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【摘 要】传统的农业机械设计制造很难适应当今市场的需求和经济的发展。虚拟现实（VR）/可视化技术解决了传统产品开发过程中存在的产品设计周期长、耗费大量的人力、物力等问题。虚拟现实（VR）/可视化技术的应用，减少了产品开发的盲目性，降低了产品制造的成本并缩短了产品研制的周期。本文分析了虚拟现实（VR）/可视化技术的特點和其应用于产品开发的流程，论述了农业机械产品设计中虚拟现实（VR）/可视化技术的应用及其基本功能。
【关键词】农业机械；虚拟现实（VR）；可视化技术
1引言
现代农业机械产品的设计与制造在开发研制的过程中不能完全了解产品的性能，必须在计算机绘制的部件和产品制造完成后才能体验到，如果性能不符合当初设计时的预期，那么就需要重新修改产品的设计。这个过程中，会导致农业机械产品设计的周期长且耗时耗力，浪费大量的人力、物力、财力。
农业机械产品中运用虚拟现实（VR）/可视化技术，由于它不是真实地制造，将仿真技术与虚拟的环境相结合，可以大大降低设计的周期。并且开发研制人员通过这样的技术能够用视觉来感受虚拟环境下产品的运行状况，然后预测农业机械产品的性能和使用功能，发现产品出现的问题，及时地作出调整。
2现代农业机械产品中VR/可视化技术
虚拟现实（VR）/可视化技术在现代农业机械产品中应用比较广泛，是由计算机的全部或者部分产生的一种多维环境，并且VR/可视化技术包含Immersion（沉浸感、Interaction（交互性）以及Imagination（想象力）三个特征。
农业机械产品的实际制造过程的流程很繁琐，一个产品的整个制造过程是由产品的设计、试制、作出评价、修改设计、再试制、再评价来完成。产品的开发研制人员在传统的农业机械产品制造过程中要反复地试制来积累经验，还要拿到实际制造中去验证。
但是虚拟现实（VR）/可视化技术下的虚拟制造的过程，只需要在计算机上仿真实际设计及制造过程，不需要真实地制作，研发人员通过视觉的感受以及积累的丰富经验对产品作出系统的评价，对有缺陷的地方作出优化，优化整个产品的设计、加工以及装配的过程。
农业机械产品在开发的过程中通常是由电子、机械、软件以及控制等构成，由控制平台、资源库以及虚拟现实（VR）/可视化环境子系统等组成。
但将VR/可视化技术应用在农业机械产品的设计中要注意，在农业机械产品中控制平台起到支持的作用，它对农业机械产品的外观、性能以及环境进行模拟，所有的数据在VR/可视化技术的应用下，农业机械产品的外观、性能在设计的环境下进行展示。然后模型库对设计的模型进行统一的管理，最后再一次在虚拟环境中进行处理。
在实际的运用过程中，我们可以根据农业机械产品设计的需要，选择局域网下的PentiumIV，主频1.6G的计算机作为VR/可视化技术仿真开发的硬件。除此之外，可以选择OpenGVS近景的驱动软件进行管理农业机械产品的生产过程，选择VC++6.0的开发平台。
3VR/可视化技术在农业机械产品中的应用
3.1农业机械产品虚拟制造体系
在农业机械产品设计中应用VR可视化技术以来，国内外的很多学者从不同的角度建立了虚拟制造系统的体系结构。国家CIMS中心认为虚拟制造的目标是研究产品的制造、生产以及合作的可能性，并提出了基于产品开发管理（PDMⅡ）集成的虚拟设计、虚拟生产、虚拟企业架构。我国上海交通大学提出了基于“虚拟总线”的VM体系结构，这个结构分为数据层、活动层、应用层、控制层以及界面层五个层次。
五个层次的分工各不相同，界面层主要是产品研发的操作者在产品虚拟的环境中跟系统交换产品的数据信息和发出操作指令；控制层则是根据界面层收集到的操作指令转化成控制数据。
然后进行远程系统的服务；应用层是操作者输入的关于产品设计、产品模型以及产品仿真的制作过程；活动层是将应用层中的各种与产品的相关应用过程进行分解；数据层就是把关于产品的所有数据进行统一的管理和处理，并支持界面层、控制层、活动层以及应用层运作过程。
3.2农业机械产品虚拟制造过程
农业机械产品的虚拟制造系统是由虚拟的物理系统、信息系统以及硬件资源构成，虚拟制造的过程如下：
3.3VR/可视化技术用于农业机械设计流程
基于虚拟现实技术用于农业机械设计是利用现有的CDA系统产生农业机械模型，然后把机械模型输进虚拟的现实环境中，操作者可以充分利用各种增强效果的设备产生身临其境的感觉，比如头盔显示器的应用。
3.4VR/可视化技术在农业机械产品存在的问题
