周明新 富景生

摘 要：農(nóng)業(yè)邁入21世紀(jì)，已經(jīng)不再是傳統(tǒng)的農(nóng)耕技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)耕技術(shù)，由人工種植邁入了機(jī)械化產(chǎn)業(yè)化的新篇章。所以，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械需要與時(shí)俱進(jìn)的是農(nóng)業(yè)機(jī)械的故障診斷技術(shù)，重點(diǎn)介紹了來(lái)年兩種故障診斷技術(shù)，和對(duì)于農(nóng)業(yè)及其未來(lái)發(fā)展的現(xiàn)狀及展望，僅供讀者參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)技術(shù);故障診斷;未來(lái)展望

隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械化已經(jīng)普及，農(nóng)業(yè)機(jī)械的復(fù)雜程度也在不斷地向大功率、高速度、高效率等方面發(fā)展。農(nóng)業(yè)機(jī)械中出現(xiàn)了很多高科技的名詞，如，裝有GPS定位系統(tǒng)的插秧機(jī)和聯(lián)合收割機(jī)、激光拖拉機(jī)、對(duì)靶子噴霧劑等高精度的農(nóng)業(yè)機(jī)械。但是農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展越是精密，故障診斷和維修越是復(fù)雜和耗時(shí)。尤其像農(nóng)業(yè)機(jī)械這樣季節(jié)性很強(qiáng)的大型機(jī)械，通常一臺(tái)機(jī)械要在幾百畝的稻田中工作，工作時(shí)限就是農(nóng)忙的一個(gè)星期或者半個(gè)月左右。如果機(jī)械在此時(shí)發(fā)生故障，沒(méi)有專業(yè)人員的情況下會(huì)造成大量的損失。因此，農(nóng)業(yè)機(jī)械的故障診斷和維修技術(shù)的提高迫在眉睫。

一、農(nóng)業(yè)故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀

對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷，在現(xiàn)代化機(jī)械診斷中一般采用計(jì)算機(jī)的信號(hào)處理技術(shù)，由于大型機(jī)械的復(fù)雜程度，機(jī)械故障診斷技術(shù)已經(jīng)逐漸成為一門科學(xué)。農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷現(xiàn)狀可以從下三個(gè)方面得到一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)和了解。

1.通用機(jī)械故障診斷研究現(xiàn)狀

通用技術(shù)故障的診斷和研究最早在美國(guó)開展，主要是因?yàn)楹娇蘸教焓聵I(yè)的發(fā)展情況下，傳統(tǒng)的技術(shù)工藝和診斷技術(shù)已經(jīng)不再適用。隨美國(guó)之后日本、歐洲等國(guó)家也先后重視起機(jī)械故障的診斷技術(shù)，主要研究方向集中在摩擦碰撞、松動(dòng)等故障方面。20世紀(jì)80年代后期國(guó)內(nèi)的相關(guān)大學(xué)也相繼開設(shè)了這類的學(xué)科學(xué)習(xí)，其中清華大學(xué)研究組對(duì)小波變換故障診斷技術(shù)領(lǐng)域的研究已經(jīng)取得了重要的進(jìn)展。

2.農(nóng)業(yè)技術(shù)的診斷和現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)機(jī)械診斷方面在國(guó)內(nèi)也有大量的專業(yè)人士進(jìn)行研究，其中李杰等人對(duì)機(jī)械速度慢、效率低等問(wèn)題進(jìn)行了深入研究，提出了一個(gè)基于正向推理故障診斷和安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)有著很好的穩(wěn)定性。陳芳通過(guò)研究對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械故障的診斷和臆測(cè)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M根據(jù)希爾伯特普分析得出振動(dòng)信號(hào)視頻分布情況，從而研究出了一種可以得出故障發(fā)生時(shí)間和故障發(fā)生前后信號(hào)變化的相關(guān)信息。這些人對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)故障診斷和分析做出了巨大的貢獻(xiàn)。

