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农业机械学报杂志
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《农业机械学报》杂志创办于1957年,是中国科学技术协会主管的国家重点学术期刊,CSCD核心期刊,影响因子1.904,现被CA 化学文摘(美)等权威机构收录,主要征稿方向:能源动力与车辆工程、农业装备与机械化工程、农产品加工工程、农...
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会;中国农业机械化科学研究院
  • 国际刊号:1000-1298
  • 国内刊号:11-1964/S
  • 出版地方:北京
  • 邮发代号:2-363
  • 创刊时间:1957年
  • 发行周期:月刊
  • 业务类型:期刊征订
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  • 复合影响因子:1.904
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农业机械学报期刊分类: 期刊 > 自然科学与工程技术 > 农业科技 > 农业工程
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主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国农业机械学会;中国农业机械化科学研究院
出版地方:北京
快捷分类:农业
国际刊号:1000-1298
国内刊号:11-1964/S
邮发代号:2-363
创刊时间:1957年
发行周期:月刊
期刊开本:A4
下单时间:1-3个月

农业机械学报杂志简介

《农业机械学报》(月刊)创刊于1957年,是由中国科协主管、中国农业机械学会和中国农业机械化科学研究院主办的唯一综合性学术期刊, 农业工程类中文核心期刊,美国工程信息公司(EI)和美国化学文摘社(CA)收录期刊。她代表和反映了当前我国农业机械和农业工程学科的最新研究成果和学术水平,被农机行业科技工作者视为权威刊物,为促进农业工程和农业机械学科科研水平的提高、加强国际交流、推动科技进步和促进经济发展、培养和造就一批本行业的高科技人才、实现农业机械化和农业现代化发挥了很好的作用。主要刊登农业机械与农业工程、拖拉机、农用动力和能源、农产品及食品加工技术、农业机械化以及有关边缘的基础理论、设计制造、材料工艺、测试仪器与手段的研究成果及发展动向。主要栏目设置如下:能源动力与车辆工程、农业装备与机械化工程、农产品加工工程、农业自动化与环境控制、先进制造技术及基础理论、综述、研究简报、单位介绍等,同时还将及时提供中国农业机械学会举办的国内外学术活动信息。

《农业机械学报》可供农机乃至机械行业中、高级技术人员、大专院校师生及科研单位的有关人员阅读参考。多年来《农业机械学报》形成了自己的办刊风格。一贯认真贯彻办刊宗旨和编辑方针,坚持理论联系实际和实事求是的优良学风,贯彻百家争鸣方针,提倡不同观点之间展开学术上的辩论,发扬学术民主。选题范围适应我国农业机械化和农机工业的发展,论文既有理论深度或创新,又可用于科研生产实际,同时重视新学科及边缘学科的发展。严格坚持三审制,充分依靠并发挥专家、学者及编委会的作用,对投稿进行严格的评审,不断挖掘和发现新的审稿人,以适应不断扩展和延伸的专业范围的要求。注意在编辑、版面、印刷质量和标准化、规范化方面不断改进提高,保证学术期刊的严肃性、权威性,努力增大信息量。

《农业机械学报》被《农业与生物科学研究中心文摘》、美国《ProQuest数据库》、北大2014版核心期刊收录。1997~2000年连续4年获中国科协择优资金;被列入中国期刊方阵。

农业机械学报栏目设置

能源动力与车辆工程、农业装备与机械化工程、农产品加工工程、农业自动化与环境控制、技术基础理论、综述、研究简报、短文与论坛

农业机械学报杂志社 文档目录

农业机械学报杂志特约专稿

轻小型无人机多光谱遥感技术应用进展

摘要:随着光谱传感技术和图像处理与分析软件的日益成熟,无人机多光谱软硬件一体化程度和观测精度及易用性得到极大的发展。无人机多光谱遥感已在农业、林业、资源、生态、环境保护等领域应用日益广泛。本文概述了无人机飞行平台、多光谱传感器等硬件技术的发展,和无人机遥感影像的几何校正、辐射校正图像处理技术及数据处理流程,并对无人机多光谱遥感在植被长势监测、存在问题、精细分类与地物识别、病虫害监测、生物量和产量估算等方面的应用潜力和发展方向进行了系统分析和总结,以期为开展相关领域研究提供参考。建议各行业部门的专业人员与遥感、计算机科学等领域的专家密切合作,制订无人机多光谱遥感技术的相关标准和规范,共同推进并普及无人机多光谱遥感技术。
1-17
农业机械学报杂志农业装备与机械化工程

