現(xiàn)代社會．衡量一個國家農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的一個重要標(biāo)志即為農(nóng)業(yè)機械化的程度。1999年秋．由美國工程院牽頭�！秶�家工程師周刊》、美國工程學(xué)會聯(lián)合會協(xié)同評選出20世紀(jì)20項最具代表性的工程技術(shù)成就 其中．農(nóng)業(yè)機械化名列第7位 農(nóng)業(yè)機械化在提高勞動生產(chǎn)率和推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中發(fā)揮了巨大作用美國是最先實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化的國家．它以占世界0．3％的農(nóng)業(yè)勞動者生產(chǎn)了占世界17．6％ 的谷物、46．5％ 的大豆、20％ 的棉花、16％的肉類和l5．7％的牛奶．成為世界上最大的農(nóng)產(chǎn)品出口國[1] 。因此．要改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式進(jìn)行擴(kuò)大再生產(chǎn)．要提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率．就必須加快農(nóng)業(yè)機械化的速度

    1 我國農(nóng)業(yè)機械化政策的發(fā)展歷史

    新中國成立后．政府就十分重視農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展。早在1937年，《矛盾論》中就指出“不同質(zhì)的矛盾。只有用不同質(zhì)的方法才能解決 在社會主義社會中工人階級和農(nóng)民階級的矛盾．用農(nóng)業(yè)集體化和農(nóng)業(yè)機械化的方法去解決 ”

    1958年3月．中共中央成都會議提出“三個為主”的方針．即農(nóng)業(yè)機器應(yīng)以小型為主．農(nóng)業(yè)機械的制造一般應(yīng)以地方為主．實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化主要靠農(nóng)業(yè)合作社自己的力量 ”

     1962年．在黨的八屆十中全會上．確定“我們黨在農(nóng)業(yè)問題的根本路線是．第一步實現(xiàn)農(nóng)業(yè)集體化，第二步是在農(nóng)業(yè)集體化基礎(chǔ)上實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化和電氣化 ”

    20世紀(jì)80年代初． 由于農(nóng)村實行了家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制，分田到戶，土地經(jīng)營規(guī)模�。�使農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展一度受到挫折，發(fā)展速度減慢．甚至出現(xiàn)倒退[2]

　    2004年6月25日�。�第十屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第十次會議通過了《中華人民共和國農(nóng)業(yè)機械化促進(jìn)法》，標(biāo)志著我國農(nóng)業(yè)機械化走上了依法促進(jìn)的新階段．對推進(jìn)農(nóng)業(yè)機械化，建設(shè)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)．發(fā)揮長效機制，解決“三農(nóng)”問題有著重要意義[3]。

    2008年，《中共中央、國務(wù)院關(guān)于切實加強農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)．進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)民增收的若干意見》中提出：“加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)機械化。推進(jìn)農(nóng)業(yè)機械化是轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的迫切需要，也為振興農(nóng)機工業(yè)提供了重要機遇加快推進(jìn)糧食作物生產(chǎn)全程機械化。穩(wěn)步發(fā)展經(jīng)濟(jì)作物和養(yǎng)殖業(yè)機械化�！�

    2 主要發(fā)達(dá)國家的農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展?fàn)顩r

    在20世紀(jì)60年代世界上大多數(shù)發(fā)達(dá)國家先后實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機械化⋯．繼而相繼實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。美國在農(nóng)業(yè)上使用機械的歷史已有100多年。從19世紀(jì)中葉到20世紀(jì)初為半機械化時期。這一時期，由于工業(yè)革命的興起和發(fā)展．鋼鐵開始應(yīng)用于農(nóng)具制造．農(nóng)具制造業(yè)也引進(jìn)了蒸汽動力。1910年到第二次世界大戰(zhàn)為農(nóng)業(yè)基本機械化時期，內(nèi)燃機、電動機在農(nóng)業(yè)機械上普遍應(yīng)用。二次世界大戰(zhàn)后．美國進(jìn)入了全面機械化時期．現(xiàn)在是農(nóng)業(yè)機械程度最高的國家之一[5] 目前美國在谷物聯(lián)合收割機、噴霧機、播種機等農(nóng)業(yè)裝備上已經(jīng)開始采用衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)監(jiān)控作業(yè)等高新技術(shù)．向精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方向發(fā)展已成趨勢[6--8]

