摘要：中国已逐步迈入农业现代化的初期阶段，传统的农耕方式正被逐步淘汰，而自动化技术正在农业生产收割中日益普及。工业机器人展现出强大的整合性和实效性，这得益于其跨足多个领域的科学与技能。在这个现代农业发展的进程中，其发挥的作用是无法被取代和忽视的。为适应未来的智能化农业需求，需继续加强对此领域的研究及实践投入，以配合农产品的新变化来推动农业机器人的持续升级和创新，全方位地增强工业机器人的自动化能力，从而优化农业生产收割的效益、品质和精准度。本文对工业机器人及其在农业生产收割中的应用进行系统性概述，立足我国实际情况，以工业机器人的自动化收割为基础，对工业机器人在自动化收割领域的发展趋势进行展望。

　　关键词：农业生产；工业机器人；自动化

　　1工业机器人及其在农业生产收割中的应用概述

　　1.1工业机器人概述

　　近年来，我国积极推动机器人行业的进步，并于2023年初发布了《“机器人+”应用行动实施方案》的文件，强调通过产品的创新与实际应用场景的扩展来深入推进机器人技术的广泛运用。就其应用范围而言，越来越多的行业开始使用机器人替代人力工作。从机器人产业上看，工业机器人技术日趋成熟。对于制造业机器人的产业链而言，其源头是提供各种关键元件的供应商，如传动装置、驱动设备与操控模块等，其次则是负责生产主体的企业，最后则是在终端环节承担整合任务的一系列公司群体[1]。这些企业的行业布局持续改善并逐渐丰富了他们的产出种类，同时他们也在国内市场的份额占比方面取得了稳步增长的成绩。就未来的趋势来看，工业机器人行业的进步将会朝扩大使用范围及其深化的目标前进，而这主要依赖于对动作调控技术的改进来提高产品的效能表现，同时也通过引入人工智能相关的科技手段实现技术升级的目标。因此可以预期的是：将来的工业机器人在发展的过程中会更加注重模仿生物的行为模式从而达到更高的灵活性和精准度的要求，并且还会进一步推动标准规范的发展以便形成统一的标准体系框架并在各个领域内发挥更大的作用[2]。

　　1.2工业机器人在农业生产收割中的应用

　　目前，在先进科学技术的支持下，农业自动化收割技术和设备已被广泛运用于现代农业发展过程中，而工业机器人就是其中的代表，通过推进农业机器人在农业生产收割中的应用，能够实现收割质量和收割效率的大幅提升。工业机器人在执行农业收割任务的过程中，能够通过多模块的系统组合对收割区域进行整体勘测，同时将实时数据传递给中央处理模块，在对数据进行精准分析的基础上来对收割方案进行全面优化，从而确保农作物在收割过程中按照规划路线被完全收割，避免遗漏部分区域，提高收割质量和效率[3]。

　　2工业机器人在农业自动化收割中的挑战与解决方案

　　2.1传感器和控制系统的成本问题

　　传感器是工业机器人中不可或缺的组成部分，用于实时监测和采集农田的各种参数，然而，目前市场上的传感器价格较高，限制了其在工业机器人控制中的广泛应用。由于其高昂的研究与制造费用，使得传感器的售价偏高，且市场对它的需求量并不大。然而，对于自动化工业机器人的关键部件——控制系统的构建来说，当前的价格水平仍然很高，这主要是由硬件设备及软件开发所带来的负担造成的[4]。其中，硬件设备的花费涵盖了诸如控制单元、执行元件、通信组件等；至于软件开发的部分，它涉及系统的设计、编写程序和检测等工作，如果要缓解传感器和控制系统的高价压力，最有效的办法就是提升生产效能。市场需求不断增加，生产商可以通过批量生产来降低成本，从而降低产品的价格。配合新技术的研发，推动传感器和控制系统的技术创新，寻求成本更低的解决方案。原材料厂商可以研发新型的传感器材料和制造工艺来降低生产成本，这样便能够大幅降低设备的成本；也可以开发更简单和更高效的控制系统算法，减少软件开发成本。有关部门可以出台相关政策，鼓励和支持传感器和控制系统的研发和应用，为生产企业提供资金支持、减税优惠等，降低企业的研发成本和市场准入门槛。通过建立传感器和控制系统的合作平台，促进不同企业之间的合作与资源共享。借助协作创新与技术的分享，可以有效地减少研究费用并提升产品竞争优势。同时，需要加强市场的宣传活动，以扩大传感器及控制系统的影响力，进而增加其实际使用范围和市场需求。随着市场份额的持续增长，制造企业可通过大规模生产的方式实现成本下降，进一步压低商品售价，形成一种健康的商业模式[5]。