基于颜色与面积特征的方格蔟蚕茧分割定位算法与试验

摘要:蚕虫上蔟多采用纸板方格蔟,但纸板方格蔟在使用过程中会因扭曲变形导致方格分布不规则,而采茧机械对变形的方格蔟进行蚕茧采摘时,会对方格蔟造成损伤。为了提高方格蔟机械采茧的智能化水平,减少采茧设备对方格蔟的损伤,提出一种基于颜色与面积特征的方格蔟蚕茧分割定位算法,实现对方格蔟中蚕茧的分割、中心点定位和位置坐标的视觉测量。首先采用图像空间的Brown畸变模型对方格蔟图像进行畸变矫正,减小径向畸变对视觉测量的影响;对矫正后的图像采用Mean Shift聚类算法进行预分割,消除光照及图像背景对蚕茧分割的影响;然后对阈值分割和形态学处理后的二值化蚕茧图像进行基于面积特征的连通域标定,得到每个蚕茧中心点位置;将连通域标定得到的蚕茧中心点坐标代入图像坐标系与世界坐标系转换方程,得到每个蚕茧在笛卡尔空间的三维坐标,经过视觉测量确定蚕茧在方格蔟中的具体位置,控制蚕茧采摘装置采摘方格蔟中的蚕茧。经过试验,该算法对方格蔟中的蚕茧检测正确率为96.88%,蚕茧坐标最大定位偏差小于6.0 mm,满足采茧装置对蚕茧采摘的定位精度要求。
43-50

锥盘排种器离心推送结构设计与充种机理分析

摘要:针对机械式排种器高速作业时存在的排种稳定性问题,提出了一种离心锥盘推送式充种方式,分析了影响籽粒在种腔内部充填性能的应力种类与力学规律,建立复合充填应力数学模型,通过理论分析找出提高充填力的有效方式,并借助Matlab与ORIRIN逐步修整数学模型,从而确定关键结构最优参数值。采用离散元仿真软件EDEM虚拟仿真并通过单体台架试验,对有离心推送结构和普通空腔结构的离心锥盘排种器进行对比试验,验证了附加离心推送结构的优越性。试验结果表明,在7~13 km/h高速作业区,其平均漏播指数降低了2.52%,同时,利用后处理功能所测得的标记颗粒充填力数值变化规律与预测值变化趋势基本一致,验证了理论模型的可行性,最大限度发挥了种层离心力对预充填籽粒的作用,且进一步扩大了有效充种区域。
77-85

玉米穗茎兼收割台夹持输送装置参数优化

摘要:为探明玉米穗茎兼收割台夹持输送装置参数对作物损失率、割台性能的影响机理,设计了一种玉米穗茎兼收割台。通过对夹持输送装置的工作原理、工作条件及影响因素的分析,确定以夹持输送链夹角、输入轴链轮速度、割刀安装位置及机器作业速度为试验因素,以果穗损失率、植株在x轴及y轴的最大偏移量为试验指标,根据Box-Benhnken Design中心组合试验设计原理,进行了四因素三水平正交旋转组合田间试验,试验中利用高速摄像系统记录玉米植株姿态,利用Pro Analyst运动分析软件分析玉米植株的最大偏移量,利用Design-Expert软件对试验结果进行响应面分析,得到各因变量与自变量间的数学模型。试验结果表明:4个自变量与果穗损失率、x轴最大偏移量有二次非线性关系,其中割刀安装位置影响最大,夹持输送链夹角的影响最小,4个因素对y轴最大偏移量无显著影响;因素的交互项仅对果穗损失率有显著影响;最优参数组合为:夹持输送链夹角19.96°、输入轴链轮齿数22.09、割刀安装位置22.33 mm、机器作业速度1.31 m/s,此时果穗损失率为0.4%,x轴最大偏移量为24 mm。对最优参数组合圆整后,取夹持输送链夹角为20°,割刀安装位置为22 mm,机器作业速度为1.30 m/s进行田间验证试验,验证试验表明回归模型有很好的可靠性。优化后的果穗损失率较优化前降低2.4个百分点,低于标准规定的指标值。
114-121

