摘要：随着智能技术的蓬勃发展与深度融合，小麦收割机领域正经历着一场深刻的变革。这些前沿技术的应用不仅显著提高了小麦收割机的作业效率与精度，实现了对作物成熟度的精准识别与收割时机的最优化选择，还极大地降低了农民的体力劳动强度，为改善农业生产条件、提高农业生产效率提供了强有力的技术支撑。本文全面而深入地剖析了当前小麦收割机智能技术的使用现状，涵盖了智能导航、自主作业、故障诊断与预警、远程监控与数据分析等关键领域，旨在展现智能技术如何重塑小麦收获作业流程，并为推动我国农业向更高水平的机械化和集约化迈进奠定了坚实的技术基础。本文也期望为相关领域的科研人员、工程师及政策制定者提供有价值的洞见与参考，共同促进智能农业技术的持续创新与应用拓展。

　　关键词：小麦收割机；智能化技术；导航系统；传感器

　　在小麦收割机械中，智能技术的渗透和融合集中在三个核心方面。首先，是创新的定位与导航技术，利用GPS、北斗等全球卫星导航系统，使收割机根据预先设定的工作路线，准确地确定自己的位置，并进行自主导航。这种改变既保证了收获精度，又能有效避免重复收获和漏收获，大幅提高工作效率。其次，传感器技术得到了广泛的运用，如今的小麦收割机上安装了倾角传感器、红外传感器和图像传感器，它们就像收割机的“感官”一样，可以对周边环境和小麦的长势进行实时监测与分析。在此基础上，实现对不同田间环境和小麦生长状态的精确自适应。最后，结合智能控制技术，使整个收割机的智能化程度进一步提高。高科技的智能操控系统，就像是收割机的“大脑”，可以自动判定和准确地控制各作业部分的工作状况，包括割刀、割台和传送带等。在此基础上，利用智能算法，对收获过程中的动态变化进行动态调整，可以提高收获效率和工作质量。本文从以上几个方面对智能技术在小麦收割机械中的运用进行深入分析，以期为国家智能农业发展贡献自己的智慧和力量。

　　1小麦收割机中智能化技术的应用现状及展望

       1.1智能化技术概述

　　智能化技术是一门新兴的学科，它是对人工智能理论进行深度探索和革新的一门学科。智能化技术的核心是对人脑的本质进行分析，建立人脑的数学模型，研究人脑的可操作性，从而使人脑在工业生产和日常生活中得到有效应用[1]。智能技术通过模仿人脑的思考过程，实现对大量数据的快速处理，保证了高精度的计算。在农业中，该技术的引进极大地推进了生产过程的流畅和效率的提高，实现了工作内容和过程的优化，从而实现了农业生产效率和产品品质的双提高，为农业产业结构升级提供了强有力的支持。

　　1.2现状及展望

　　目前，我国小麦收割机的智能化技术已经初步显现，但处在探索的初级阶段，在实践中遇到了一些明显的问题。当前存在的主要问题是，一些产品一味地将智能因素引入，而忽略了对其内在机理的深入了解和融合，导致工作效率和性能不能得到提高，甚至起到反效果。例如，在生产实践中，由于技术不够成熟，因此摘麦质量不达标、剥皮不彻底等问题，直接降低了收获效率，严重影响了小麦的后续加工。另外，监测与预警能力较弱，无法及时发现产品质量问题，且缺少有效的风险预警机制。

　　另外，高科技开发费用高，对智能装备的维修和运营提出了更高的要求。这就给操作人员带来了很大的困难。如何在不同区域和农田环境下，实现自适应与稳定运行，也是当前智能技术亟须解决的问题。

　　智能技术在收割机领域中的应用仍然受到人们的普遍关注。北斗导航、远程监控、无人驾驶和精确操作等领域的前沿技术已经成为当前的发展趋势[2]。截至2022年年底，北斗卫星导航技术在农业机械领域的应用已经达到60万多台，显示出其智能制造取得了令人瞩目的进步。随着科技水平的提升和农户对智能农机的认识水平的提升，智能化的小麦收割机将会得到越来越多的使用，给农业生产带来一场革命[3]。

　　2智能化技术在小麦收割机中的具体应用探析

       2.1设计智能监控系统

　　在小麦收获过程中，采用自动化监测系统，可提高收获过程的效率和安全性，降低人工成本。首先，通过传感器的精确操作，可以对小麦的产量进行实时跟踪和准确测定，从而为农户提供准确的产量和长势信息。其次，利用智能监测网络，实现对发动机温度、油压监测、割台转速、叶片磨损情况等多个环节的全方位监测，实现故障预警，使收割机及时停止工作，避免事故发生。最后，可以对收获时间、行驶里程、油耗等多个环节进行详细的采集，为农业负荷分析和效益评价提供可靠的数据支撑，帮助农户进行最优的耕地管理和决策[4]。

