虚拟现实技术在农业机械现代设计中的应用

虚拟现实技术在农业机械现代设计中的应用

Summary：虚拟现实技术（Virtual-Reality，简称VR）是20世纪90年代发展起来的一种以计算机技术为核心的新技术，通过对计算机图形技术、多媒体技术、传感技术、实时技术、人工智能、仿真技术等的结合，使参与者置身于集视觉、听觉、触觉、味觉等于一体的三维虚拟环境中，借助特殊的输入输出设备，用自然的方式与虚拟世界中的物体进行交互，产生沉浸感。本文对虚拟现实技术在农业机械现代设计中的应用进行分析，以供参考。Keys：虚拟现实技术；农业机械；现代设计；应用引言目前的农业机械在信息化方面仍与农业生产的实际实践联系不够紧密，同时广大使用机械的农民，并不具有较高的机械维护意识、安全操作意识，对智能化机械的学习、使用较困难，使用过程中对机械的消耗也很大。结合人工智能，可以降低农民在信息化过程中一定的学习成本，同时运行更合理的作业程序。1现状介绍现代农业机械的设计和使用是一个技术发展的领域。这些机械在农业领域中发挥着至关重要的作用，它们是提高工作效率和增加生产量的主要途径之＿。同时也解决了劳动力不足的问题，降低了劳动力的成本。我国农业机械设备相对落后，同时技术含Ｍ较低，机械缺少对复杂多样的地形条件和环境条件的适应性。而很多发达国家的农业机械已经在向智能化、更高效化的方向发展。近年来，对机械功能性服务的数量和质量需求显著增加。为完全满足使用者的需求，所要求的服务非常强调对使用者进行个性化定制。只有在现代技术的支持下，才能够提供满足质量要求的服务。技术的实施不仅代表了直接的技术层面的提高，而且代表了对实现技术的软件和硬件都进行了相对大量的更新。这些也与制造公司的结构变化、员工素质培养等等相关。农业机械或早或晚都会面临实施利用现代技术的问题。对现代技术的合理使用，是提高所提供的服务质量并降低生产成本的惟一途径。农业机械控制的设计不仅被现代结构单元设计的方向所引领，同时也被机械的经济利用方向、新的工作技术和全面提倡环保的方向所影响。它同时也可能包括了农业机械工作控制的现代技术，尤其是通过全站仪运行的激光技术，和带有全球定位系统的移动地图的运用等，利用全球定位系统进行感知的技术也是环境感知技术的－种。目前很多用户仍然在使用陈旧的机器，所以在激光设备使用之前，必须进行稳定性分析。农用推土机是由拖拉机来进行驱动的机械，既需要运用农业中最常用的拖拉机，也对该机械清理土地的功能性提出了一定的性能要求。下面以激光感知技术在农用推土机的使用情况为例，介绍并提出了解决稳定性问题的方法。2虚拟现实技术在农业机械现代设计中的应用2.1虚拟现实技术在农业机械设计内涵中的应用虚拟现实技术在农业机械设计中的应用是计算机技术与设计的有机结合，它与数字化仿真技术、数字化制造技术共同构成的现代化研发平台重新定义了农业机械的设计内涵，为全面提升农机设计效率提供了充足的方案空间。传统的农业机械设计进度缓慢，数据管理等方面的返工和修改造成了不同程度的数据缺失，而数据缺失下设计要素的特性及约束条件的差异性往往会造成设计重心的不具体。虚拟现实技术为农业机械设计提供了一种基于计算机软件的设计实现方式，其对现实场景的还原有效保障了农机产品数字模型的构建，同时设计要素间有效协调性的提高也进一步推动了农业机械设计方案的整体优化。由此可见，虚拟现实技术在农业机械设计实施中有着较为明显的优势性。2.2虚拟现实技术在农业机械产品创新中的应用设计理念和设计技术的不断创新、优化和完善是确保农业机械保有更高的应用价值的重要前提。