轴流泵装置出水流道内流脉动与流动噪声试验分析

摘要:为了研究立式轴流泵装置出水流道内流脉动及流动噪声的变化规律,采用在出水流道布置压力传感器和水听器的试验方法研究分析了轴流泵装置不同转速、不同流量时出水流道的内流脉动及流动噪声的时频特性。结果表明:相同流量比时,各监测点的脉动幅值均方根均随转速的增加而增加。相同转速时,各监测点的脉动幅值均方根均随流量比的增大而减小,不同流量比时各监测点的脉动主频存在差异性;不同转速相同流量比时同一监测点的脉动主频存在差异性;不同转速不同流量比时各监测点的脉动主频以51 Hz为主,脉动主频和脉动次主频均未与转频呈整倍数关系,脉动主频和次主频均在200 Hz范围内。相同流量比时出水流道内部流动噪声的声压级随转速的增加而增加,转速对最优工况时出水流道流动噪声的声压级影响较明显。相同转速时,出水流道内部的流动噪声随流量的增加呈先减小后增大的趋势。根据出水流道内流脉动幅值分析,应尽量避免低扬程泵装置在小流量工况运行。
144-149
农业机械学报杂志农业信息化工程

基于透射光谱的玉米叶片含水率快速检测仪研究

摘要:为快速、无损检测玉米叶片含水率,根据透射光谱原理设计一款便携式植物叶片水分快速检测仪。检测仪主要由数据采集节点和数据接收节点两部分组成,数据采集节点采用夹持叶室结构,由信号采集、处理和发送模块组成,数据接收节点由信号接收模块和PDA组成。测量时玉米叶片被放入采集节点的夹持叶室,两路LED主动光源(890 nm和980 nm)发光照射叶片,采用PIN型Si光电传感器在叶片的另一面进行透射光探测,透射光信号经调理电路放大、滤波后,通过ZigBee网络发送至数据接收节点。根据采集的光信号计算透射率(T890和T980)、比值植被指数(RVI)和调整型归一化差异水分指数(MNDWI)等参数,分析了各植被指数与不同叶位含水率之间的相关性,结果显示仪器应用的最佳叶位为完全展开叶片的倒二叶中部,含水率检测范围为70%~80%,且分辨率为0.3%。选取了T890、T980和MNDWI建立了含水率检测模型,其R_C~2为0.854,R_V~2为0.849,RMSE为0.010 3。
173-178

2013—2015年京津冀新增耕地时空特征与来源分析

摘要:利用2013—2015年土地变更调查新增耕地数据,基于县域和区域两种尺度,运用重心模型、区位基尼系数、地理集中度以及统计分析等方法,分析3年京津冀地区新增耕地时空特征,并从不同来源对新增耕地状况进行深入解析,以期为京津冀后续建设尤其是雄安新区建设提供参考。研究结果表明:从2013—2015年京津冀新增耕地整体看,新增耕地主要集中在中东部平原区、西部山区和北部高原区3大区域;从不同年份分析,京津冀地区新增耕地面积先减后增,重心从京津冀东北方逐渐向西南方偏移,并呈高度聚集态势。新增水浇地是京津冀地区新增耕地的主要地类。新增耕地主要是通过农村土地整治新增耕地的方式而来,大部分来源于草地,生态问题愈发突出。最后,深入分析新增耕地时空变化规律,建议京津冀在未来建设中因地制宜,加大节水力度,注重生态文明建设。
205-213
农业机械学报杂志农业水土工程