    西歐國家在小麥、玉米的整地、播種、收獲、運輸?shù)壬�產(chǎn)環(huán)節(jié)已全面實現(xiàn)了機械化，不少農(nóng)業(yè)機械還裝備了GPS系統(tǒng)．進(jìn)行精確農(nóng)業(yè)作業(yè)[9] 。20世紀(jì)70年代．德國實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機械化[10]。法國農(nóng)業(yè)在歐盟中占有十分重要的地位．其農(nóng)業(yè)產(chǎn)值4 200億法郎．農(nóng)業(yè)產(chǎn)量占?xì)W盟總產(chǎn)量的20％[11]。法國早在l9世紀(jì)6O年代就開始生產(chǎn)農(nóng)業(yè)機械，二戰(zhàn)后幾乎全部實現(xiàn)了機械化

    日本的國土面積�。�且70％是山地，糧食自給率僅為40％。而日本的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)每一個環(huán)節(jié)幾乎已實現(xiàn)機械化作業(yè)[l2]．對農(nóng)業(yè)機械化的促進(jìn)措施以經(jīng)濟(jì)和法律手段為主[13]。在1995年開始的農(nóng)業(yè)機械發(fā)展計劃和實用促進(jìn)計劃中．包括了發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人和農(nóng)田自動導(dǎo)航 [14]

 

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   3 我國農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展?fàn)顩r

    新中國的農(nóng)業(yè)機械始于1958年．1958年新中國生產(chǎn)的第一臺拖拉機誕生在洛陽第一拖拉機廠。從此．中國農(nóng)機工業(yè)跨上了一個新的臺階，新中國農(nóng)業(yè)機械化的序曲在洛陽正式奏響。我國農(nóng)機行業(yè)起步較晚．但發(fā)展很快。建國初期，農(nóng)機行業(yè)總產(chǎn)值300萬元，職工4 000余人．只能生產(chǎn)一些簡單的農(nóng)業(yè)機械，主要是依靠進(jìn)口[15]。經(jīng)過5O年的發(fā)展，我國已成為農(nóng)機制造大國 2005年我國農(nóng)機行業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值超過1000億元．躍居到世界第三，位居歐盟和美國之后[l6]。

    目前。我國農(nóng)業(yè)機械化水平仍比較低．全國耕種收割綜合機械化水平只是36．5％。同時．由于各地的地理環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和勞動力素質(zhì)等存在差異．綜合機械化水平發(fā)展極不平衡。

    隨著信息技術(shù)、計算機技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展和大量應(yīng)用．我國的農(nóng)機行業(yè)在這方面也有大量的研究。侯學(xué)貴等[17]建立了除草機器人模型，應(yīng)用VC++開發(fā)了基于機器視覺的除草機器人雜草識別和導(dǎo)航系統(tǒng)軟件．引導(dǎo)除草機器人沿農(nóng)作物行自動行走。提出新的圖像分割算法，在RGB空間直接將農(nóng)作物分割出來．再利用優(yōu)化的Hough變換檢測出農(nóng)作物行中心線．根據(jù)攝像頭姿態(tài)和透視變換原理確定除草機器人位姿劉繼展等[l8]基于多傳感器信息融合和開放式控制的智能型番茄采摘機器人而設(shè)計的末端執(zhí)行器，其硬件主要包括執(zhí)行系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和供電系統(tǒng)，執(zhí)行系統(tǒng)中真空吸盤裝置使果實從果束中分離．手指夾持機構(gòu)對番茄可靠抓持．果梗切斷裝置利用激光對果梗切斷中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的何卿等[19]為提高接觸式拖拉機導(dǎo)航系統(tǒng)性能和導(dǎo)航精度。針對玉米秸稈行間作業(yè)．設(shè)計了雙層控制器接觸式導(dǎo)航控制系統(tǒng)。張立彬等[20]在綜合分析設(shè)施農(nóng)業(yè)用多功能作業(yè)機功能需求的基礎(chǔ)上．根據(jù)結(jié)構(gòu)可重構(gòu)模塊化設(shè)計方法的特點．對小型農(nóng)業(yè)作業(yè)機的方案設(shè)計過程進(jìn)行了研究．并應(yīng)用運籌學(xué)的相關(guān)原理．將層次分析法與動態(tài)規(guī)劃等結(jié)合起來．對其進(jìn)行尋優(yōu)組合評價．為最終實現(xiàn)作業(yè)機可重構(gòu)模塊化設(shè)計提供理論基礎(chǔ)

    4 農(nóng)業(yè)機測試技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

    我國從20世紀(jì)50年代中期開始在農(nóng)機測試中應(yīng)用電測法．并用電測車跟蹤拖拉機或其它農(nóng)業(yè)機械進(jìn)行田間測試。70年代中期以后．由于大規(guī)模集成電路的應(yīng)用．電子計算機技術(shù)、無線電遙控技術(shù)及快速試驗技術(shù)等．在農(nóng)機試驗中也逐漸獲得廣泛應(yīng)用我國于20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的犁耕田間多信號測試系統(tǒng)，就可以同時測定耕深、耕寬、牽引力等參數(shù)。