　　2.2数据传输和处理的问题

　　在农业生产自动化收割操作中，数据传输的速度和稳定性至关重要。通常情况下，机械在复杂的农田环境中工作，面临信号干扰和传输距离较远的挑战。因此，确保数据能够快速、稳定、可靠地传输是至关重要的。工业机器人产生的数据量庞大且多样化，如何有效地存储和管理这些数据也是一个挑战，传统的数据库管理系统可能无法满足工业机器人数据传输的实时性和高效性的要求。数据处理过程中也需要具备一定的智能性和实时性。在数据传输和处理的过程中会涉及大量的核心数据，如农机设备的运行状态、土壤参数等，也要保护这些数据不被非法获取和篡改。对于这些存在的问题，要采取一定的措施进行风险的规避，可以通过使用高速、低功耗的通信技术，如5G网络或物联网技术来提高数据传输的效率和稳定性，同时交叉使用分布式数据库系统或云存储技术，以实现对大规模数据的高效存储和管理。在管理系统中可以利用机器学习和人工智能算法，实时分析和挖掘工业机器人数据，提取有价值的信息和知识。为了确保数据的安全性，在传输和存储工业机器人数据时，可以采用加密技术和访问控制机制[6]。

　　2.3农民接受度和技术培训的问题

　　传统农业作业模式已深入人心，这使得农民可能会对新兴的电子自动化科技持有疑虑或者反感的态度。他们或许会担忧这种新科技的稳定性和维修费用，同时也质疑自己能否掌握这些新型的工作方法。这个问题的重要性在于它能有效地解决问题，如果农民愿意采用自动化的技术来管理他们的农业设备，那么就能充分发挥其优点。为了克服这个难题，可以举办培训课程和研讨会，用以解释电子自动化的科技如何能在农业设备的管理上产生优越的效果，同时分享一些成功的实例，以便提高他们对这项新科技的理解与认识。可以在农场设立试验区，通过现场演示的方式，让他们亲自体验到电子自动化的科技是如何提高农业设备管理的效率，从而提高他们对该项科技的认可度。

　　除了上述所说的问题之外，技术培训是另一个关键问题。农民需要掌握一些工业机器人知识和操作技巧，这样才能有效地运用和保养工业机器人设备。通过开展针对农民的工业机器人培训班和课程，教授他们相关的理论知识和实际操作技巧。可以在实验课程中派出专业的科技专家至农业场地，向农民实时传授知识与技巧，协助他们处理现实难题并且增强他们的技艺能力[7]。借助互联网的便捷优势，可以创建线上学习的平台或者网页，供给有关电力自动化的在线教育资料及教学视频，让农民能够轻松自在地学习和自我提升。同时，其他相关部门也可能推出激励措施，鼓励农民采纳电力自动化技术。比如，可以给予经济资助、技术援助、税务优待等，以降低农民使用新型技术的费用和风险。

　　3现代农业中工业机器人的主要发展趋势

　　3.1注重计算机视觉技术的应用

　　目前，中国农业正逐步摆脱传统的、低效的农业发展方式，转向追求现代化农业发展路径。为实现这一目标，必须加强对工业机器人的深入研究与分析，以持续改进其优点并克服其不足之处。预计，随着工业机器人相关技术的进步，合理地运用计算机视觉技术，能精准地确定农作物的位置及状况，解决传统农业中的信息收集模糊不清的问题以及农作物定位不够准的问题。因此，要充分发掘计算机视觉技术在现代农业发展过程中的潜力，可以借助现今最先进的人工智能和机器人技术来模拟人眼视网膜系统，有效且高效率地解析由人工智能技术采集到的相关数据，实时了解农田具体情况并对潜在的不正常现象做出正确判定和捕捉，从而有针对性地解决问题并优化管理策略。这种方法既减少了农业生产的劳动力需求，又提高了农业操作的自动化程度[8]。