小麦/向日葵间作群体水盐运移机理及种间竞争能力研究

摘要:为量化分析河套灌区小麦/向日葵间作群体两作物间相互利用水量、盐分运移机理,明确两作物间种间相对竞争能力,采用根系分隔技术进行试验。研究结果表明:小麦/向日葵间作群体生育期内小麦条带利用向日葵侧水量为78.23~94.23 m~3/hm~2,向日葵条带利用小麦侧水量为44.96~57.97 m~3/hm~2,其中根系在土壤空间的交叉叠加效应可以多利用18.56~42.84 m~3/hm~2小麦带土壤水量,20.79~46.63 m~3/hm~2向日葵带土壤水量,降低1.32%~4.64%小麦条带土壤EC均值,2.26%~3.16%向日葵条带土壤EC均值。水分养分互补效应可以多利用15.12~26.40 m~3/hm~2小麦带土壤水量,47.60~57.44 m~3/hm~2向日葵带土壤水量,降低2.98%~4.69%小麦条带土壤EC均值,1.82%~2.44%向日葵条带土壤EC均值。种间相对竞争能力上,间作群体内小麦的竞争能力强于向日葵,限制间作群体根系的交叉叠加及水分养分互补效应有利于提升向日葵的种间相对竞争能力。
243-251

基于灰度-梯度特征的改进FCM土壤孔隙辨识方法

摘要:土壤孔隙的拓扑结构决定了土壤水分保持和传导能力,对土壤生态过程与功能具有重要影响,但现有土壤孔隙辨识方法存在孔隙边界判别不准确和运行效率较低的问题。为解决这一问题,提出一种基于土壤CT图像灰度-梯度特征的改进模糊C均值(GFFCM)孔隙辨识方法。该方法利用拉普拉斯算子建立灰度-梯度二维特征矩阵,并结合土壤相关先验知识分区构造初始隶属度矩阵和确定聚类数目;然后,基于初始条件实现土壤结构的模糊划分;最后,运用孔隙辨识准则对模糊聚类结果进行优化,完成土壤孔隙结构的精准辨识。以非饱和土壤CT图像为应用对象验证孔隙辨识方法的性能,通过与传统FCM法、快速FCM法(FFCM)的比较,表明GFFCM法有效克服了传统FCM法在隶属度矩阵和聚类数目初始化的不足,解决了初始值制约辨识精确度的问题,在保证孔隙辨识精度的前提下具有较高的执行效率。
279-286
农业机械学报杂志农业生物环境与能源工程

稻秸预处理厌氧强化产挥发性脂肪酸研究

摘要:利用秸秆厌氧发酵技术进行挥发性脂肪酸(Volatile fatty acids,VFAs)生产,是一种极具前景的秸秆新型高值化利用方向。研究了水热、稀酸、稀碱等预处理方式在中温35℃、高温55℃、超高温70℃等发酵产酸温度条件下的产酸率及过程参数。结果表明,不同预处理条件对挥发性脂肪酸转化率影响从大到小为Ca(OH)_2、HCl、水热预处理,碱性发酵较酸性发酵更有利于厌氧产挥发性脂肪酸进行。Ca(OH)_2能够有效地溶解木质素,35℃时Ca(OH)_2的木质素去除率为63.27%,远高于相同温度的水热处理组的12.45%和HCl处理组的12.40%。中温条件下秸秆挥发性脂肪酸产率最高,虽然35℃时因为温度较低使得秸秆降解率不高,但因该温度下被降解的秸秆转化为挥发性脂肪酸的效率高,从而获得了最高的产酸率,各预处理组单位降解底物产酸率在35℃和70℃分别为0.79~1.20 g/g和0.24~0.51 g/g。最佳的碱处理组35℃的挥发性脂肪酸底物挥发分转化率为0.25 g/g,而70℃时仅为0.09 g/g。研究结果为稻秸厌氧强化产挥发性脂肪酸的预处理和温度等选择提供了一定的理论依据。
309-316

