农业机器人研究论文

未来的农场将是什么模样？实际上，对于新型农场而言，精度将是关键。如果在需要之处精确喷洒化学品就可以达到效果，为什么还要把它洒遍整片土地呢？这样每株植物都能得到合适的量，不仅可以减少化学品的使用，还将提高产量。但这谈何容易：大规模农场的面积可达数千公顷，耕种如此大面积土地，唯有自动化机械方能胜任。谁能同时满足精准化和自动化？答案是农业机器人。

一轻量级机械

实际上，现在农业机械已经进步了许多。例如，很多拖拉机能自动转向，使用GPS穿越田野，甚至可以和犁、喷雾器等工具“交谈”。英国哈珀亚当斯大学研究农业技术的布莱克摩尔说：“机械除草工具会告诉拖拉机‘你走得太快了’，或者‘往左移’。这样的系统正在成为常态。”

农用车辆也开始“交谈”。美国一家机械制造商推出的系统让联合收割机自己叫来拖车，方便驾驶员卸粮。德国一家公司成功研制出配对使用的拖拉机，第一台手动，第二台模仿第一台自动行进。该系统可以有效地将农民的耕作时间减半。

不过，这些设备是比较初级的农业机器人。正在兴起的农业机器人自动化程度更高，而且看起来一点也不像传统农业机械。传统农业机械庞大沉重。它们压实土壤，降低土壤孔隙度，杀死有益生物，这些都不利于庄稼生长。而小巧轻便的农业机器人有潜力解决这些问题。

布莱克摩尔说：“关键是以精密取代蛮力。如果经过计算，种植一粒种子只需要1立方厘米的土壤，那么培养时我们只需要微小的能量投入，植物也能长得很好。”由于不需要通过深耕修复大型机械对土壤造成的损伤，能源消耗和二氧化碳排放都将大大减少。由于受到的重压减少，土壤可保持其结构和有益生物，并有效地吸收水分，长时间保持肥沃。

二关键能力

农业机器人需要具备三个关键能力：导航，理解所处的环境，帮助农民完成除草、施肥或收割等工作。

导航是最简单的部分，特别是高精度的卫星导航技术的出现，使机器人的定位精度达到2厘米以内。德国奥斯纳布吕克应用科学大学的莱克夏森正在开发农业机器人“鲍尼”。这种四轮田野车使用光谱成像系统，能在土地里识别出作物，然后记录每株作物的位置，并在生长季节里多次返回到每株作物身边，监测其长势。

接下来，莱克夏森准备给这种机器人安装基于喷墨打印机的精密喷涂系统，可以对准杂草的叶片喷涂除草剂微粒。他估计，这可使化学药品用量减少80%。即使考虑到机器人的初始投资，其成本仍低于传统除草方法。机器人除草能最大限度地减少除草剂误杀其他植物，对生物多样性有明显的好处。机器人还能用火焰枪和激光烧死杂草，这对有机农业非常有益。

使用肥料的成本也可以降低。实验表明，机器人利用传感器评估一株小麦的含氮量，据此调整施肥量，可节省肥料80%以上，而且不影响产量。化肥用量减少，不受重压的土壤减少水土流失，这意味着更健康的河流和水源。更不用说，这能够减少生产化肥时巨量的碳排放。

三蓄势待发

农业技术专家认为，农业机器人技术已经比较成熟。例如，丹麦研发的机器人已经能在田里找到杂草，并向它们喷洒精确剂量的农药。还有测试表明，机器人灌溉系统可以减少一半用水量。农业机器人商业化的阻碍在于缺乏投资。

不过，日本政府已着手推进农业机器人的商业化。北海道大学的野口伸正在领导一个为期5年耗资800万美元的项目。该项目旨在从种植到收获完全实现自动化，并将重点放在日本的三种主要作物——水稻、小麦和大豆上。该小组计划2014年在农场测试他们研制的农业机器人。野口说，5年内，这种机器人就会上市。

野口重点关注的是风险，机器人可能会碰撞路人或走失的牲畜。他正在与德国一家公司合作开发配备激光和超声波传感器的机器人。它能监控周围的情况，在即将发生碰撞时紧急刹车。保险杠上的触碰传感器作为一个备用系统，会在机器人即将碰撞时阻止它。

继日本之后，农业机器人最有可能出现在北美和西欧国家，以及像中国这样快速发展的国家。随着需要养活的人口增长，愿意从事农业的人口却在迅速萎缩。劳动力成本的上升推动了节省劳动力的农业技术的应用。以美国葡萄干产业为例。2000年，葡萄丰收导致价格下降，利润缩水，农场主纷纷想办法降低成本。劳动力是最大的成本之一（平均占美国农场生产费用的42%），于是农场主开始使用一种由酿酒机器改装的收割机。到2007年，加利福尼亚州大约一半的葡萄实现了机械化收割，劳动力从过去的5万人下降到3万人。

