摘要:虚拟样机技术是当前计算机技术发展的产物，对相关行业的设计产生了巨大的影响。文章先对虚拟样机技术进行了简单介绍，分析传统机械设计中存在的问题和虚拟样机技术的优势，阐明了其在农业机械设计中的具体应用，最后对虚拟样机技术的助推作用进行了总结。
关键词:虚拟样机技术;农业机械;助推作用
经济的飞速发展带动了科学技术的不断进步，计算机领域的技术发展对各行各业都产生了深刻影响。各种计算机软件的出现将人们从繁杂的办公事务中脱离出来———可以利用各种各样的办公软件处理日常事务。各种仿真软件的开发，让众多行业的设计过程可以借助于仿真软件，有效的提高设计工作的效率，同时也节约了相应的制造材料，有力助推了相关设计工作的发展。而在农业机械的设计方面，仿真软件也发挥出很大的作用，在仿真软件中利用仿真虚拟样机技术和相应的数控制造等技术来实现农业机械设计的“网络化”过程，有利于农业机械技术的现代化发展。
1虚拟样机技术概述
虚拟样机技术(virtualprototypingtechnology，VPT)，简称为VPT技术，是兴起于21世纪的虚拟数字化设计仿真技术。其功能较为强大，融合了机械运动、数字化建模和网络信息等诸多元素，因为其还拥有对设计出的产品的分析和系统化测评能力，在仿真设计中表现出更加强大的功能。在具体的机械设计过程中，设计人员主要是利用计算机中的虚拟样机软件来实现。一般而言，设计人员常用的设计软件包括了ADAMS和SIM-PACK等，运用这些软件来完成整个农业机械的设计过程。虚拟样机可以代替现实的物理产品，对产品的设计、制造、服务和循环等多个部分进行展示，让设计可以由网络虚拟实现，同时能有效研发相关产品，有利于节约相关资源。
2传统农业机械设计过程中存在的缺陷
针对传统机械设计中存在的问题，虚拟样机技术进行了解决。在传统的机械设计技术中，设计的方法比较落后，并且采用图纸进行设计的方式使得设计中的问题难以更改，再加上要求的图纸的精确度较高，使得整个设计图纸的绘制过程比较繁琐［1］。在设计图纸出来后照着图纸进行相关产品的制作中，在发现其中存在的问题后，该实物产品也就报废了，存在资源浪费，拉长机械样机的设计生产周期，耗费资源较多等问题。此外，传统设计方式的图纸难以实现网络上的快速传输，对实现异地规模化生产也形成了阻碍。而虚拟样机技术的发展，为解决传统的机械设计提供了一条良好的解决道路，对机械样机的设计生产效率的提高起着巨大作用。
3虚拟样机技术的优点
虚拟样机技术不仅在农业机械设计方面发挥出重要作用，在其他工艺产品的设计方面同样展现出其独特的优势。其优点主要表现在以下几个方面:①这是这个网络时代的产物，符合时代的发展趋势，能适应当前的办公平台，实现数据和图纸在网络上的快速传输，能利用网络实现设计的全过程，利用现代信息技术分析相关数据，能有效提高机械设计的创新效率，对机械发展起着巨大的推动作用。②通过这种方式可以减少人工进行相关数据的计算工作，在很大程度减少了在试制相关零件时所花费的人力和材料［2］。③在虚拟技术中的机械设计，因为利用的是虚拟样本，所以在修改方面比较方便，能通过科学化的计算及时修正相关数据，对试验结果也能很快得知，更加方便快捷，并且能在短时间内重复进行试验，有利于抢占市场先机。
4虚拟样机技术在农业机械设计中的应用策略
4.1机械产品运动设计应用
在现代的机械产品的制造中，因为科学技术的发展使得各个新型机械不断出现，解决了人们在生产生活中的难题，同时人们对机械的便捷程度等的要求也不断提高。为了满足市场需求，机械的功能需要更加多样，而其设计也就变得更加复杂。随着农业的发展，在农业中复杂机械的类型也是越来越多，但是在提升效率和精度方面还有上升空间，而这也成为了农业机械不断攻克的难题。因为传统的机械设计模型难以看到农业机械中设备运动的视觉仿真效果，对农业机械真正的工作状态很难有比较准确的衡量，对农业机械样机的生产发展也形成了阻碍，而虚拟样机技术就可以对农业机械样机的运动效果进行呈现，对样机的运动响应性进行分析［3］。利用ADAMS软件中的虚拟模型仿真分析，较为简便的构建起相应的农业机械产品设计的运动响应模型，从而帮助相关的设计人员对该农业机械样品的运动效果进行分析，对机械的运动轨迹和响应时间也能有比较精确的数据，方便对该产品进行改进，对农业机械效率的提升起到强有力的助推作用。
