化、規(guī)模化、專業(yè)化,出現(xiàn)了各類專業(yè)戶。這時(shí)的農(nóng)業(yè)已經(jīng)變成了一種新興的產(chǎn)業(yè)。為了提高產(chǎn)量,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,從育種到耕整地、施肥、除草、收獲、脫粒,農(nóng)用機(jī)械都發(fā)揮了重大作用。農(nóng)用機(jī)械的利用促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要農(nóng)用機(jī)械向更高的水平邁進(jìn)。
到1998年,全國(guó)農(nóng)機(jī)制造企業(yè)達(dá)到1641家,職工1091萬人,擁有固定資產(chǎn)原值58822億元,凈值38107億元,工業(yè)總產(chǎn)值74122億元,生產(chǎn)大中型拖拉機(jī)6353萬臺(tái),小型拖拉機(jī)16878萬臺(tái),農(nóng)用運(yùn)輸車24431萬部,聯(lián)合收割機(jī)297萬臺(tái),水泵168 58萬臺(tái)。農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)了重要位置,中國(guó)農(nóng)民靠農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展走上了致富的道路。
近年來,自動(dòng)化的研究逐漸被人們所認(rèn)識(shí),自動(dòng)控制在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用越來越受到重視。例如,把計(jì)算機(jī)技術(shù)、微處理技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)結(jié)合起來,應(yīng)用于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械。我國(guó)農(nóng)業(yè)部門總結(jié)了一些地區(qū)的農(nóng)業(yè)自動(dòng)化先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),同時(shí)也汲取了國(guó)外一些國(guó)家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)。這些技術(shù)和方法使得我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化裝置得到了補(bǔ)充和新的發(fā)展,從而形成了一系列適合我國(guó)農(nóng)業(yè)特點(diǎn)的自動(dòng)化控制技術(shù)。
1999年,黑龍江省農(nóng)墾總局引進(jìn)的美國(guó)凱斯公司的2366軸流谷物聯(lián)合收割機(jī),并安裝了一套精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。它是中國(guó)第一套精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)在農(nóng)機(jī)中使用,標(biāo)志精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在中國(guó)實(shí)施的開始。
農(nóng)業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展,自動(dòng)化控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代過程中不可替代的地位和作用越來越被人們所認(rèn)識(shí)。農(nóng)業(yè)自動(dòng)化能夠大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和增加勞動(dòng)舒適性,而且隨著經(jīng)濟(jì)的全球化,面臨農(nóng)產(chǎn)品開放進(jìn)口和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力,現(xiàn)代業(yè)只有通過進(jìn)一步提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品品質(zhì)才能生存。從這些新的需求出發(fā),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)著高效率和高精度的機(jī)械化、自動(dòng)化方向發(fā)展是必然的選擇。
日前農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化大致有以下3類。一是已有農(nóng)業(yè)機(jī)械及裝置的部分自動(dòng)化控制。這種自動(dòng)化方式以提高已有農(nóng)業(yè)機(jī)械及裝置的作業(yè)與操作性能,提高作業(yè)效率和作業(yè)精度,減輕駕駛員的負(fù)擔(dān),節(jié)約資源等為目的。二是已有農(nóng)業(yè)機(jī)械及裝置的無人自動(dòng)操作。這種自動(dòng)化方式用在操作簡(jiǎn)單且容易實(shí)現(xiàn)無人運(yùn)轉(zhuǎn),危險(xiǎn)性大或是長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)單調(diào)過程的作業(yè)上。如用計(jì)算機(jī)程序或無線電遙控來操縱拖拉機(jī)及聯(lián)合收割機(jī)、自動(dòng)控制行駛、自動(dòng)檢測(cè)耕深、耕寬或作物行列數(shù)、自動(dòng)完成作業(yè),以及能使下煤機(jī)、自動(dòng)化溫室等固定裝置自動(dòng)完成作業(yè)的機(jī)械及裝置。三是農(nóng)業(yè)機(jī)器人。農(nóng)業(yè)機(jī)器人是一種可由不同程序軟件控制,以適應(yīng)各種作業(yè),能感覺并適應(yīng)作物種類或環(huán)境變化,有檢測(cè)和演算等人工智能的新一代無人自動(dòng)操作機(jī)械。
自動(dòng)化技術(shù)特別是微電子自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)機(jī)上的成功應(yīng)用,是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。根據(jù)我國(guó)實(shí)際國(guó)情,必須考慮該技術(shù)的成熟程度,即自動(dòng)化技術(shù)本身的可靠性,必須考慮整機(jī)售價(jià)應(yīng)適臺(tái)我國(guó)農(nóng)民當(dāng)前的購買力,以及采用自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)用性和農(nóng)民在操作使用維修保養(yǎng)時(shí)的方便性。
現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)基本上是各種系統(tǒng)的集成,硬件上有傳感器、傳感器變換器接口、控制器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、被控設(shè)備、總線等組成的。隨著自動(dòng)化信息技術(shù)和生物技術(shù)以及工程制造業(yè)的發(fā)展,智能控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精確控制必然是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展方向。
即所謂的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè),是在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)機(jī)裝備技術(shù)上,運(yùn)用高新技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理,是一種自動(dòng)化和信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的產(chǎn)業(yè),也是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要途徑。目前我國(guó)在這方面已經(jīng)取得一些進(jìn)展。如日前,河南省首個(gè)農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)自動(dòng)化儀器在鄭州農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站安裝調(diào)試完畢,并投入業(yè)務(wù)運(yùn)行。該儀器除了能對(duì)土壤墑情和農(nóng)田小氣候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)外,還可以獲取冬小麥和夏玉米不同發(fā)育階段的圖像并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器,為制定農(nóng)業(yè)氣象自動(dòng)化儀器安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與農(nóng)作物自動(dòng)化觀測(cè)規(guī)范積累資料。
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