农业机器人对依靠土地为生的工人来说可能不是好消息，对农场主又有怎样的影响呢？研究表明，机器人挤奶可节省奶农每日的挤奶时间，但对提高利润的作用不明显。布莱克摩尔的计算表明，在谷类作物和甜菜种植中应用农业机器人，可降低除草成本约20%，带来显著的经济效益。有机农业的收益可能会更大，因为劳动力的支出超过总成本的50%。一份有关丹麦有机农业的研究表明，如果把机器人和维护成本都考虑进去，农业机器人可减少一半的除草成本。

四未来农场

农业机器人的应用会降低食品价格吗？布莱克摩尔认为有可能。食品价格受到很多因素影响，从天气到超市的价格战，很难说农业机器人能否使水果和蔬菜便宜一些。然而，农业生产能耗的减少应该会降低农产品的价格。

普遍采用农业机器人可能给超市带来其他变化。英国赫尔大学研究农业的霍洛威说，机器人挤奶可能影响奶牛的遗传学特性。因为农民会选择更适于机器人操作的奶牛，包括乳房形状，甚至配合度等。可以想象，农业机器人还会影响水果或蔬菜品种，因为农民可能更喜欢种植那些机器人容易根据其叶片形状与杂草区分开的植物。

不可避免的是，机器人将最终改变农场景观。澳大利亚悉尼农业机器人中心的苏卡利说，机器人农业的真正转折点是，人们开始设计便于使用机器人的农场。这可能意味着农场面积缩小，作物呈网格状分布而不是成行种植，果树被修剪成更加容易采摘的形状。这种由机器人照管的几何形状的新型农场目前只是设想，但它终将成为现实。

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纵观人类历史,每一次人类生产力水平的飞跃都离不开创新, 创新思维 的培养有利于我国自主创新水平的提高,由中国制造向中国创造转变,从而提高我们的国际竞争力。下面是我为大家推荐的机械设计制造及其自动化 毕业 论文，供大家参考。

机械设计制造及其自动化毕业论文 范文 一：农业机械自动化建设

一、我国农业机械自动化的发展现状

农业机械自动化的定义：农业机械或者装备在自身运行期间或运作状态下不依靠人手操作或感官而独立的将其完成。农业机械自动化可以大幅度降低农副产品的生产本金、减少农民劳作带来的疲劳、提高农副产品的生产效率等，而且还可以整体提升农产品的质量与产量，因此，农业机械的改善应从降低生产本金、提升生产效率与质量出发，不断的进行设备的完善，以达到高尖精的目的。随着我国农业经济的逐渐繁荣，机械自动化技术也为现代化农业的发展起着一定的推动作用。农业机械自动化水平的提升，农业机械自动化的范围应该得到进一步发展与扩大，使农业机械化水平保持整体发展的良好趋势。农业机制水平的不断提高，增强了我国农业厂家的生产能力，随着农业机械能力的不断加强，其涉及的领域也在不断的拓展，主要的市场有农机销售、设备维护与田间作业等。随着农业机械自动化市场的不断扩宽，促进了国际间的技术沟通与合作，我国的一部分大型企业用市场交换技术的形式，来学习国外的先进技术与 企业管理 经验 ，从而提高国产农业机械的质量与生产效益。但由于多方面的因素，同发达国家相比较，我国的农业机械自动化仍有许多需要提高的地方，在农业机械自动化的进程当中也存在着一定的问题。

1.农业机械制造水平低

同发达国家相比我国的农业机械制造水平较低，有多种农业机械产品是仿造发达国家的机械产品。在农业机械自动化设备中，仅仅对农业机械做了部分改进或是增加设备来降低生产农业机械设备的成品，这在一定程度上限制了产品的应用与推广。所以，开发符合生产需要的农机设备应作为我国农业机械设备主要的发展方向[1]。

2.我国农业机械自动化发展不稳定

因为我国的农业自动化发展水平相对偏低，在相关农业机械科学技术方面未能得到应有的利用，例如：全球定位系统、检测监控系统与动态控制系统等有利于我国农业发展的软件技术水平较低，无法满足我国农业机械自动化水平的发展需要。我国相关农业管理部门对精准农业方面的研究管理强度还不够，导致我国农业发展不够成熟稳定。

二、我国农业机械自动化的发展模式

通过对当前我国农业机械自动化所面对的实际问题出发，想要改善我国农业机械自动化进程主要应从以下几个方面来分析：

1.政府加强对农业机械技术方面的引导与扶持

我国政府可以通过一系列政策来鼓励农民购买农业机械，对购买农业机械的农民进行补贴等政策，使农业机械的应用得到更大范围的推广。并通过科技创新等奖励政策来鼓励生产机械的企业与科研机构。政府应该结合我国各个地区的自然情况出台相应的政策，因地制宜才能更好的推进我国农业机械自动化发展，加强我国农业机械质量监督与管理工作，促进我国农业机械的科研成果得到实际的应用。相关农业机械企业同样需要加强科研技术的投入，并积极主动的参与到国内的农业机械产品方面的竞争[2]。