多台转鼓式微滤机多模式控制系统设计与实验

摘要:为了实现对循环水养殖系统中多台框架式转鼓式微滤机的控制,方便对系统进行管理和维护,节约生产成本,在分析框架式转鼓式微滤机工作原理和控制要求的基础上进行控制系统的硬件和软件设计,运用STEP 7 MicroWIN SP9 V4.0软件编写了10台转鼓式微滤机的3种运行模式控制程序,PLC在线监控和调试的结果表明:微滤机在手动模式、自动模式和定时模式下均可以正常工作;在水产养殖环境中,使用多模式软逻辑控制系统来控制多台转鼓式微滤机减速电动机和反冲洗泵的运行和停止,相比于易发生故障、检修不便的硬逻辑控制系统具有稳定性好、自动化程度高、成本低等优势,能够更好地应对系统出现故障的情况。研究结果可为转鼓式微滤机控制系统的完善和水产养殖系统装备自动化集成提供参考。
334-340
农业机械学报杂志农产品加工工程

基于太赫兹衰减全反射技术的花生品种快速鉴别

摘要:利用太赫兹衰减全反射技术,结合距离匹配算法,对不同品种花生进行快速分类鉴别。实验随机采集花育36号、鲁花1号和鲁花9号共3个花生品种、总计60个花生样本在0.3~3.6 THz的太赫兹衰减全反射光谱,随后对其吸收系数进行一阶导数及归一化预处理,并建立花生品种的距离匹配快速鉴别模型。距离匹配模型结果显示:3个类别的总体识别准确率可达93.3%,仅有1个样本预测错误。研究结果表明,利用太赫兹衰减全反射技术实现花生品种快速鉴别具有一定的可行性,具有操作简单且快速高效等特点。
361-366
农业机械学报杂志车辆与动力工程

氧化催化器出口温度控制研究

摘要:氧化催化器(DOC)出口温度控制是实现颗粒捕集器(DPF)主动再生控制热管理的关键。本文结合DOC系统的实际特征对系统进行分析,研究DOC传热及化学反应特性,建立了DOC一阶加延迟的载体出口温度响应模型,并利用载体试验数据进行了模型参数校核,同时建立了热响应特征模型时间常数及延迟时间常数与排气流量的关系。依据系统模型特征,研究了基于内模控制架构的PID控制策略,采用Pade二阶非对称近似方法对系统响应延迟部分进行处理,利用经典PID控制器与内模PID控制器等效方法建立了PID参数求解方程,分析了滤波器参数的设置方法。该控制策略通过台架试验,选取连续变化工况进行测试,DOC出口温度在排气流量及入口温度均大幅变化的情况下,可以确保出口温度控制在(575±20)℃范围内。
387-392
农业机械学报杂志先进制造技术及基础理论

自适应低振动步行轮仿生设计与性能分析

摘要:为提高具有高通过性的步行轮平顺性,基于鸵鸟足运动姿态与跖趾关节储能减振机理,运用工程仿生学原理与技术,设计了一种仿生自适应低振动步行轮。有限元数值模拟结果表明,轮上载荷30 N,角速度10(°)/s情况下,相比于传统步行轮,仿生步行轮轮心波动范围在软路面和硬路面分别降低了85.71%和93.33%。采用轻载荷月壤/车轮土槽测试系统验证了仿生步行轮的减振性能。当滑转率小于40%时,仿生步行轮的挂钩牵引力均大于传统步行轮;当滑转率大于40%,且仅在角速度为20(°)/s时,仿生步行轮的挂钩牵引力才小于传统步行轮,表明仿生步行轮在松软地面具有较好的牵引通过性。同时,相比于传统步行轮,当角速度为30(°)/s时,仿生步行轮在软路面和硬路面的加速度分别减少了6.3%和15.8%,振幅分别减小了14.6%和9.6%。在保证松软地面优越牵引通过性能前提下,仿生步行轮比传统步行轮的轮心波动更小,振动明显降低,有效解决了步行轮多边形效应引起的振动问题。
418-426
农业机械学报杂志特约专稿

温室环境控制方法研究进展分析与展望

摘要:温室环境优化调控方法和技术能有效改善温室作物的生产条件,提高光能资源的利用效率,从而实现温室作物的高产、高效、优质生产。为了充分利用国内外的研究成果,促进我国在该领域的研究与应用,从基于设定值、智能算法、多目标优化、多因子耦合和基于作物生长信息的环境控制方法等5方面,综述了温室环境控制方法的国内外研究进展。针对我国该领域的研究现状和存在的问题,提出今后应解决光/温/营养耦合高效控制机理、植物表型高通量检测方法等重大科学问题,突破信息感知、物联网、智慧管控等关键技术,形成具有中国特色的温室智能化测控技术体系。
1-13
农业机械学报杂志农业装备与机械化工程

