摘要：虛擬樣機技術是農業機械設計中的發展亮點，逐漸被應用在現代農業機械產品的輔助設計制造中。本文對虛擬樣機技術進行了全面概述，采用理論結合實例的方法探究了虛擬樣機技術軟件ADAMS在農業機械設計中的應用策略，并對農業機械設計中虛擬樣機技術應用的發展趨勢進行了展望，以期為同類研究提供借鑒。

關鍵詞：虛擬樣機技術；ADAMS；農業機械設計

1虛擬樣機技術概述

虛擬樣機技術（virtualprototypingtechnology），簡稱VPT技術，是興起于21世紀的虛擬數字化設計仿真技術，它是CAX/DFX技術的延伸發展，融合了數字化建模、機械運動、虛擬仿真、網絡信息等多元化元素。與傳統的數字化設計技術相比，虛擬樣機技術的設計仿真功能更強，且支持對設計產品的系統化測評及協同分析能力。在具體的工程設計中，技術人員主要通過虛擬樣機軟件實現操作，而較常用的軟件有美國動力機械生產公司研發的ADAMS及德國航天局研發的SIMPACK等，本文在論述中將以ADAMS軟件為例分析虛擬樣機技術在農業機械設計中的應用策略。

2虛擬樣機技術在農業機械設計中的應用策略

2.1機械產品運動設計應用

現代農業生產中復雜機械設備的類型越來越多，在這類設備設計中，如何有效提升運動響應效率及精度一直是研發的重難點。傳統的機械產品設計模型及軟件僅能解決農業機械設備運動的視覺效果仿真問題，不能夠對產品的運動響應性進行有效分析，而應用虛擬樣機技術則能夠較好的解決這一問題。具體來說，可應用ADAMS軟件中的虛擬模型仿真分析功能，構建農業機械產品設計的運動響應模型，模擬待研發產品在實際農業生產中的運動軌跡及響應時間，以為后期的批量設計及生產提供依據。國內相關學者已經展開了一些研究，例如，李金風（2018）探究了應用ADAMS軟件建立農業深耕犁機的運動模型及仿真方法[1]，通過仿真設計得出了農業深耕犁機最優化運動響應時間，并在進一步的實踐應用中驗證了設計的有效性。

摘要:虛擬樣機技術是當前計算機技術發展的產物，對相關行業的設計產生了巨大的影響。文章先對虛擬樣機技術進行了簡單介紹，分析傳統機械設計中存在的問題和虛擬樣機技術的優勢，闡明了其在農業機械設計中的具體應用，最后對虛擬樣機技術的助推作用進行了總結。

關鍵詞:虛擬樣機技術;農業機械;助推作用

經濟的飛速發展帶動了科學技術的不斷進步，計算機領域的技術發展對各行各業都產生了深刻影響。各種計算機軟件的出現將人們從繁雜的辦公事務中脫離出來———可以利用各種各樣的辦公軟件處理日常事務。各種仿真軟件的開發，讓眾多行業的設計過程可以借助于仿真軟件，有效的提高設計工作的效率，同時也節約了相應的制造材料，有力助推了相關設計工作的發展。而在農業機械的設計方面，仿真軟件也發揮出很大的作用，在仿真軟件中利用仿真虛擬樣機技術和相應的數控制造等技術來實現農業機械設計的“網絡化”過程，有利于農業機械技術的現代化發展。

1虛擬樣機技術概述

虛擬樣機技術(virtualprototypingtechnology，VPT)，簡稱為VPT技術，是興起于21世紀的虛擬數字化設計仿真技術。其功能較為強大，融合了機械運動、數字化建模和網絡信息等諸多元素，因為其還擁有對設計出的產品的分析和系統化測評能力，在仿真設計中表現出更加強大的功能。在具體的機械設計過程中，設計人員主要是利用計算機中的虛擬樣機軟件來實現。一般而言，設計人員常用的設計軟件包括了ADAMS和SIM-PACK等，運用這些軟件來完成整個農業機械的設計過程。虛擬樣機可以代替現實的物理產品，對產品的設計、制造、服務和循環等多個部分進行展示，讓設計可以由網絡虛擬實現，同時能有效研發相關產品，有利于節約相關資源。

