毕业设计(论文)机电一体化技术在农业机械上的应用.doc
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1、郑州交通职业学院毕 业 论 文(设 计)论文题目:机电一体化技术在农业机械上的应用 所属系别 机电工程系 专业班级09机电一体化技术2班姓名 学号 指导教师 撰写日期 2012 年 5 月摘 要中国是人口大国,也是个农业大国,自古以来无论阶级关系如何变化,农民始终是我国的主导生产力。随着时代的进步以往的农业生产已经不能满足现在生活的需要,但在有限的资源中怎么获得各行各业的需求,那就要发展农业,实现农业机械化。科学技术的飞速发展,机电一体化技术已经成为当今工业科技的重要组成部分。近年来,随着微电子技术、计算机技术、软件技术、传感器技术和自动化技术的飞快发展,信息流成为机电一体化的主要特色。其产品
2、实现自动化、数字化、智能化,在性能和功能方面均实现了质的飞跃。因此,机电一体化技术是企业信息化的重要支撑技术,是农业机械化的基础。机电一体化技术在农业生产、加工方面的应用和推广,极大地提升了我国农业生产的综合实力,为实现高效、绿色、结构优化的农业生产打下了扎实的基础。 关键词:机电一体化,农业机械化,农业,飞跃AbstractChina is the most populous country in the world, is also a large agricultural nation, since the ancient times no matter how changes clas
3、s relations, farmers in China is always the leading productivity. With the progress of The Times past agricultural production can not satisfy the need of life now, but in limited resources in how to obtain all walks of life needs, that is about to develop agriculture, to realize the agricultural mec
4、hanization. Rapid development of science and technology, mechanical and electrical integration technology has become the most important part of industrial technology. In recent years, with microelectronics technology, computer technology and software technology, the sensor technology and automation
5、technology of fast development, information flow become the main features of mechanical and electrical integration. Its products realize automatic, digital, intelligent, performance and function in all realize a qualitative leap. Therefore, electromechanical integration technology is an important su
6、pport to the enterprise information technology, is the basis of agricultural mechanization. Mechanical and electrical integration technology in agricultural production, processing the application and popularization, greatly improved the comprehensive strength of the agricultural production in China,
7、 to realize efficient, green, optimizing the structure of the agricultural production provide a solid foundation. Key Words:Electromechanical integration, agricultural mechanization, agriculture, the leap 目录1 引言32 机电一体化技术的基础知识32.1概述32.2 机电一体化技术的优势32.3 机电一体化技术的发展历程和趋势32.4 机电一体化的组成要素33 农业机械化的概述34机电一体化
8、在农业机械上的应用34.1 机电一体化在农业机械上应用的重要意义34.2 机电一体化在农业机械上应用35 总结3参考文献3附录1:附录一题目3附录2:附录二题目31 引言机电一体化又称机械电子学,英语称为Mechatronics,它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志机械设计的副刊上,随着机电一体化技术的快速发展,机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术,是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,他的发展使冷冰冰的
9、机器有了人性化,智能化。本课题主要主要阐述了机电一体化在农业机械行的应用,科技的进步带动了农业的发展,但农业的发展也为机电科技奠定了基础。2 机电一体化技术的基础知识2.1概述机电一体化发展至夸也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将披赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综台运用机械技来微电子技术。自动控制技术,计算机技术信息技术、传感测控技术,电力电子技术、接口技术,信息变换技术以厦软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能,高质置,高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优
10、化的系统工辑技米。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此机电一体化涵盖技术和。产品!两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技米,微电子技术以菔其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的锾电子装置除可取代某学机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测自动处理信息,自动显示记录自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,
11、还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。2.2 机电一体化技术的优势提高使用的安全性和可靠性、改善使用性能。机电一体化产品均具有自动监视、报警、诊断等功能,大大简化了操作步骤并且简单、方便;适用面广、生产能力强、工作质量高。机电一体化产品的各种自动功能适用于不同的场合和领域,应变能力强,很大程度提高了控制和检测的灵敏度和精度;具有复合功能、调整和维护方便。机电一体化产品具有复合技术和复合功能,它的它的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。2.3 机电一体化技术的发展历程和趋势机电一体化技术经历了四个发展阶段:
12、准备阶段,计算机的出现标准着机电一体化技术的产生。上个世纪六十年代,日本首先提出这个名词,但是限于当时的技术水平,该技术无法得到广泛的推广和应用;起步阶段,信息技术,微电子技术的发展成熟和第四代电子产品的商品化是机电一体化这一设想变成了现实,在这一时期,机电一体化的影响不断扩大,并取得了较大发展;发展时期,进入八十年代,机电一体化技术已为全世界学者所嘱目,机电一体化技术和产品已像雨后春笋般出现;蓬勃发展时期,九十年代至今,各种新技术出现并取得突破性的发展,日新月异的变化使机电一体化技术和产品扩展到人们生活的各个领域。我国制造的机电一体化产品都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操
13、作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点,机电一体化产品的广泛应用减轻了劳动强度,提高了生产力水平,创造了巨大的经济和社会效益。然而,我国的机电一体化技术与发达国家相比差距还很大,其未来的发展趋势是:开发有自主知识产权的核心技术,研究具有自主知识产权的核心装置;增加产品的通信功能,以适应综合自动化的需要;开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等;机器人仍然是机电一体化技术今后研究的重点之一。2.4 机电一体化的组成要素一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、职能组成要素五大组成要素有机结合而成。机械本体(结
14、构组成要素)是系统的所有功能要素的机械支持结构,一般包括有机身、框架、支撑、联接等。动力驱动部分(动力组成要素)依据系统控制要求,为系统提供能量和动力以使系统正常运行。测试传感部分(感知组成要素)对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测,并变成可识别的信号,传输给信息处理单元,经过分析、处理后产生相应的控制信息。控制及信息处理部分(职能组成要素)将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后,按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的的运行。执行机构(运动组成要素);根据控制及信息处理部分发出的指令,完成规定的动作和功能
15、。 机电一体化系统一般由机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源5个组成部分构成。构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互之间都必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。接口耦合:两个需要进行信息交换和传递的环节之间,由于信息模式不同(数字量与模拟量,串行码与并行码,连续脉冲与序列脉冲等)无法直接传递和交换,必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间,也必须通过接口耦合后,才能匹配。变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递,必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行,因此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能,使信息按规定的模
16、式进行交换与传递。 能量转换: 两个需要进行传输和交换的环节之间,由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流,必须进行能量的转换,能量的转换包括执行器,驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。 信息控制:在系统中,所谓智能组成要素的系统控制单元,在软、硬件的保证下,完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策,以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。3 农业机械化的概述农业机械化,是指运用先进适用的农业机械装备农业,改善农业生产经营条件,最大限度地提高劳动生产率、生产技术水平和经济效益、生态效益,促进农业和农村经
17、济快速发展。对农业机械化的最初认识,是建立在田间机械作业替代部分人力和畜力作业基础上的,而这种认识现在依然影响着人们对农业机械化的理解。一提起农业机械化,大多数人本能地认为就是在农业生产过程中的田间机械作业,田间机械作业已成为农业机械化的代名词。在发展现代农业,建设社会主义新农村的重要时期,应重新审视农业机械化,正确理解农业机械化的科学内涵。就农业机械化的发展规律而言,农业机械化要经历从选择性机械化,发展到基本机械化,再发展到全面机械化。从农业机械化的发展过程看,农业机械化的内涵在不断丰富,外延逐渐扩大并呈开放之势。农业机械化发展道路大致经历了4个阶段:一是初始起步阶段(19491980年)。
18、这一时期是田间机械作业快速发展的时期。随着农业合作社制度的建立,土地相对集中经营,客观上为中大型田间作业机械的应用创造了条件,田间作业机械从初期的以手扶拖拉机为主,快速过渡到中后期的以中大型拖拉机为主,中大型田间作业机械开始广泛应用于农业生产。由于当时工业发展水平低,尤其是农机工业和能源工业发展水平更低,农业机械的品种极为单一,应用范围狭窄,制约了农业机械化的发展。二是体制转换阶段(19811995年)。农村实行家庭联产承包责任制后,细碎化的土地承包经营限制了中大型田间机械的应用,中大型田间机械作业迅速弱化,农业机械化的发展出现了暂时的低谷。同时,农民逐渐成为投资经营农业机械的主体,农机工业有
19、了一定发展,适应分散经营的小型农机具、农用运输车应运而生,农业机械的应用领域开始扩大,农业机械化得到了进一步发展。三是市场引导阶段(19962003年)1-2。市场经济体制的确立,推动了农用工业的快速发展,乡镇企业迅速崛起,农业机械的制造和使用更具灵活性、广泛性和适应性,涵盖了农业生产的各个领域,农机产业初步形成,农业机械的经营主体呈现多元化,农机社会化服务体系初步建立,农业机械化真正进入了快速发展的时期。四是依法促进阶段(2004年至今)。农业机械化促进法的颁布实施,农机具购置补贴政策开始启动付诸实施,规模逐年扩大;支持农用工业发展,加快推进农业机械化的政策法律已经出台并全面贯彻落实,农机工
20、业和农业机械化开始走上现代化发展道路。因此,应顺应科技发展潮流,着眼于建设现代农业,适应农业精准化、设施化、规模化、产业化发展的要求,加快开发多功能、智能化、经济型农业装备设施,重点在设计制造、田间作业、设施栽培、健康养殖、精深加工、储运保鲜等环节取得新进展,为加快转变农业发展方式,推进农业科技进步和创新,加强农业物质技术装备,健全现代农业产业体系,提高土地产出率、资源利用率、劳动生产率,增强农业抗风险能力、国际竞争能力、可持续发展能力发挥支撑作用。4机电一体化在农业机械上的应用4.1 机电一体化在农业机械上应用的重要意义(1) 提高劳动效率机电一体化产品的应用使过去落后的生产方式得到极大的改
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