原创《现代设计技术在农业机械工程设计中的应用》
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传统农业机械工程的工作量较大,容易出现遗漏问题,影响农业生产的正常进行,进而影响农民的经济收入.随着信息技术和计算机技术的不断发展,计算机辅助设计技术（CAD技术）等先进的技术被广泛地应用于农业机械工程设计中,大大提升了农业机械工程设计的质量和效率.但是,许多先进技术的应用范围有限,导致农业机械工程发展缓慢.
现代设计技术是对传统的设计范畴和手段进行拓展,是现代设计方法学和计算机辅助设计技术等多门学科的融合和交叉.近年来,在农业机械工程设计中不断渗入了计算机辅助设计技术（CAD技术）、优势设计、创新设计、低碳设计、稳健设计、大数据设计和虚拟仿真设计等现代设计技术内容,提高了农业机械工程设计的质量.
1 计算机辅助设计技术（CAD技术）在农业机械工程设计中的应用
在机械工程设计中需要绘制大量精确的图,CAD技术有多种多样强大的绘图功能.工程设计人员利用CAD技术可以绘制出清晰、符合工程要求的设计图,减轻设计零件的工作量,缩短设计周期,提高设计效率.CAD技术实现了设计的参数化,通过对建立起来的三维模型实体调整尺寸、结构变化,达到预期效果.当零件的尺寸和形状发生变化时,与其相关结构也会进行适当调整.同时,CAD 技术能记录装配过程中各个零件的关系,依据相邻的零件之间的形状和位置来调整、改善新零件,降低因为零件不匹配产生的障碍.
2 优势设计在农业机械工程设计中的应用
优势设计是针对市场,在市场中争取竞争优势的设计.其不以个人喜好为出发点,不是追求某种格调的设计,不是纯粹追求创新应用的设计.优势设计是针对在当前市场上占主导地位的产品和技术进行分析,预测未来的技术发展方向和产品设计方向,吸收有益的设计技术应用于工程设计中,增加产品的市场竞争力.在市场中,如逆水行舟,不进则退,只有不断优化产品,提高产品的可用性,才能在竞争中占据一席之地.当然创新设计而来的产品,可能会具有极强的竞争力,但也可能不成熟.所以,设计者要做好市场分析,考虑设计出的产品是否符合市场需求,具有哪些优势.
3 创新设计在农业机械工程设计中的应用
创新设计对人的要求较高,不仅要求设计人员要有丰富的理论知识、深厚的设计经验,而且要具有创造性思维.其是充分利用设计者的创造力与智慧,基于已有的相关科学理论、方法和原理,设计出有创造性、独具一格及有实用性的农业机械产品.与传统农业机械设计相比,创新设计的重点在于人在设计中发挥的主导作用和创造性作用,结合新的技术手段、新的技术原理,从所需求的农业机械性能出发,改进现有的农业机械甚至发明创造出新的农业机械,以实现创新应用.
4 低碳设计在农业机械工程设计中的应用
随着全球气温的升高,生态危机的出现,世界各国都越来越重视保护人类的生存环境,向低碳化方向发展.我国提出了科学发展观,倡导走可持续发展之路.因此,鼓励各行各业研发低碳技术,倡导采用低碳技术实现节能减排.例如,对于农业机械工程的设计,以往设计人员主要考虑产品质量、性能、成本等,设计过程中对产品是否可维护、是否可拆卸、是否可回收、对淘汰废弃产品如何处理以及对生态环境的影响等缺乏考虑［1］.因此,制造出来的产品使用后,由于缺乏必要的拆卸性能和回收性能,包含的有害物质会对生态环境造成严重污染,伤害生态环境,造成资源浪费.鉴于此,除了考虑产品质量、性能、成本等之外,还需要综合考虑相关资源存量和环境因素来进行设计,这样对环境的伤害更小,而且符合时代的发展需求.需要注意的是,由于低碳设计在农业机械工程设计中的应用刚刚开始,需要从生产需求出发,不断摸索,研究出性能优良的低碳农业机械.然后通过大力推广,把低碳农业机械技术的适用性转化为实际生产力,为我国绿色农业的发展提供支持.
5 稳健设计在农业机械工程设计中的应用
稳健设计表示设计出来的产品无论是在制造还是在使用中,如果结构参数发生改变又或是在规定年限内结构产生老化或变质时,还可以保持产品性能稳健的一种工程设计方法.稳健设计已成为提升和改善产品质量的工程方法,主要作用在于提升设计质量.随着市场竞争越来越激烈,质量高、成本低的产品越来越受欢迎,考虑到设计过程中参数的随机性等问题,稳健设计运用了模糊数学的方法来解决由于产品质量因素产生的不稳定性等问题,并利用多媒体虚拟技术和动态三维图形创立智能化的稳健设计系统［2］.具体设计中,先确定产品的质量指标体系,再建立由可控、不可控因素对产品质量产生影响的质量设计模型,最后用稳健设计模型进行试验,通过一系列试验数据的计算获得可靠的分析数据,得到稳健产品的有效设计方案.
6 大数据技术在农业机械工程设计中的应用
大数据技术属于计算机辅助设计技术中的一部分,在农业机械工程设计中,可以通过收集大量的工程数据,进行计算、预演、分析,从市场需求角度出发,设计出实用于农业机械工程的器械［3］,使农业生产迸发更大的活力,创造出更大的效益.但大数据技术在实际应用中也存在一些弊端,分析的数据量超过自身能力时可能会得出错误的信息,进而导致工程设计不合理.
7 虚拟仿真设计在农业机械工程设计中的应用
虚拟仿真技术属于多个学科交叉的新型技术,是指在虚拟现实技术的基础上,把农业机械产品作为对象,对产品的装配设计、概念设计和人机工程学评价进行优化.利用该项技术,设计人员可以运用多种传感器与多维的信息环境进行交互,实现理性、感性的真实感的认识,从而实现创造.虚拟仿真设计技术相比CAD技术具有更好的人机交互能力,设计人员不仅可以通过眼睛进行查看,还可以通过触觉、听觉、动作等与设计出的对象在虚拟的环境中进行交互.虚拟仿真设计技术提供了模拟的三维环境,为产品的创新和优化创造了有利条件.在农业机械的设计过程中,对产品进行虚拟的加工和装配,通过模拟,再进行评价,可以避免出现设计缺陷,缩短产品研发时间,减少开发和制造成本.
8 结语
现代设计技术是计算机辅助设计技术、现代设计方法学、现代信息技术等多种学科的融合和交叉.计算机的辅助设计可用来建立数学模型,在计算机软硬件的配合下,根据不同设计对象、不同任务,采取结合不同的技术,解决在设计过程中出现的众多问题.多学科知识的交叉和融合是现代技术的一大特点.随科学技术的发展,农业机械工程设计结合现代设计成了主要发展趋势,农业机械新技术的发展与推广,促进了农业生产水平的提高.本文提及的现代设计技术在农业机械工程设计中的应用,有面向市场、低碳设计、计算机辅助设计技术（CAD技术）、创新设计、稳健设计、大数据设计和虚拟仿真设计等.另外,目前各种新兴技术如微电子技术、材料科学等也在不断向农业机械工业渗入［4］.总之,农业机械在农业发展中发挥着重要作用,引入现代设计技术到农业机械行业是改革传统农业机械生产方式的有效办法,是我国提高农业竞争力的有力手段.
现代设计论文参考资料：
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