2傳統農業機械設計過程中存在的缺陷

針對傳統機械設計中存在的問題，虛擬樣機技術進行了解決。在傳統的機械設計技術中，設計的方法比較落后，并且采用圖紙進行設計的方式使得設計中的問題難以更改，再加上要求的圖紙的精確度較高，使得整個設計圖紙的繪制過程比較繁瑣［1］。在設計圖紙出來后照著圖紙進行相關產品的制作中，在發現其中存在的問題后，該實物產品也就報廢了，存在資源浪費，拉長機械樣機的設計生產周期，耗費資源較多等問題。此外，傳統設計方式的圖紙難以實現網絡上的快速傳輸，對實現異地規模化生產也形成了阻礙。而虛擬樣機技術的發展，為解決傳統的機械設計提供了一條良好的解決道路，對機械樣機的設計生產效率的提高起著巨大作用。

摘要：本文針對虛擬樣機技術對農業機械設計的助推作用，做了簡單的分析。虛擬樣機技術憑借自身計算能力強、高效修改數據以及設計圖紙等優勢，被廣泛應用，在農業機械設計領域應用發揮著積極的作用，助推農機設計制造現代化發展。

關鍵詞：虛擬樣機技術；農業機械設計；助推作用

隨著計算機技術發展，使得仿真軟件被廣泛的使用，涌現出基于計算機軟件的現代化農機設計方法、仿真實驗虛擬樣機技術、數控制造，推動著農業機械設計現代化發展。依托此技術，能夠實現產品全壽命周期的展示和分析以及測試。

1虛擬樣機技術概述

在農業機械設計的過程中，使用虛擬樣機，取代物理產品，模擬真實的物理模型，能夠實現對產品設計和制造等全壽命周期的展示以及分析，此類構造和使用虛擬樣機的技術為虛擬樣機技術。其應用優勢如下：1）能夠減少人工計算量，有效避免多次試制零部件和機具過程等，減少材料和人力資源的浪費。2）經過仿真后，能夠快速進行數據以及設計圖紙修改，縮短設計時間，能夠重復仿真實驗進行修改，直到試制達到標準［1］。3）能夠適應辦公需求，實現網絡化協同設計制作模式，快速傳輸以及交換數據、圖紙。不僅優化了農業機械設計制作模式，而且提高了設計生產效率。

2虛擬樣機技術在農業機械設計中的應用

2．1結合分析軟件＋ADAMS

【摘要】農業屬于我國基礎性產業之一，在農業發展中農業機械非常重要，農業機械的發展與進步讓我國農業走向了現代化與智能化。本文對農業機械設計與機械制造技術進行了研究，旨在進一步提升農業機械設備的性能，促進現代化農業發展。

【關鍵詞】農業機械；設計；制造技術

1.現代農業機械設計與機械制造的特點

1.1現代農業機械設計與制造的系統性

在現代機械設計中非常重視整體性，在以往的設計與制造中更加注重農業機械的性能與質量，從而忽略了設計與制造的系統性，沒有重視農業機械對環境和對人的影響。而現代機械設計與制造不僅注重機械的整體質量還十分注重機械的與環境和人的系統關系。

1.2現代農業機械設計與制造的多學科理論與技術的交融性

隨著科學技術不斷進步與發展，機械設計設計理念不斷更新，制造技術也在不斷發展。現代農業機械設計理論融合了多學科知識，機械制造技術也不再單一而是實現了技術融合。多學科理論與各種先進技術的融合在很大程度上提升農業機械設計與制造的科學性。

摘要：我國屬于農業大國，農業生產對我國社會經濟的發展具有十分重要的作用和意義。近年來，隨著我國農業生產技術的快速發展，農業機械發揮著越來越重要的作用，對于推動我國農業現代化和機械化具有十分重要的意義。農業機械設計與機械制造技術是提升農業機械性能的重要基礎和前提保障，因此，我們應注重加強農業機械設計的科學性，不斷完善機械制造技術，提升農業機械性能，使其更好的為農業生產服務，促進我國農業生產的發展。

關鍵詞：農業機械；機械制造技術；設計；研究

1農業機械設計與機械制造的特點

1.1二者的系統性

在傳統的農業機械設計過程中，人們往往更加注重農業機械設計的性能，更加強調農業機械的質量，而現代農業機械設計則更加注重整體性與系統性。傳統農業機械設計比較注重農業機械在農業生產過程中的作用，而在農業機械對人產生的影響以及農業機械對環境產生的影響等方面缺乏重視。但現代農業機械設計則會在注重保障農業機械質量的基礎上，更加關注農業機械與人以及環境的系統關系，既要保障農業機械的性能，也要保障農業機械的安全性與易操作性，保障操作人員的安全，同時還更加注重農業機械的能耗問題，降低農業機械的排放量，減少對環境造成的污染。因此，農業機械設計與機械制造具有系統性的特點。