目前在农业机械运用VR/可视化进行的虚拟设计上普遍采用的是美国机械动力公司开发的ADAMS软件。首先用比较专业的软件如pro/E、Solidworks、UG等建立模型，然后再用ADAMS软件进性仿真。
利用虚拟现实（VR）/可视化技术和ADAMS软件进行现代农业机械产品的设计，可以有效地缩短产品研发的周期，降低产品的成本。但是虚拟现实（VR）/可视化技术进行的仿真运动不能让研发人员从真正的意义上感受虚拟环境下产品的性能，以致不能给产品研发人员做出及时的反应。
虚拟现实（VR）/可视化技术在我国的农业机械产品设计中应用的还不够广泛，主要原因是用于虚拟技术的硬件设备的价格比较昂贵，人和机器交互的模拟程式的软件也还没有完全地普及。
3.5虚拟现实（VR）/可视化技术应用实例
虚拟现实（VR）/可视化技术应用于脱粒机械的虚拟制造，首先就要对机械的整体构造建立一个三维模型，脱粒机械是联合收获机上的核心部件，决定着收获的工作质量和工作效率，所以在对整机的装配和运动进行仿真设计的时候要与实际工作相适应。如果仿真的设计和运动仿真的结果不能更好地运用于实践中，那么就要对脱粒机械进行重新的建模和仿真。产品的设计者在这个过程中要不断地对产品进行实践和优化，选出最好的设计制造的方案。
4结论
虚拟现实（VR）/可视化技术融合了多学科和前沿科学技术，越来越多的应用于农业机械产品的设计中，它是产品在计算机上呈现虚拟的效果，不会耗费大量的人力、物力和财力。虚拟现实（VR）/可视化技术在农业机械产品制造过程中，增加了机器工作的可靠性，也延长了机器的使用寿命，提高了机器的适应能力。虽然在实际的运用过程中还存在一些问题，但是随着科学技术的不断发展，提供农业机械产品设计VR/可视化技术的软件会越来越先进，也会越来越完善。这必将极大地提高现代制造农业机械产品企业的研发创新能力，改变传统的农业机械产品的生产方式，利用虚拟现实（VR）/可视化技术改造传统的农业，提高农业竞争力。
参考文献：
[1]史志远.现代设计技术应用于农业机械工程设计的价值探讨[J].河北农机，2014，（3）.
[2]夏连庆，赵博，梁学修等.农业机械虚拟现实模拟试验台的设计[J].农业机械，2013，（25）.
[3]赵匀.农业机械现代设计方法综述[J].东北农业大学学报，2012，43（2）.
[4]李海亮，胡军，董升涛等.机械设计软件在我国农业机械方面的应用[J].安徽农业科学，2014，（21）.
[5]周桂霞，王敏.现代机械设计方法在农机设计中的应用[J].中国科技财富，2012，（17）.
【关键词】农业机械；虚拟现实（VR）；可视化技术
1引言
现代农业机械产品的设计与制造在开发研制的过程中不能完全了解产品的性能，必须在计算机绘制的部件和产品制造完成后才能体验到，如果性能不符合当初设计时的预期，那么就需要重新修改产品的设计。这个过程中，会导致农业机械产品设计的周期长且耗时耗力，浪费大量的人力、物力、财力。
农业机械产品中运用虚拟现实（VR）/可视化技术，由于它不是真实地制造，将仿真技术与虚拟的环境相结合，可以大大降低设计的周期。并且开发研制人员通过这样的技术能够用视觉来感受虚拟环境下产品的运行状况，然后预测农业机械产品的性能和使用功能，发现产品出现的问题，及时地作出调整。
2现代农业机械产品中VR/可视化技术
虚拟现实（VR）/可视化技术在现代农业机械产品中应用比较广泛，是由计算机的全部或者部分产生的一种多维环境，并且VR/可视化技术包含Immersion（沉浸感、Interaction（交互性）以及Imagination（想象力）三个特征。
农业机械产品的实际制造过程的流程很繁琐，一个产品的整个制造过程是由产品的设计、试制、作出评价、修改设计、再试制、再评价来完成。产品的开发研制人员在传统的农业机械产品制造过程中要反复地试制来积累经验，还要拿到实际制造中去验证。
但是虚拟现实（VR）/可视化技术下的虚拟制造的过程，只需要在计算机上仿真实际设计及制造过程，不需要真实地制作，研发人员通过视觉的感受以及积累的丰富经验对产品作出系统的评价，对有缺陷的地方作出优化，优化整个产品的设计、加工以及装配的过程。
农业机械产品在开发的过程中通常是由电子、机械、软件以及控制等构成，由控制平台、资源库以及虚拟现实（VR）/可视化环境子系统等组成。
但将VR/可视化技术应用在农业机械产品的设计中要注意，在农业机械产品中控制平台起到支持的作用，它对农业机械产品的外观、性能以及环境进行模拟，所有的数据在VR/可视化技术的应用下，农业机械产品的外观、性能在设计的环境下进行展示。然后模型库对设计的模型进行统一的管理，最后再一次在虚拟环境中进行处理。