在工业数字化、智能化的发展环境下，复合式、高性能和智能化成为现代农业装备创新的亮点和趋势。虚拟现实技术能够融合产品设计和制作，做到了在不断创新应用场景的过程中发现问题，带动了设计者、研发人员的信息沟通，一方面确保农机能够结合市场需求加以调整，另一方面能够持续提升农机生产工程的质量及效率。总体来看，虚拟现实技术在农业机械设计中的进一步推广和应用有助于提高农机设计的合理性，也使得农机设计的持续创新成为可能。2.3三维模型化设计对于复杂的中大型农机装备，其结构复杂，零部件众多，常规的二维图纸设计开发，常出现生产制造后错误多，安装、使用过程零部件间配合不合理等问题，且很多平面图纸设计完成后很难实现机具效果的直观展示，需等到样机制造完成后方能进行整机的检查与错误调整，常造成生产制造中的材料浪费和成本提高。计算机三维设计软件的应用有效解决了农机产品设计过程直观性不强的问题。利用现阶段应用广泛的三维机械设计软件，如SolidWorks、PＲO/E等，能够实现单独零件建模后的预装配，并在装配过程中解决设计中存在的配合不当、结构不合理、零部件运转干涉等问题，空间展示更加直观合理，便于设计成果的汇报、讨论与优化。同时，三维图形能够快速生成平面图纸，并实现三维图形与图纸的直接关联，零部件修改和技术升级时只需修改三维图结构即可实现平面图纸的联动修改，工作效率得到大幅提升。三维建模软件在农业机械设计中的应用，有效加速了产品的开发过程，有利于先进技术产品快速投入市场。3虚拟现实的未来研究趋势分析3.1虚拟现实的实际运用虚拟现实技术的发展程度、发展速度、应用领域是衡量其实际运用与发展的重要指标。而实际运用则体现在系统设计、实验教学、人机交互、虚拟仿真、沉浸感、全景视频、三维建模、三维重建、遗传算法、建筑信息模型等方面。从这些Keys中可看出虚拟现实技术的研究覆盖社会的各个领域，其研究前景与发展空间空前巨大，但其所面临的困难与阻碍也不容小觑。系统设计视角下虚拟现实的研究包括规划设计、训练演示、娱乐、展示等方面，其中训练类系统目前主要应用于军事、医疗、采矿、航空航天、船舶制造领域，也是当下和未来的研究热点。规划设计类系统目前多用于城市规划设计、设施新建、设备演示验证等方面，成本低、周期短等突出优点使其在业界的应用日趋兴盛。人们越来越追求生活品质，而娱乐可以反映生活品质提高的程度。虚拟现实技术的沉浸感等特点则能满足用户独特的娱乐需求。而各种运用虚拟现实技术制作的游戏、电影更是短时间内席卷全球大部分地方，虽未完全普及，但这正是未来的发展趋势。3.2虚拟现实技术中对学习者情感关注的研究目前，虚拟现实技术在国内教育中的研究呈现出稳步增加的状态。教育教学中引入虚拟现实技术一定程度上可能会加重情感现象的复杂性。研究内容倾向虚拟现实技术在教育教学中的运用对学生的沉浸感、情感变化、注意力、交互情况、学习效果/结果、情感等的影响。利用多媒体、超文本技术等创设的虚拟教学环境，如语言环境、教育游戏、虚拟内疚等均可以激发和影响学生情感。结束语综上所述，在自动化与智能化的新时代，农机企业应当做到与时俱进，积极转变传统的产品开发、设计、制造理念，将虚拟技术应用到设计、制造及农产品的功能升级上，利用现代化的虚拟技术全面提升农机企业的产品竞争力，实现国产农机技术智能化升级。Reference[1]王延申,冯振华.浅谈数字化设计技术在农业机械设计中的应用[J].南方农机,2021,52(23):60-62.[2]刘丽.农