1.2具有跨學科的技術交融性

隨著農業的發展，對農業機械也提出了更高的要求，需要農業機械具備更加全面的性能，這使得農業機械設計與機械生產更加復雜，所涉及到的技術種類更多，導致農業機械設計與機械生產具有跨學科的技術交融性。要想保障農業機械的性能，使其更好的為農業生產服務，需要結合多方面學科知識進行設計與制造，這并不是簡單的技術融合，而是更加復雜的多學科結合，這樣才能提升農業機械設計與機械制造的科學性。

摘要：優化技術在農村地區普及應用的成本太高，其在農業機械設計發展方面的阻力巨大。不過農業科研人員在農業機械優化技術創新上已取得多項成果，并已投入實際應用，比如數字化、動態優化等設計方法。由于地區差異性，所運用的方法也有所不同。本文對此展開探討，僅供參考。

關鍵詞：優化設計；農業機械設計；數字化；動態優化

優化技術是指通過一定的方法提高農業機械的性能，從而提高農業生產效率的技術。而數字化設計和動態優化方法，對農業機械工程設計有很好的借鑒和促進作用。其中數字化設計提供現代化建模分析，而動態優化方法提供數值分析。因此，筆者分別通過分析每種設計的現狀、作用、方法等，來說明其對農業機械工程設計中的應用價值。

1數字化設計在農業機械工程設計中的運用

1.1數字化設計對于農業機械設計的作用

1.1.1縮短農業機械設計時間

在傳統的農業設計技術中，往往要分為眾多不同的階段，而且在每個不同的階段都有一個特定的模型設計，那么看來過多設計的模型，必定會導致在最終階段時候難做選擇，從而降低設計效率，甚至出現設計數據不足等情況。而反觀數字化設計模式，在設計方式上并沒有若干階段性建模操作，只需在設計初始時，通過詳細分析判定將來設計的情況，進而只建立一種恒定的模型。這樣不僅使得農業機械工程設計時間得到了有效利用，而且還避免造成設計數據缺失的情況。

摘要：在農業機械設計過程中，為了使農業機械的性能得到進一步提高，機械設計軟件就是其中最為關鍵的一項技術，本文針對農業機械設計軟件的應用進行探討分析，農業機械設計過程中，機械設計軟件扮演的角色越來越重要，為了縮短我國與發達國家之間的差距，必須要不斷加強對機械設計軟件的應用。

關鍵詞：機械設計軟件；農業機械；提升性能

農業機械是現代農業快速發展背景下的產物，同時也是農業生產發展規模化、標準化的一項特征。現代農業機械的性能逐漸提高，如果在具體設計過程中，仍然沿用傳統的設計方式，顯然是不合理的，因此應當對機械設計軟件進行合理應用，從而使設計更加合理，提高農業機械的性能。

1CAD繪圖軟件的應用

CAD繪圖軟件的出現與應用，使機械設計過程中圖紙的繪制速度和繪制質量都得到了進一步提高。并且隨著技術的不斷提升與完善，其應用變得更加廣泛，提高了企業在市場競爭過程中的核心競爭力。同時，在CAD繪圖軟件應用過程中，可以適當的對其進行二次開發，從而在確保軟件原有功能不被破壞的基礎上，增加軟件新功能，使其作用能夠得到加強，確保機械設計過程中，繪圖工作能夠快速、準確完成。

