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志即為農(nóng)業(yè)機械化的程度。1999年秋．由美國工程院牽頭。《國家工程師周刊》、美國工程學會聯(lián)合會協(xié)同評選出20世紀20項最具代表性的工程技術成就 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)率和推進經(jīng)濟社會發(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)方式進行擴大再生產(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)機器應以小型為主．農(nóng)業(yè)機械的制造一般應以地方為主．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)集體化基礎上實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化和電氣化 ”

    20世紀80年代初． 由于農(nóng)村實行了家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制，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)機械化促進法》，標志著我國農(nóng)業(yè)機械化走上了依法促進的新階段．對推進農(nóng)業(yè)機械化，建設現(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、國務院關于切實加強農(nóng)業(yè)基礎建設．進一步促進農(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)民增收的若干意見》中提出：“加快推進農(nóng)業(yè)機械化。推進農(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糧食作物生產(chǎn)全程機械化。穩(wěn)步發(fā)展經(jīng)濟作物和養(yǎng)殖業(yè)機械化�！�

    2 主要發(fā)達國家的農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展狀況

    在20世紀60年代世界上大多數(shù)發(fā)達國家先后實現(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世紀中葉到20世紀初為半機械化時期。這一時期，由于工業(yè)革命的興起和發(fā)展．鋼鐵開始應用于農(nóng)具制造．農(nóng)具制造業(yè)也引進了蒸汽動力。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)機械上普遍應用。二次世界大戰(zhàn)后．美國進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．向精準農(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)．進行精確農(nóng)業(yè)作業(yè)[9] 。20世紀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)量占歐盟總產(chǎn)量的20％[11]。法國早在l9世紀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)機械化的促進措施以經(jīng)濟和法律手段為主[13]。在1995年開始的農(nóng)業(yè)機械發(fā)展計劃和實用促進計劃中．包括了發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人和農(nóng)田自動導航 [14]

 

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   3 我國農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展狀況

    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、計算機技術等高新技術的發(fā)展和大量應用．我國的農(nóng)機行業(yè)在這方面也有大量的研究。侯學貴等[17]建立了除草機器人模型，應用VC++開發(fā)了基于機器視覺的除草機器人雜草識別和導航系統(tǒng)軟件．引導除草機器人沿農(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)大學的何卿等[19]為提高接觸式拖拉機導航系統(tǒng)性能和導航精度。針對玉米秸稈行間作業(yè)．設計了雙層控制器接觸式導航控制系統(tǒng)。張立彬等[20]在綜合分析設施農(nóng)業(yè)用多功能作業(yè)機功能需求的基礎上．根據(jù)結(jié)構可重構模塊化設計方法的特點．對小型農(nóng)業(yè)作業(yè)機的方案設計過程進行了研究．并應用運籌學的相關原理．將層次分析法與動態(tài)規(guī)劃等結(jié)合起來．對其進行尋優(yōu)組合評價．為最終實現(xiàn)作業(yè)機可重構模塊化設計提供理論基礎

    4 農(nóng)業(yè)機測試技術的發(fā)展狀況

    我國從20世紀50年代中期開始在農(nóng)機測試中應用電測法．并用電測車跟蹤拖拉機或其它農(nóng)業(yè)機械進行田間測試。70年代中期以后．由于大規(guī)模集成電路的應用．電子計算機技術、無線電遙控技術及快速試驗技術等．在農(nóng)機試驗中也逐漸獲得廣泛應用我國于20世紀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)濟合作組織制訂了第一個農(nóng)用拖拉機的測試標準。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準 國外在拖拉機及其作業(yè)機組方面應用測試技術相比于國內(nèi)其技術更為先進．對拖拉機的三點懸掛機構而言。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)及相關標準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)機設計與制造提供更多的、全面的理論指導，這是單項測試無法比擬的

    5 農(nóng)業(yè)機械技術的發(fā)展趨勢

    5．1 CAD／CAE／CAM 技術廣泛應用

    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計的機械產(chǎn)品須與加工中心的現(xiàn)代化的CAM設備相連．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)三維實體造型設計軟件已在不少農(nóng)機企業(yè)使用．在三維CAD基礎上，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雜曲面零件進行CAD／CAE／CAM技術應用

    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)耕作的集團化發(fā)展必將導致與之配套的農(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)構多樣．但其機械結(jié)構也有類似之處．現(xiàn)有的產(chǎn)品其零件基本上很難互換，導致農(nóng)機產(chǎn)品生產(chǎn)周期的延長，難以適應快速變化的市場而模塊化技術能很好地解決這一問題。模塊化技術有利于促進農(nóng)機產(chǎn)品技術和質(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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