　　3.2注重智能机械自动化的应用

　　现阶段，在我国农业发展过程中工业机器人技术的应用，目前在中国农村经济的发展中，主要利用自动化的机器装备去执行各种田间工作任务；然而这些机器人装置却不能够很好地应付一些突发的状况，如当它们正在为某一特定作物播种或除虫时可能遇到多种不同的植物类型，或是分散分布于各处的地块等复杂问题而无从下手解决。因此，必须加强智能化手段的研究并将其融入科技体系中以提高其适应性和灵活度，以便更好地服务现代化农民的需求。

　　3.3向多元化与协调化方向发展

　　预计中国农业未来的主导走向会是工业机器人化。这个领域涵盖了众多学科知识，包括智能科技与自动化科技，同时也包含了一些前沿的电脑科学。以推动中国的工业机器人进步为目标，必须全面利用这些领先的技术。然而，当前的制造业并未把工业机器人的研发、制作及营销各阶段有效地整合在一起，它们仍保持着各自独立的状态，这对工业机器人的创新发展造成了阻碍。所以，在推进工业机器人技术的发展中，应构建系统的整体一体机制，加强农机自动化产品的生产、制作和售卖等各环节之间的联系，以此为工业机器人的创意革新提供坚实的基础，并助力其实现协同式多样化发展[9]。

　　3.4向绿色化和环境友好型方向发展

　　近几年来，伴随着绿色环保观念被深度推广与实践，现代化农耕也必须遵循绿色农耕的发展思路。需要把绿色持续性的概念深植于工业机器人的研发阶段、制作流程以及营销策略中。在这个过程中，各地相关部门都需发挥出他们的监管职责，强化对工业机器人自动制程的监控强度，严密管控可能产生的环境垃圾，防止它们给自然环境带来负面影响。另外，要让绿色思维融入整个工业机器人的开发与制造过程中，坚决遵守并且执行国家的有关品质规定，保证排出的有害物质能满足国家设定的相应指标，从而提高工业机器人的绿色环保程度。

　　3.5人工智能化和互联互通化

　　随着人工智能、大数据和云计算等技术的不断进步，工业机器人将呈现更多人工智能和互联互通的特点。人工智能化是指工业机器人具备自主感知、决策和执行能力，土壤湿度、作物的生长情况等都是会随时发生变化的，所以在农作物生长期间，不能采取一成不变的种植方式。随着智能化的发展成为工业机器人在工业机器人控制领域的主要方向，能利用它来精确地调节各个时期植物所需的营养物质和水分需求，从而达到准确播种的目标。此外，借助图像识别技术，工业机器人可以检测到植物的健康状况及可能出现的病虫问题，然后根据这些信息实施适当的治疗手段。互联互通化是指工业机器人与农民之间的互联互通。通过互联网技术，工业机器人可以被远程监控和控制。此外，工业机器人还可以与其他设备和服务进行互联，形成一个完整的产业生态系统。

　　4结语

　　在中国当代农业生产的发展过程中，农业自动化的推进及使用起到了关键性作用。借助前沿科技的支持，工业机器人技术正持续更新并优化。如今，农业自动化已全面渗透到现代农业生产的各个环节，推动了一体化发展的进程。为提高农业自动化的进展程度，需要加强对农业自动化系统的研究，以促使其与各类领先科技相结合，助力中国农业朝智能化、多样性和协作性的方向前进。

　　参考文献：

　　[1]董帅.电气自动化在工业机器人中的应用现状及前景分析[J].现代化农业,2023(11):85-87.

　　[2]岳威.浅谈PLC自动化技术在工业机器人电气控制中的应用[J].南方农机,2020,51(23):91+95.

　　[3]刘希璐.工业机器人在工业机器人控制中的应用[J].南方农机,2023,54(08):79-81.

　　[4]裴春雨,吴程.论电气自动化在工业机器人领域中的应用[J].现代农机,2022(06):122-124.

　　[5]何继贤.PLC自动化技术在工业机器人电气控制中的应用[J].农机使用与维修,2021(06):29-30.

　　[6]郭斌,李娜.PLC自动化技术在工业机器人电气控制中的应用[J].南方农机,2023,54(22):141-143.

　　[7]卢昊天.机电一体化技术在工业机器人中的应用[J].南方农机,2023,54(10):56-58+73.

　　[8]郝鑫虎.探析PLC技术在工业机器人电气自动控制中的应用[J].当代农机,2022(05):37-38.

　　[9]雷玲芝.PLC技术在农业生产设备电气自动控制方面的应用研究[J].南方农机,2023,54(13):71-73.