2.提高我国农业机械自动化控制水平

在我国农业机械自动化技术的研发与制造的发展过程当中，值得注意的是提高我国农业机械自动化水平的可靠性。想要提高我国农业机械自动化水平，首先要提高农机自动化控制技术。企业在生产农业机械产品的同时应该考虑的主要因素有：农民当前对农机产品的要求、农民的购买农机产品能力、采用的农业机械自动化技术、农业产品质量改善、农民保养农机产品的方便性[3]。

3.如何推动精准农业的发展进程

目前，我国精准农业的发展进程相对不够稳定，与一些成熟的发达国家相比，我国的农业机械自动化水平相对较低，进一步提升我国精准农业机械自动化的发展进程，不但能够促进我国农业机械自动化相关技术的发展与完善，更能够展示出我国农业科技水平的提升，从而提高我国在农业机械自动化技术在国际上的地位与话语权。近年来，国际上的精准农业发展着重点在节约用水与节肥等相关农业技术方面，节约用水与节约用肥可以通过精准农业技术来有效实现，从而达到节约资源的目的，这是我国实现可持续发展战略的具体表现。我国相关人员在学习国外先进技术的同时，更要集中科学研发知识，实现精准灌溉与精准施肥技术，从而推进我国精准农业机械自动化水平的发展。随着国际智能化发展与加强，农业机器人与智能化系统在一些发达国家已经得到很大程度的推广，由此可以看出，我国在农业机械方 面相 对于发达国家已有了很大距离。所以，我国应该抓住新时代的机会，坚持科学发展观与自主研发精神，大力发展我国农业自动化技术。

三、 总结

目前，我国农业排名世界第二，成为仅次于美国的农业大国，但是我国农业机械化设备的技术与其他农业大国差距较大。农业机械化扩散程度和农机设备使用率与美国等先进国家相比也相差较远，但是伴随着我国经济的快速发展，现代化农业的脚步也在不断加快。同时也要加快我国科技技术的创新与管理，按照市场走向来运作，把握好机会，实现农业机械化的跳跃式进步，为我国农业的整体实力提升做贡献。

机械设计制造及其自动化毕业论文范文二：农业机械数字化设计的研究

一、数字化设计技术在农业机械设计中的应用现状

传统的设计技术只是简单满足使用者的需求，数字化设计技术则是运用计算机技术来缩短产品的设计周期、降低产品的设计成本并进行后期的维护。对于农业机械的设计来说，它有着广阔的市场，而且可以设计的种类非常多，但是农业机械的设计一般都没有使用数字化设计技术，所以长期以来农业机械的设计水平相对较低。而运用数字化设计技术可以使农业机械设计有着更好的发展前景，使设计出来的农业机械更加完善。目前，农业机械的种类相对固定，功能没有太大的改变，而且没有过多的创新。比如，在播种机的设计中应该考虑根据不同的播种对象来进行相应的设计，即可以分为条形播种机和精密播种机，要根据不同的播种条件来进行相关的设计。另外还可以按照播种机工作原理的差异设计机械式和气力式播种机，数字化设计技术能够将这些种类进行区别设计。将数字化设计技术运用于农业机械的设计过程中将会使农业机械的种类更加丰富，使同一种类的产品有不同的功能区分，完善目前农业机械设计的不足之处，使农业机械能够得到更广泛、更有效的运用。

二、数字化设计技术应用于农业机械设计的前景

由于现今农业机械的设计水平相对落后，所以数字化设计技术必然在农业机械的设计过程中有更广阔的应用前景。比如，可以将虚拟技术运用于农业机械设计中、数字化设计技术与农业机械设计协同设计以及在农业机械的设计中注重增强创新意识，下面将对这些数字化设计技术在农业机械设计中的运用前景进行详述。

2.1将虚拟技术运用于农业机械设计中

虚拟技术是利用计算机技术来生成产品的三维图像设计，通过虚拟技术可以使设计人员更加清楚地了解产品的形状，另外虚拟技术可以对机械运动进行仿真模拟，即可以模拟所设计的产品的功能，这样就便于设计人员对产品进行改进，更大程度上保障了产品设计的可行性。通过虚拟技术还能够加快产品设计的速度，完善产品的质量。

2.2数字化设计技术与农业机械设计协同设计制造

在农业机械的制造过程中运用数字化设计技术能够最大程度提升产品的可靠性，降低产品设计过程中的成本费用和设计时间。利用这一技术能够使设计方案得到较快地更改，避免不够完善的计划造成生产成本浪费。

2.3农业机械数字化设计过程中更加注重创新设计

现今的农业机械种类和样式差异不大，没有较大的改良，所生产的农业机械不能完全满足农民的需要，而且作用较单一，如果能够对农业机械进行创新设计，那么将会使农业产品的种类更加完善，并且能够更大限度的提高农业生产率。数字化设计技术可以较快捷、可靠地帮助研发人员设计出不同的农业机械，这将是未来农业机械的设计的必然发展方向。

三、小结

我国是一个农业大国，农业机械对于我国农业的发展而言有着非常重要的作用。数字化设计技术的运用将使我国的农业机械发展更加完善，促进我国农业的快速发展。