　　例如，我国北方地区的农业机械设备正在加快向智能转变的步伐，小麦的生产已经达到了较高的机械化程度，并且在一定程度上实现了自动化。机械化收割机械具有智能化程度高、工作方式灵活、行驶轨迹精确等特点，使其工作效率得到了显著提高，也使农业生产成本得到了有效降低。该收获装置搭载的智能测产系统，可准确获得田块尺度上的作物长势和水分信息，为作物施肥和播种决策提供重要参考，预期可节省10%左右的生产成本和效益[5]。总之，上述智能技术的广泛运用，不但促进了工业的迅速发展，而且大幅提高了生产效率和经济效益。

　　2.2割台智能调控技术

　　割台的智能调节是提高收割机工作效率的一个重要方面。割台是小麦收割机械的核心部分，它由螺旋搅动器、拔禾轮、切割器和液压缸组成。目前，国产小麦收割机的智能程度有待提高，尤其在田间不平的复杂工作环境下，仍然需要依靠手工调节割茬高度、拨禾轮转速和位置，以及地面和螺旋刀片之间的间隙。

　　为了实现对割台的智能化控制，一种方法就是将拨禾轮和割台的高度调整集成在一起，使得驾驶员能够根据环境条件进行灵活调整，从而提高工作效率和适应性[6]。本文提出了一种基于仿形切割平台的新方法，实现了对割茬高度和喂入量的自动调节，同时利用显示器对其进行实时监测。一旦监测到堵塞情况，该方法就可以迅速响应，有效缓解机械运行稳定性不足、调节流程烦琐及精度受限等问题，从而全面提升小麦收割机的作业性能与智能化水平。

　　2.3喂入量智能检测技术

　　在小麦收割机械作业过程中，通过对其进行精确控制，可以保证其各个关键构件处于最优工作状态，这是实现其精细化运作的关键。我国工业企业已经在该领域进行了多年的研究，尤其在喂入量的智能化测试系统的建设上，已经有了很好的技术积累和实践经验。为了进一步提高检测的准确性和快速性，要对切割轴的转矩参数进行深度融合，全面优化和升级已有的智能测试系统。

　　本文在前期研究工作的基础上，采用高精度的数据采集和分析方法，研究了螺旋输送机的喂入量和功率的变化规律，并结合实际运行工况，建立一种新型的螺旋输送机能耗预测模型，并建立了具有较强数据处理和预测功能的模型，该模型可对小麦收获过程中喂入量的变化进行实时准确预测，并对其进行实时监测和智能调控。

　　该方法的应用，具有明显的优越性和效益。首先，该方法可以有效地减少由于喂入量不合理造成的失效率，提高设备运行的可靠性和稳定性。其次，通过对喂入量的优化，大幅提高收获作业的效率，促进小麦高效、有序地收获。最后，通过本文的研究，实现小麦收割机械在最优工作条件下的连续、稳定工作，为我国农业生产的现代化、智能化发展作出贡献。

　　2.4脱离、分离与清选系统智能调控技术

　　2.4.1脱离、分离系统

　　为了获得最优的收获效果，工作人员经常需要人工调节脱粒滚筒的速度和凹板的间隙，这是一个非常复杂和富有挑战的工作。智能化技术的运用为该问题的解决提供了可能，其关键是对脱粒和分选设备进行智能化改造。目前，我国对这一领域的智能研究还处于摸索阶段，而美国约翰迪尔公司研制的S型小麦收割机，其ICA2型智能控制系统已经取得了明显的效果。该系统可根据投料量的变化，对导叶、脱粒滚筒速度和凹板间隙进行智能化调整，保证脱粒过程的高效率和高精度。在借鉴国外成熟工艺的基础上，我国对该系统进行了优化和创新，以实现对凹面间隙及其他参数的精确控制。在此基础上，结合数据库和3D造型软件，建立能够全面监测和实时调整的智能体系，进而解决交通拥堵、运行不稳等问题。同时，将神经网络技术引入到智能调控中，使系统具有了新的生命力，可依据喂入量的实时变化，对工作速率和摘脱辊转速进行灵活调整，进一步提高了工作效率和稳定性。

　　2.4.2清选系统

　　将智能技术引入小麦收割机清选系统，可以为提高工作效率和提高小麦质量开辟一条新的途径。清选系统的主要目的就是得到纯度较高的小麦，同时尽量减少损失。为了达到这个目的，建立智能模型是一个非常重要的步骤。在计算机网络的有力支持下，该系统的智能化程度得到了进一步的提高，为清选生产提供了更加准确和有效的指导。