3.狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

在設(shè)備的關(guān)鍵部位安裝故障自診斷系統(tǒng)（又稱OBD系統(tǒng)），該系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)設(shè)備是否發(fā)生故障，通過(guò)傳感器顯示的數(shù)值來(lái)確定機(jī)械故障的錯(cuò)誤代碼，并且還可以根據(jù)檢測(cè)部位以及安裝位置來(lái)確定故障產(chǎn)生的位置。OBD系統(tǒng)最早是應(yīng)用在汽車尾氣的監(jiān)測(cè)中的，最后應(yīng)用到汽車的剎車系統(tǒng)、氣囊、車門等部件狀態(tài)檢測(cè)中。如今這個(gè)系統(tǒng)被用在了農(nóng)業(yè)機(jī)械中，使農(nóng)業(yè)機(jī)械的精確度大為提高。

二、機(jī)械故障診斷技術(shù)研究方法

機(jī)械故障的診斷方法非常多，比如，機(jī)械振動(dòng)和噪音信號(hào)測(cè)定、潤(rùn)滑油磨損碎片測(cè)定、溫升測(cè)定等。故障識(shí)別方面一般有模式識(shí)別以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)系統(tǒng)，對(duì)于故障預(yù)警方面也有其獨(dú)有的檢測(cè)方法。在這里筆者介紹一下與農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷相關(guān)故障診斷方法。

1.時(shí)域故障分析診斷技術(shù)

時(shí)域故障分析診斷技術(shù)，主要是在機(jī)械特定的部位安裝傳感器來(lái)采集和記錄信息，得到振幅、相位、頻率等信息，得到機(jī)械的時(shí)域信息。時(shí)域信息對(duì)于故障判斷有很直觀的便利，但是時(shí)域信息還是需要進(jìn)一步的處理技術(shù)才能得到故障的具體信息。

2.頻域信號(hào)分析信號(hào)技術(shù)

頻域信號(hào)其實(shí)就是將時(shí)域信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換轉(zhuǎn)換而來(lái)，得出故障特征的分析方法。比如，齒輪發(fā)生斷裂，表面的振動(dòng)信號(hào)就會(huì)發(fā)生變化，檢測(cè)這些頻率可以預(yù)測(cè)故障發(fā)生和發(fā)展。頻域故障處理技術(shù)還有很多包括頻譜分析和倒頻譜分析等。

3.頻域信號(hào)分析故障診斷技術(shù)

機(jī)械發(fā)生故障后，運(yùn)行的信號(hào)會(huì)發(fā)生顯著的變化，特別是剝落和松動(dòng)時(shí)尤其明顯的。必須得到這些信號(hào)的相關(guān)函數(shù)和功率譜、統(tǒng)計(jì)量的時(shí)變函數(shù)才能判斷故障。一般來(lái)說(shuō)，采用信號(hào)的聯(lián)合函數(shù)來(lái)表達(dá)分析這些信號(hào)。

三、農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)未來(lái)發(fā)展的展望

1.通用機(jī)械領(lǐng)域的故障診斷方法沿用到農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，這樣可以根據(jù)振動(dòng)信號(hào)來(lái)分析和診斷機(jī)械故障。另外，許多的現(xiàn)在信息技術(shù)如計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)等均基于基礎(chǔ)振動(dòng)特征提取故障技術(shù)，所以，這些高科技技術(shù)都能一一應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，未來(lái)農(nóng)業(yè)機(jī)械的技術(shù)會(huì)更加趨向成熟、穩(wěn)定，對(duì)于故障診斷和處理也會(huì)更精準(zhǔn)、快速。

2.現(xiàn)代智能化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用

未來(lái)農(nóng)業(yè)機(jī)械會(huì)應(yīng)用智能的故障診斷系統(tǒng)，針對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯和遺傳算法，在未來(lái)會(huì)有更多新的理論引入機(jī)械故障診斷中，使得智能診斷系統(tǒng)不斷完善形成綜合性更好的診斷技術(shù)。

3.多種診斷方法的相互輔助

多種診斷方法在實(shí)際應(yīng)用中不斷融合，多種診斷技術(shù)會(huì)從多個(gè)方面來(lái)進(jìn)行診斷，技術(shù)人員收到的不再是單一的信號(hào)，而是多重振動(dòng)信號(hào)，能更精確地定位故障部位和得出診斷方法。這種手段相互融合的診斷方法在將來(lái)會(huì)使農(nóng)業(yè)機(jī)械的故障診斷更為簡(jiǎn)單。

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編輯 張珍珍