农业机械自动驾驶技术是指利用现代信息技术,使农业机械在无人干预的情况下自主完成作业任务。在这一技术领域,液压和电动两种方式是农机自动驾驶的两种典型实现路径,它们各有特点和应用场景。
液压方案是通过电液比例阀控制液压系统来驱动转向轮,进而实现对农机的自动操控。这种方案的改装过程相对复杂,通常用于预装,即在农机出厂时就装配好自动驾驶相关的液压控制系统。液压方案的一个显著优势在于长期运行和维护相对简单,且对电瓶寿命和方向盘安装轴的影响较小。在作业精度方面,液压方案在车况一致、规划算法固定的情况下,与电动方案具有相同的精度水平。
电动方向盘方案则是通过电机带动方向盘模拟人工驾驶,实现自动驾驶。这种方案的改装相对于液压方案来说比较简单,更适合后市场改造。但电动方案存在电机功耗大,可能对电瓶寿命和方向盘安装轴带来一定影响的问题。在实际作业精度上,电动方案与液压方案在相同的条件下作业精度是一致的。
从技术层面来看,两种方案各有优劣,并不能一概而论哪种更好。正确评估两种方案需要结合实际应用场景和需求,考虑到农机的使用环境、作业类型、改装复杂度以及维护成本等多个因素。
市场表现方面,农机自动驾驶市场可以分为前装市场和后装市场。前装市场主要是农机厂商提供的自动驾驶预装系列,液压方案占主导地位,而在后装市场,随着技术的发展,电动方向盘系统也在逐步进入市场,例如合众思壮、上海联适、华测和雷沃等都有销售电动和液压两种方案的产品。
历史回顾上,农机自动驾驶技术的起步可以追溯到20世纪初,当时研究的是通过原始的机械系统实现拖拉机的自动控制。随着电子化技术的发展,系统的完善度提高,拖拉机的自动驾驶研究逐步引入了光学、机械杆臂和机器视觉等技术。1992年,美国天宝公司成功开发了RTK系统,这为卫星定位技术在农业中的厘米级应用奠定了基础。此后,天宝公司在1994年启动了基于GPS的自动驾驶研究,而约翰迪尔公司在1997年进行了拖拉机无人驾驶的演示,并于1997年正式启动了技术的产品化开发及推广应用。
从全球范围来看,包括约翰迪尔、凯斯纽荷兰和爱科等大型农机厂商均推出了支持自动驾驶技术的产品线,这些产品线多为液压方案。中国农机的自动驾驶技术发展也颇为迅速,国内前装市场多以液压方案为主,而后装市场则随着国内外厂商的技术推广逐步兴起。
未来展望方面,随着物联网、大数据、云计算和人工智能技术的进一步发展,农机自动驾驶技术将朝着更智能化、高精度和高可靠性的方向发展。同时,农机自动驾驶技术的应用范围也将进一步扩大,除了拖拉机、收获机、插秧机、喷药机等传统领域外,还将涉及无人机、无人收割机等更多创新性的农业机械装备中。
液压和电动作为农机自动驾驶的两种主要实现方式,它们各自具备不同的特点和适用范围。随着技术的不断发展和市场需求的日益明确,这两种方案将在未来很长一段时间内共存,并在竞争中相互促进,推动农机自动驾驶技术的进步。