2三維CAD的具體應用

二十一世紀初期我國就引進了三維設計軟件，在具體應用過程中具有表達直觀、可視化強、設計方便等多項特點，也正因如此，三維設計軟件在我國的農業機械設計過程中得到了廣泛應用。我國的許多研究人員在日常工作中也加強了對該方面內容的研究與分析。從農業機械的發展情況來看，三維設計軟件的出現對農業機械行業的發展來說是一項變革，其從本質上改變農業機械設計思路，使人的思維可以和設計形式相吻合，并且能夠精準、快速的達到最終設計目的，確保設計的合理性［1］。隨著三維應用軟件在農業機械設計過程中應用的不斷深入，為了滿足企業在發展上的具體需求，企業對應用軟件的專業化程度提出了更高的要求。從農業機械軟件的具體設計情況來看，為了滿足具體設計需求，相應的工作人員，需要在充分考慮軟件功能的基礎下，針對軟件的應用展開二次開發工作［2］。在二次開發過程中，可以構建專業領域模型庫、特征庫等，在具體應用過程中，可以對“庫”中的各項數據進行直接調用。通過該方式，可以簡化整個設計步驟，從而縮短農業機械的設計周期，提高設計效率。此外，通過二次開發，可以使軟件具有參數化建模功能，在應用過程中，利用改變模型尺寸的方式，完成對結構具體情況的改變，從而適應變化的工作條件或工作環境，減少在農業機械設計過程中的具體工作量，使設計效率能夠得到進一步提高。

1我國農業機械綜述

我國雖然是農業大國，但并不是農業強國，我國的農業在發展現代化的過程中非常緩慢，這其中有較多的原因，下面將進行詳述。我國在農業機械方面發展緩慢的原因有多方面，首先是因為生產工具沒有運用到農業中來，最新的生產工具通常使用于土木建筑或者手工業生產。那么在這種情況下農業機械自然得不到較好的發展。我國所使用的先進農業機械主要包括拖拉機、不同規格的犁、不同規格的耙、插秧機、排灌機、拔秧機以及相關的育秧設備，這些農業機械在農業生產中得到了較多的運用，而且極大地提高了農業生產效率。我國現今在農業機械的設計過程中主要是注重產品的實用性，而并沒有注重產品的外觀形狀。所以有的農業機械看起來古老但確十分耐用。出現這種情況的原因主要是由于農業機械的設計人員沒有切合實際的來考慮人民群眾的需求。另外，現今的農業機械還有一個顯著的特點就是笨重低效，農民在使用農業機械的過程中會非常費勁，而且操作極其不靈活。這無疑會影響農民對于農業機械的操作，之所以要在農業機械設計中運用仿生設計就是要改變農業機械傳統的缺點，使其在農業生產中得到更多地運用，并且切實解決農業生產中過度使用人力的情況。

2仿生設計在農業機械設計中的應用意義

通常人們認為仿生設計大多運用于高科技產品中，而不會運用到農業機械的設計與生產過程中，但是這種想法是錯誤的，我國屬于農業大國，人們在耕種的過程中會非常辛苦，將仿生設計運用于農業機械的設計過程中將能夠很好地改善我國農業機械的設計現狀，不僅在外觀上更加美觀，而且在操作性、舒適性方面都會有很大的改善。由于農業機械對于我國的農業生產有著重要意義，所以下面將詳述仿生設計在農業機械設計中的應用意義。

2.1外觀上的仿生設計

仿生設計包含很多方面，仿生的主要目的就是使得農業機械能夠更好地使用。雖然農業機械的工作環境非常惡劣，其沾滿泥土是非常正常的一件事。但是這并不代表其不能設計的更加美觀。傳統的農業機械外觀非常簡陋，沒有好看的色彩也沒有突出的外觀，而且所有的農業機械都存在這一問題，那么給人們的感覺就會很差，在農業生產中也只是機械呆板的操作機器，沒有很好的感覺體驗。但是在農業機械的外觀設計中增加仿生元素就會使得農民在使用機器的過程中倍感親切。不少汽車的外觀設計都是采用仿生設計，不僅是因為采用仿生設計能夠使得其具備更好的性能，而且還會使得其外觀給人很大的震撼。有的汽車造型類似于毒蛇，有的造型類似于鯊魚，這些造型不僅能夠在駕駛的過程中使得汽車具有更好的抓地力而且具有非常靚麗的外觀，使人眼前一亮，這樣無疑會刺激人們的購買欲望。雖然農業機械活動的區域僅限于農田周圍，但是這并不代表其一定不能設計的過于靚麗。欣賞美的事物是人們共同的愛好，那么農民在使用農業機械的過程中也可以欣賞，設計師可以將農業機械的外觀設計成牛的外觀，那么無疑會更加形象，或者設計成為類似變形金剛的形狀，這樣可以促進用戶的購買欲望。外觀是一個產品的形象，如果一個產品沒有好的外觀那么就算其多么實用也沒有較多的人去購買，利用仿生設計就可以很好地解決農業機械的外觀設計。

2.2功能上的仿生設計