4.2机械产品造型设计应用
在农业机械的工作效率都相似的情况下，农业机械的造型也成为人们选择的一个重要因素，其实产品的造型不仅能提供具有美感的视觉效果，相应的特殊造型也能提供特殊的产品服务。在传统的机械设计软件中，由于科技的限制只能提供二维或者是三维的静态造型模型，但是利用ADAMS软件的虚拟样机技术可以实现对农业机械三维造型的设计，在仿真程度上更加凸显出其优势，并且针对比较复杂的机械构造也能将其分解为零部件进行，从造型和仿真性上都能实现较大的改良。如图1所示，在农业机械的设计过程中，设计研究人员针对收割机中某一零件，将其引入到ADAMS软件中，形成三维造型，在形成更直观的视觉效果的同时，针对其中的不足进行优化，实现对关键零部件的造型优化设计，从而实现更为理想的效果。
4.3机械控制系统仿真应用
应用虚拟样机技术的农业机械设计中，AD-AMS软件可以帮助设计人员对机械产品进行控制系统仿真，对农业机械产品设计的系统控制性特征进行整合，能有效提升机械运动的稳定性和基准度，对农业机械设计的发展具有重要作用［4］。如图2所示，在李文豪对稻谷收割机关键部位的的研究设计中，其利用虚拟样机技术建立起零部件的三维模型图，并形成了集成仿真，对其关键部位的运动过程进行了仿真分析，为收割机后续的设计制造提供了较为精确的数据。
5虚拟样机技术对农业机械设计的助推作用
虚拟样机技术的发展，对整个设计行业都产生了重要影响，而在农业机械设计中，其作用更加凸显出来，并且得到了广泛的应用。民以食为天，当前国家对农业发展的重视程度不断加深，对农机补贴的扶持力度不断增加，这些对农业机械设计的发展起到了助推作用，而虚拟样机技术也在不断推动农业机械设计的现代化，是符合当前中国努力建设农业强国的国情的。随着现代化进程的持续推进，虚拟样机技术也获得了极大的发展，应用的领域也不断扩展，在农业机械设计中发挥出越来越重要的作用，对推进农业机械设计的现代化具有重要意义。再加上相关的研究机构和相关研究人员的努力研发和推广，让农业机械设计可以实现“网络化”发展，利用虚拟样机技术，将整个农业机械的设计过程“搬运”到计算机程序中，有效节省了相关的人力和物力。此外，虚拟样机技术在促进农业机械设计发展的同时，对农业的现代化发展也起到了重要的推动作用，从一定程度上提升了农业的生产效率。正如前文所述，利用虚拟样机技术可以在较短的时间内得到相关机械的设计过程和结果，能有科学的数据分析和准确的调整，重复进行试验的基础上，企业在掌握核心技术时，就能最快生产出相关最新产品，从而实现快速抢占市场先机，这有利于企业之间的良性竞争，也促进农业机械技术的不断发展。因为技术的发展对整个社会都会产生巨大的影响，而虚拟样机技术同样如此。其对农业机械设计技术的助推作用总结而言，主要是促使农业机械技术的创新和发展速度加快。同时，虚拟样机技术自身也能获得不断发展，被应用的领域也会不断扩展，应用的程度也会不断加深。总而言之，虚拟样机技术对比传统的机械设计方法从多个方面展示出其独特的优势，在运用到农业机械的设计中时也能有力推动农业机械设计的发展，从农业机械的产品造型、产品运动设计和系统仿真运用等多个方面发挥其优势作用，对农业机械的创新发展具有重要意义。
参考文献:
［1］孙灯思．浅谈虚拟样机技术对农业机械设计的助推作用［J］．南方农机，2018，49(7):72．
［2］董晨，徐艳．浅析虚拟样机技术在农业机械设计中的应用［J］．南方农机，2018，49(17):63．
［3］黎运宇．虚拟样机技术助推农业机械设计［J］．机械研究与应用，2013，26(4):193．
［4］牛犇．虚拟样机技术在农业机械设计上的应用和发展初探［J］．科技资讯，2013，11(31):58．
作者:张磐 王飞 单位:郑州工业应用技术学院
