农业机械故障诊断技术现状分析及展望

王成博 林矇 朱正卿

摘要：在21世纪，农业已经不再是传统农耕技术，，而是现代化的农耕技术，由人工种植迈入了机械化产业化的新篇章。现代农业机械需要与时俱进的农业机械故障诊断技术。在农业技术的不断发展中，农业机械化已经逐渐向高速度、大功率、高效率等方面发展。但是农业机械的发展越是精密，故障诊断和维修越复杂和耗时。尤其是这种季节性很强的机械，通常需要在几百亩的稻田中工作。如果机械发生故障，在没有专业人员及时维修的情况下会造成很大的损失。所以，农业机械的故障诊断和维修技术的提高迫在眉睫。这里我们介绍了两种故障诊断技术以及对农业发展的现状和展望，供读者参考。

关键词：农业机械故障； 诊断技术； 农业现状及展望

一、农业故障诊断技术研究现状

农业机械故障的诊断在现代化的机械诊断中一般采用的是计算机的信号处理技术，由于大型农业机械过于复杂，机械故障诊断技术已经逐渐成为一门科学。农业机械故障的诊断现状可以从以下三个方面得到一个全面的认识和理解。

1. 通用机械故障诊断研究现状

通用技术故障的诊断和研究最早在美国开展，随美国之后，日本、欧洲等国家也先后重视起机械故障的诊断技术，主要研究方向在摩擦碰撞、松动等故障方面。在20世纪80年代国内的相关大学也开设了本类学科的学习，其中清华大学研究组队小波变换故障诊断技术领域的研究已经取得了重要的进展。

2.农业技术的诊断和现状

农业机械诊断方面在国内也有大量的专业人士进行研究，其中李杰等人对机械速度慢、效率低等问题进行了深入研究，提出了一個基于正向推理故障诊断和安全评价系统，这个系统有着很好的稳定性。陈芳通过研究对农业机械故障的诊断和臆测，模拟希尔伯特普分析得出的振动信号视频分布情况，研究出一种可以得出故障发生时信号变化的信息。这些都对中国农业技术故障诊断分析做出了巨大的贡献。

3.状态检测技术现状

在设备关键区域安装故障自诊断系统，该系统可以检测设备是否发生故障，通过传感器显示的数值来确定机械故障的错误代码，也可以根据检测部位来确定故障产生的位置。这个系统最早应用在汽车尾气的检测中，后来发展到汽车刹车系统、车门、气囊等部件的检测中。现今被用在了农业机械中，使其精确度大幅度提高。

二、机械故障诊断技术研究方法

机械故障的诊断方法很多。故障识别方面一般有模式识别以及神经网络等技术系统，对于故障预警方面也有独有的检测方法。下面介绍一下与农业机械故障有关的故障诊断方法。

1.时域故障分析诊断技术

时域故障分析诊断技术，主要在农业机械中特定的部位安装传感器来采集并记录信息，得到振幅、相位、频率，以及机械的时域等信息。这对于对机械故障的判断有非常直观的便利性。但是时域信息通常还需要进一步的处理才可以得到故障的具体信息。

2. 频域信号分析技术

频域信号是将时域信号进行快速傅里叶变换转化而来，得到故障特征的分析方法。如当齿轮发生断裂时，表面的振动信号就会发生相应的变化，通过检测这些变化的频率我们就能够预测故障的产生和发展。频域故障处理技术还包括频谱分析和倒频谱分析等。

3. 频域信号分析故障诊断技术

当机械发生故障后，运行信号会发生显著的变化，尤其对于松动和剥落时非常明显。我们必须得到这些信号的相关函数和功率谱、统计量的时变函数才能判断故障。通常采用信号的联合函数来进行表达和分析。

三、对农业机械技术未来发展的展望

1. 通过将通用机械领域的故障诊断方法沿用到农业机械领域，这样可以根据振动信号来分析和诊断农业机械的故障。此外，许多现在的信息技术，例如信号处理技术、控制技术、计算机技术等都是基于基础震动特征提取故障技术。因此，这些高科技技术都可以应用到农业机械领域之中。在未来，农业机械的技术很更加的成熟、稳定和先进，对于故障的诊断和处理也能够达到更加的快速和精准。

2.现代智能化技术将在农业机械中得到应用。未来农业机械会应用更加智能的故障诊断系统，会出现针对农业机械的专家系统、神经网络、模糊逻辑和遗传算法。未来会有更多新的理论引入到农业机械故障的诊断之中，使得智能诊断系统更加的完善，故障诊断技术的综合性能也会得到更好的提升。

3.通过多种方法的相互辅助，令机械诊断技术在实际应用中不断融洽。多种诊断技术可以从各个方面进行诊断。农业技术人员收到的不会是单一的信号，而是多重振动信号。这种信号可以更加精确的定位出故障所在位置，迅速地得出诊断方法。这种手段相互融合的诊断方法在未来将会是农业机械的故障诊断变得更加简单。

四、结语

随着我国农业的快速发展，科学技术不断进步，农业机械化的使用水平也在逐步提高，这使得农业机械的故障诊断面临更加严峻的挑战。现代农业机械化对农业机械使用过程中的故障预警及故障诊断提出了更高的要求，所以，现代农业机械需要与时俱进的是农业机械的故障诊断技术，也需要结合现有研究基础和现代农业发展需求.。

参考文献：

[1]农业机械故障诊断技术的现状及发展趋势[J]. 帕提古丽·吐尔逊.？？南方农机. 2016（03）

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[4]机械故障诊断理论及应用[M]. 高等教育出版社 ， 何正嘉， 2010