小型农业作业机中关于模块化设计的应用

摘要：小型农业作业机实现模块设计就是把相近的功能分成一类，用同一个模具来生产出不同模块，客户需要其中的几种功能，可按不同模块进行组合，受到了广大农民的欢迎。该文主要对模块化产品设计、小型农业作业机模块化设计及应用实例进行了分析。

关键词：小型　农业作业机　模块化　设计

中图分类号：TH11　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)003-020-02

1、前言

模块化设计理念的应用已经十分普遍，从产品设计到系统设计，再到数据中心的设计都以此为原则。迄今为止，小型农业作业机已经是农业生产机械化实现的主要部分，并且市场对其需求也是非常之大。小型农业作业机的主要特点就是多功能并且每个功能的专业性都比较强，但是其单品种批量小，导致大批量生产很难实现。那么设计人员就必须不断地更新产生，只有这样才能满足不同客户更多的功能需求。目前，已经实现了基于模块化设计的小型农业作业设计，通过设计平台的构建可实现产品的快速设计。

2、模快化产品设计

产品设计是一个复杂的系统工程，它涉及到的知识是非常广的，产品设计者是现实生活中的人而并非机器，因此其在设计时面对如此广的知识难免会考虑不周到，为了减少不必要的损失，因此，对这些知识进行集成，并且信息和数据存储都采用统一的方式来进行，正是由于这些的实现，加速了知识有效运用。设计模板可有效地缩短产品设计开发周期，其可作为信息载体，把各种产品信息集成在一起，使得产品设计更加快速。小型农业作业机产品品种较多，但是其拥有同一个工作原理，不同作业功能产品的动力与传动部分原理虽然不相同但是也是非常相似的。从具有相似的功能单元中把共同特征提取出来，组成产品设计模板，通过模块化设计，在模板框架内通过选取不同的参数值来对模块进行匹配，从而设计出新产品。

3、小型农业作业机模块化设计

3.1　小型农业作业机模块化设计流程

模块化设计是从传统设计中发展起来的，它具有传统设计的特点，又开发出了自己独特的特点，二者本质的区别就是模块化设计是面向整个产品族的而不是单个的某个产品。模块化设计并不是实现一种功能，它是需要能够满足一系列需求的系统。其主要就是根据用户的需求从已有的系统中快速的组合成需要的模块化产品。模块组合的基础和前提并不是用户的需求，而是要建立合理科学的模块化系统。模块化系统的创建是一个复杂的系统功能，笔者将其总结成两个步骤，第一步，进行模块系统的总体规划，包括任务需求分析，方案确定，模块划分等：第二步就是对模块进行具体创建，包括具体功能分析，具体方案设计等。基于模块化设计的小型农业作业机设计流程基本上也是如此。小型农业作业机模块化设计流程：设计者要通过市场调研来了解农民的真正需求，并对这些需求进行详细的分析，再通过这些需求分析设计出该有的功能，在对这些功能进行详细的分析，把各个不同的功能综合起来划分到相应的模块系统中，检查这些功能是否满足农民需求，如果满足就开始对模块进行详细设计，最后设计出农民需求的小型农业作业机；如果功能不满足农民的实际需求再重新进行功能分析。

3.2　小型多功能机中模块化设计的应用作业

3.2.1　小型多功能作业机功能模块的划分

小型多功能作业机既可以用来耕地，用可以用来收割谷物。这种机械避免农户购置不同机器，并在如果机器发生故障只需更换功能模块就可以进行使用。小型多功能农业作业机具有模块划分如图2所示。

小型农业作业机模块化设计其原理就是根据各组成部分的功能，把这个功能设计成不同的模块，此时农民在收割作物时只需在使用时按其功能对其进行选择性组装，然后完成农民不它不同的需求。

3.2.2　模块之间的接口方式

模块化设计的重点就是在模块的组成和划分上，而模块之间的接口是非常重要的，因此，对模块化产品中的接口信息进行仔细分析。可组合性和可互换性是模块必须具备的特征，有了这两个特征才能使不同功能模块的组合和相同功能模块的互换得到保证，这两个特征主要体现在接口上，而模块之间的接口其实就是部分零件或部件之间的接口。

一般情况下，模块之间的接口方式有两种，分别为直接式接口和间接式接口。所谓直接式接口就是指模块本身自带接口，并且这些接口能够直接实现连接，从而对功能进行传递。直接式接口不对信息、参数进行直接使用或者处理，只是传递信息、参数。直接式接口在机械互联中的各种联接件被应用。所谓间接式接口就是指两个功能模块间的连接时通过接口模块来实现的，而不是直接进行的，它能够处理信息、参数，使相连的模块能够匹配，一般情况下，它就是一个设备或者一个功能部件。对于小型农业作业机而言，采用间接式接口比较好，这样可以根据我们的实际需求在各个模块之间随时接口模块进行设计，通用模块实现的功能多元化。

4、应用实例

小型农业作业机模块化设计的实现，使得形成了多个产品族，其主要是根据不同的作业功能来分类的。通过对市场调研以及对功能的分析，创建了客户需求模型，进而对作业机产品的准确完整的定义已经形成了。在这些研究的基础上，把产品族中共同的信息提取出来，再建立产品模板，从而快速配置设计在设计模板基础上已经实现了。小型农业作业机较为典型的作业机械就是旋耕机，其应用是非常广泛的。本文谈及的模块化设计已经成功地应用到旋耕机的快速设计中。基于设计模块的设计方法综合了传统的设计经验和设计方法，并且通过信息集成使得设计过程更加的快捷。旋耕机中使用模块化设计明显地提高了设计效率和客户端满意度。

5、总结

模块化小型农业作业机的设计与应用，其实现了一台机器多功能的特点，使农民在收割不同种类作物时不用购买不同的机器，只需根据需要更换模块就可以了，并且这种机器机型较小，重量较轻，在山地中也可以顺利的操作，可见，其在农业市场中前景非常好。

参考文献：

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