　　采用模糊控制算法是实现智能控制的重要手段。该算法可以模拟人的模糊思想，有效地解决复杂的控制问题。具体到清选系统中，模糊控制算法可以对小麦的流量、湿度和含杂量等参数进行实时的分析，从而实现对风力旋转速度、清选筛开口度等执行器的精密调整。这一动态调节机理保证了整个清选系统在各种工作条件下均能处于最佳工作状态，从而有效地提高了小麦的洁净度和工作效率。

　　该系统还具有自学习和优化功能。在此基础上，通过对生产过程中的大量数据进行统计和分析，确定最优控制方案，从而实现智能模型的不断优化。这样的闭环反馈机制保证了智能清选系统在新的工作环境下持续地进行适应性调整，保证了其长时间的高效率、高稳定性。

　　2.5规划收割机行走路线

　　智能技术是小麦收割机械行走的关键，它包括两个方面的内容，即导航和图像识别。该系统采用GPS和其他传感器技术相结合的方法，对收割机进行准确的定位，划定麦田的界限，并绘制详细的路线地图。该系统能够指导收割机械按照预先设定的轨道前进，并且根据地面的情况，动态地调整作业路线，保证收获工作的高效率。同时，将传感器和激光扫描相结合，对地形和地块特征进行深度分析，精确辨识障碍物和地形变化，进而制定最佳步行路线，确保收获安全。

　　而影像辨识则赋予小麦收获新的智能化内涵。通过对实时采集的影像、视频等数据进行分析，可以准确获取小麦株高、低等信息，从而对小麦种植密度和收获性能进行评价，并对收获路径和收获速度进行智能调节，达到高效、优质的目的。通过这些智能技术的运用，既提高了小麦收获的自动化程度，又保证了整个工作过程的安全性、有效性和精确性，使小麦收获工作向智能化、科技化方向发展。

　　2.6利用智能化技术优化小麦收割机的性能

　　随着智能技术的深入应用，小麦收割机械性能的优化研究取得了突破性进展。高精度的传感器技术，使麦子收割机可以精细地检测出麦子的高度和准确的定位。通过该功能，可对不同品种的小麦进行合理的切割，保证田间土地的完整性，防止漏割，达到精确、高效收获的目的。

　　该智能控制系统具有较强的实时性，能够依据田间工作环境，对叶片速度进行智能调整，极大地提高了工作效率。在此基础上，本文提出了一种基于能量平衡的小麦收获动态调控方法。在运行路线和运行方式的优化上，智能系统也表现出了超乎寻常的智慧。通过精确规划收获器的行程轨迹，可以有效地缩短无效行程，减少油耗和运行费用。同时，通过引入智能分析算法，可以实现对不同地块、不同生育期小麦收获方式的柔性调节，保证收获的全面性和有效性。该智能系统还具有对设备进行监控和预测的功能。通过对设备振动、温度等关键参量的实时监控和分析，可以实现对设备的安全隐患和维修要求的实时检测，为实现小麦收割机械的持续、高效运行奠定坚实的基础。在此基础上，本文提出了一套提前预知的维修方法，以达到延长设备寿命的目的。

　　3结语

　　总之，在小麦收割机的应用中，其应用前景是十分光明的。在定位、导航、精密传感器和智能控制的帮助下，小麦收割机已经能够进行自动路径规划、实时监测工作状态，并对关键参数进行智能调整，从而使收获的效率和工作品质得到了极大的提高。但其在深度应用中还存在着许多问题，如技术成熟度有待提高、适用性和稳定性有待进一步检验等。为了迎接新的挑战，需要继续加强研究和开发，对智能技术的性能和可靠性进行持续优化。与此同时，要加大对农户的技术培训和推广力度，加快智能小麦收割机在农业上的推广和使用，促进农业的智能化发展。

　　参考文献：

　　[1]许文超,张亚运.基于轨道运输的农业智能化生产系统设计[C].//长三角“物联网与现代农业”研究生学术论坛论文集.2015:26-27.

　　[2]黄明,梁明翰.配套式稻麦联合收割机的研制[C].//水稻机械学术会议论文集.北京:中国农业机械学会,1994:8.

　　[3]陈荣.联合收割机生命周期分析[C].//第十四届长三角科技论坛农业机械化分论坛论文集.2017:256-258.

　　[4]李汝莘,袁燕利.小麦、小麦套种机械化及保护性耕作工艺[C].//面向二十一世纪的机械化旱作节水农业.北京:中国农业机械学会,2000:310-313.

　　[5]周颖,尹昌斌,甘寿文,等.小麦秸秆机械化还田低留茬的农机油耗补贴政策实证研究——以河北省徐水县小麦收割机跟踪调查为例[J].中国农机化,2012(06):21-25.

　　[6]孙昀璟,姜鹏飞,许凯,等.大型小麦联合收割机减损作业要领及作业质量检测技术[J].农业知识,2024(04):45-48.