河北農業(yè)大學機電工程學院 王澤坤 徐佳男 王新鑫

引言

2019 年7 月27 日由中國農科院組織的全自動化無人收割試驗在金昌市金川區(qū)試驗成功，使用的是國內首個主從導航收獲機系統(tǒng)。我國有大面積的農田，無人農機在中國有很好的發(fā)展前景，同時也存在許多待解決的問題。

1 無人農機工作原理

無人農機的工作要想實現(xiàn)完全的自動化，其中最重要的技術部分就是自動導航系統(tǒng)，無人農機主要的作業(yè)部分，比如收割、糧食秸稈剝離、輸送、收集存儲部分，和人為控制的農機大致相同，無人農機比有人農機增加的部分就是自動導航系統(tǒng)。其中包括了同導航系統(tǒng)進行信息交流的導航模塊，一般在無人農機最頂部會安裝信號傳送與接收導航部件。中國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)已經發(fā)展的比較完善，我國現(xiàn)在對無人農機的生產主要是結合北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)進行工作。另外比較先進的無人農機上還會在多個角度安裝攝像頭，同樣通過信息傳輸系統(tǒng)，將農機作業(yè)鏡頭實時傳輸?shù)娇刂破脚_，以便對作業(yè)環(huán)境更好的了解，從而進行避障和正常工作。

2 淺談無人農機發(fā)展前景

2.1 無人農機在中國的市場和技術前景

中國是農業(yè)大國，同樣是人口大國，人均耕地面積也能達到1.2 畝，中國必須利用有限的耕地面積來達到更高的產量，這也是對農機生產效率的一種考驗。如此多的耕地每年都需要大量的人力來主持生產，農用機械雖然已經在全國普及地比較完善，但是全自動化的無人農機還沒有在實際生產中進行普及，無人農機生產方式是中國未來農業(yè)發(fā)展所向，龐大的耕地數(shù)量必須要高端的農用機械來支持，實現(xiàn)高效率農業(yè)生產同樣也需要高效率的生產機械支持。

5G 技術突然闖入人們的生活，同樣也為科研界帶來了新的福音，要保證無人農機的工作效率，實時傳輸將會發(fā)揮極其重要的作用。耕田作業(yè)要實現(xiàn)及時避障和精準收割才能保證生產效率，并且實時監(jiān)控作業(yè)環(huán)境的變化，對人畜進行及時的避讓，盡最大可能避免無人模式對人畜造成的安全威脅。中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的完善，是無人農機自動控制的左膀右臂，無人農機所在的耕田工作環(huán)境面積大，環(huán)境相似度很高，因此要想保證高效率和高精度的作業(yè)成果，必須利用高精度的定位系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)和5G 技術為我國無人農機的發(fā)展帶來了強有力的技術支持。

2.2 無人農機可以應用的生產模式及優(yōu)勢

中國現(xiàn)代農業(yè)生產模式大多為自家管理，并且對大型農用機械進行租賃使用的模式。這種最原始的作業(yè)模式在未來的無人農機普及后同樣可以使用，只不過將會對大型農用機械擁有者有更高的技術要求。這種生產模式可以在將來完成無人農機的普及，并且大幅度提高生產效率。

無人農機的普及同樣可以延伸出新型的生產模式，可以通過成立私有或者公有的組織或公司，建立更加完善的無人農機使用系統(tǒng)，組織體或公司可以建立專業(yè)的無人農機控制平臺，并且購入多樣化的無人農機，例如無人收割機、無人播種機等，然后采用對農民進行按時租賃付費使用的方式。這種方式相對前者具備更加完善的管理體制，有很高的可操作性和經濟性，可以盡最大可能發(fā)揮無人農機普及后的使用效率問題，生產效率也將會在完善的管理體制下進一步提升。

3 無人農機生產普及將會面臨的問題

雖然無人農機在世界上少數(shù)地區(qū)開始投入使用，但是無人農機在中國普及仍然有很長的路要走。首先面臨著技術人員短缺的問題，無人農機的操作完全不同于傳統(tǒng)的農機耕作，操控大型的自動化農機需要很多的新型人才，并且需要建立更加完善的地面控制平臺，要想建立這種結合北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的高技術平臺需要社會多方力量共同努力配合，而且中國耕地面積數(shù)目龐大，需要建立的控制平臺也就相對較多，對無人農機的需求量大，需要基層付出大量的資金來積累無人農機數(shù)量，同時需要時間來培養(yǎng)出大批的相關工作人員。

另外無人農機在全國范圍內的普及需要結合新型的農作模式，通過基層農民、政府部門和相關技術部門長期嘗試摸索，由于中國的農耕模式不同于西方一些農場主性質的農耕模式，耕地擁有者分散且人數(shù)眾多，所以需要很長的時間來磨合解決此類問題。

4 結語

無人農機發(fā)展已經具備關鍵技術，但是更難解決的是中國現(xiàn)在生產模式向無人農機轉化需要時間和各方投入磨合的問題，實現(xiàn)無人農機化生產新模式需要大家共同努力！