在实际的运用过程中，我们可以根据农业机械产品设计的需要，选择局域网下的PentiumIV，主频1.6G的计算机作为VR/可视化技术仿真开发的硬件。除此之外，可以选择OpenGVS近景的驱动软件进行管理农业机械产品的生产过程，选择VC++6.0的开发平台。
3VR/可视化技术在农业机械产品中的应用
3.1农业机械产品虚拟制造体系
在农业机械产品设计中应用VR可视化技术以来，国内外的很多学者从不同的角度建立了虚拟制造系统的体系结构。国家CIMS中心认为虚拟制造的目标是研究产品的制造、生产以及合作的可能性，并提出了基于产品开发管理（PDMⅡ）集成的虚拟设计、虚拟生产、虚拟企业架构。我国上海交通大学提出了基于“虚拟总线”的VM体系结构，这个结构分为数据层、活动层、应用层、控制层以及界面层五个层次。
五个层次的分工各不相同，界面层主要是产品研发的操作者在产品虚拟的环境中跟系统交换产品的数据信息和发出操作指令；控制层则是根据界面层收集到的操作指令转化成控制数据。
然后进行远程系统的服务；应用层是操作者输入的关于产品设计、产品模型以及产品仿真的制作过程；活动层是将应用层中的各种与产品的相关应用过程进行分解；数据层就是把关于产品的所有数据进行统一的管理和处理，并支持界面层、控制层、活动层以及应用层运作过程。
3.2农业机械产品虚拟制造过程
农业机械产品的虚拟制造系统是由虚拟的物理系统、信息系统以及硬件资源构成，虚拟制造的过程如下：
3.3VR/可视化技术用于农业机械设计流程
基于虚拟现实技术用于农业机械设计是利用现有的CDA系统产生农业机械模型，然后把机械模型输进虚拟的现实环境中，操作者可以充分利用各种增强效果的设备产生身临其境的感觉，比如头盔显示器的应用。
3.4VR/可视化技术在农业机械产品存在的问题
目前在农业机械运用VR/可视化进行的虚拟设计上普遍采用的是美国机械动力公司开发的ADAMS软件。首先用比较专业的软件如pro/E、Solidworks、UG等建立模型，然后再用ADAMS软件进性仿真。
利用虚拟现实（VR）/可视化技术和ADAMS软件进行现代农业机械产品的设计，可以有效地缩短产品研发的周期，降低产品的成本。但是虚拟现实（VR）/可视化技术进行的仿真运动不能让研发人员从真正的意义上感受虚拟环境下产品的性能，以致不能给产品研发人员做出及时的反应。
虚拟现实（VR）/可视化技术在我国的农业机械产品设计中应用的还不够广泛，主要原因是用于虚拟技术的硬件设备的价格比较昂贵，人和机器交互的模拟程式的软件也还没有完全地普及。
3.5虚拟现实（VR）/可视化技术应用实例
虚拟现实（VR）/可视化技术应用于脱粒机械的虚拟制造，首先就要对机械的整体构造建立一个三维模型，脱粒机械是联合收获机上的核心部件，决定着收获的工作质量和工作效率，所以在对整机的装配和运动进行仿真设计的时候要与实际工作相适应。如果仿真的设计和运动仿真的结果不能更好地运用于实践中，那么就要对脱粒机械进行重新的建模和仿真。产品的设计者在这个过程中要不断地对产品进行实践和优化，选出最好的设计制造的方案。
4结论
虚拟现实（VR）/可视化技术融合了多学科和前沿科学技术，越来越多的应用于农业机械产品的设计中，它是产品在计算机上呈现虚拟的效果，不会耗费大量的人力、物力和财力。虚拟现实（VR）/可视化技术在农业机械产品制造过程中，增加了机器工作的可靠性，也延长了机器的使用寿命，提高了机器的适应能力。虽然在实际的运用过程中还存在一些问题，但是随着科学技术的不断发展，提供农业机械产品设计VR/可视化技术的软件会越来越先进，也会越来越完善。这必将极大地提高现代制造农业机械产品企业的研发创新能力，改变传统的农业机械产品的生产方式，利用虚拟现实（VR）/可视化技术改造传统的农业，提高农业竞争力。
参考文献：
[1]史志远.现代设计技术应用于农业机械工程设计的价值探讨[J].河北农机，2014，（3）.
[2]夏连庆，赵博，梁学修等.农业机械虚拟现实模拟试验台的设计[J].农业机械，2013，（25）.
[3]赵匀.农业机械现代设计方法综述[J].东北农业大学学报，2012，43（2）.
[4]李海亮，胡军，董升涛等.机械设计软件在我国农业机械方面的应用[J].安徽农业科学，2014，（21）.
[5]周桂霞，王敏.现代机械设计方法在农机设计中的应用[J].中国科技财富，2012，（17）.