    國外在小型農(nóng)業(yè)作業(yè)機測試方面的研究明顯早于國內(nèi)，目前已較成熟且頗具規(guī)模。1959年4月21日，由歐洲經(jīng)濟(jì)合作組織制訂了第一個農(nóng)用拖拉機的測試標(biāo)準(zhǔn)。2005年3月。歐共體給出了最新農(nóng)用和林業(yè)拖拉機的官方測試標(biāo)準(zhǔn) 國外在拖拉機及其作業(yè)機組方面應(yīng)用測試技術(shù)相比于國內(nèi)其技術(shù)更為先進(jìn)．對拖拉機的三點懸掛機構(gòu)而言。早在1978年德國奔馳公司在其生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)拖拉機上就采用了電液控制的懸掛控制系統(tǒng) 意大利的研究人員為降低溫室中使用的農(nóng)業(yè)機械的噪聲和煙氣排放．提出雙電力驅(qū)動的農(nóng)業(yè)拖拉機方案[21]。

    目前．國內(nèi)農(nóng)業(yè)機械測試系統(tǒng)多為大型農(nóng)用車或拖拉機的發(fā)動機、機架等單項測試系統(tǒng)，尚無小型農(nóng)業(yè)作業(yè)機綜合測試系統(tǒng)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)整機綜合測試多針對汽車、摩托車或助動車，基本沒有專門針對小型農(nóng)業(yè)作業(yè)機的整機測試系統(tǒng) 且國內(nèi)農(nóng)業(yè)機械的測試大多集中在大型農(nóng)機的發(fā)動機臺架測試等單項測試中。不能實現(xiàn)整機的綜合性能測試。整機測試農(nóng)機的一些綜合性能．為農(nóng)機設(shè)計與制造提供更多的、全面的理論指導(dǎo)，這是單項測試無法比擬的

    5 農(nóng)業(yè)機械技術(shù)的發(fā)展趨勢

    5．1 CAD／CAE／CAM 技術(shù)廣泛應(yīng)用

    目前．我國絕大多數(shù)的農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)都已不同程度地實現(xiàn)了計算機二維繪圖，圖紙、文檔的計算機管理但三維制圖軟件相比與二維制圖軟件其應(yīng)用還是偏少．一是由于三維制圖軟件的售價比二維制圖軟件要高：二是三維制圖軟件設(shè)計的機械產(chǎn)品須與加工中心的現(xiàn)代化的CAM設(shè)備相連．才能發(fā)揮其三維軟件的優(yōu)勢．而加工中心等一類的設(shè)備其價格不菲 但是隨著國內(nèi)三維機械制圖軟件和加工中心的上市．上述價格因素會隨之減少．其應(yīng)用也必將更加廣泛以CAXA軟件為代表的國內(nèi)三維實體造型設(shè)計軟件已在不少農(nóng)機企業(yè)使用．在三維CAD基礎(chǔ)上，采用第三方產(chǎn)品如ANSYS、ABAQUS、MARC、LS—DYNA等，對一些大型農(nóng)機和高精度要求的復(fù)雜曲面零件進(jìn)行CAD／CAE／CAM技術(shù)應(yīng)用

    5．2 農(nóng)業(yè)機械大型化與小型化共同發(fā)展

    隨著農(nóng)業(yè)耕作集體化、區(qū)域化發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械在有中國糧倉之稱的河南、吉林、黑龍江等地，由于農(nóng)業(yè)耕作的集團(tuán)化發(fā)展必將導(dǎo)致與之配套的農(nóng)業(yè)機械的大型化而另一方面，江浙等地由于受到地理條件的限制．農(nóng)業(yè)耕作不可能朝著集團(tuán)化方向發(fā)展．由于多為山陵地帶．配套的農(nóng)業(yè)機械不可能很大．且大量溫室大棚的存在也需要大量的小型化農(nóng)業(yè)機械與之配套因此農(nóng)業(yè)機械會朝著大型化和小型化的方向共同發(fā)展

    5．3 模塊化方向發(fā)展

    農(nóng)業(yè)機械種類繁多．結(jié)構(gòu)多樣．但其機械結(jié)構(gòu)也有類似之處．現(xiàn)有的產(chǎn)品其零件基本上很難互換，導(dǎo)致農(nóng)機產(chǎn)品生產(chǎn)周期的延長，難以適應(yīng)快速變化的市場而模塊化技術(shù)能很好地解決這一問題。模塊化技術(shù)有利于促進(jìn)農(nóng)機產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量的提升、降低成本，也有利于滿足多樣化的客戶需求。

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