大豆播种机破碎式仿生覆土装置设计与试验

摘要:受东方蝼蛄刺状挖掘足能够高效挖掘土壤的启发,设计了大豆播种机破碎式覆土装置,以提高其碎土性能。对东方蝼蛄前足的趾爪趾长、趾尖角、趾间距、侧面的楔角进行测量,以此为依据设计了仿生碎土圆盘。破碎式仿生覆土装置由大小碎土圆盘、折弯法兰、固定机架、旋转副、减震弹簧和悬挂架组成。本覆土装置专为双行种子沟设计,可实现对大豆沟槽双侧进行覆土。对仿生碎土圆盘碎土齿进行了受力分析,并利用Ansys及Ls-Dyna软件对所设计部件进行仿真优化分析,得到碎土圆盘切削受力情况土壤的等效应力分布以及覆土过程中种子横向位移。田间试验结果表明破碎式仿生覆土装置完成了覆土功能要求,破碎率达到92.2%,平均覆土厚度为2.4 cm,平均种子行间距为10.1 cm。
34-40

4CML-1000型链耙式地膜回收机设计与试验优化

摘要:为了解决传统搂耙式地膜回收机卸膜和装箱困难、作业连续性差等问题,设计了一种链耙式地膜回收机,可以连续实现搂膜集膜、输膜抖土、卸膜过程。该回收机主要由机架、起膜铲、链耙、集膜箱等部件组成。为了使地膜回收机的性能达到最佳,首先在土槽实验室内对回收机的结构参数和工作参数分别进行了单因素试验和响应曲面优化试验,通过土槽试验得到地膜回收率、脱膜率、夹带土壤质量3个指标的二次回归方程、响应优化曲面及最佳参数组合。最佳参数组合为:耙齿总成间距300 mm,单排耙齿数5个,耙齿入土深度84.41 mm,回收机前进速度2.542 km/h,链耙线速度0.417 m/s。通过大田验证试验,得到优化后的地膜回收机性能指标为:地膜回收率90.2%,脱膜率88.1%,夹带土壤质量0.41 kg/m。大田试验表明,链耙式地膜回收机满足生产要求。
66-73

喷嘴喷施不同生物农药雾滴特性研究

摘要:为了研究不同类型和大小的液压喷嘴、不同生物农药喷雾样本对雾滴特性的影响,采用激光粒度分析仪、喷幅宽度测定装置等对美国Teejet公司的平面扇形喷嘴XR8004、XR11004和中空锥形喷嘴TXA8002、TXVK8004等4种常规喷嘴和7种不同喷雾样本(普通自来水和6种美国Bioworks公司的生物农药),分别对相同和不同喷雾压力、相同喷雾高度和相同喷雾环境下的雾滴粒径大小分布,以及相同喷雾压力和相同喷雾高度下喷幅宽度等特性进行了对比试验研究,并对结果进行分析。结果表明:在分别与水以一定比例混合后,原液状生物农药的雾滴粒径与水的雾滴粒径大小差异不显著,但比原粉末状生物农药雾滴粒径尺寸大;生物农药在同一喷嘴喷雾下,雾滴粒径随喷雾压力增大而减小;在相同喷雾压力情况下,雾滴粒径大小分布均匀度随喷嘴喷量速率的增大而减小,喷量速率越大,其粒径尺寸越分散、越不集中;喷嘴喷幅宽度的大小随喷雾角度增大而增大,不同类型生物农药的喷雾样本对喷幅宽度影响不大。因此,根据以上喷嘴和生物农药的喷雾特性,对于不同的农作物选择适当的喷嘴型号、喷量流速和喷雾压力来喷施农药,可以提高农药的喷雾效率和有效性。
100-106

基于Rayleigh-Plesset方程的空化模型改进与应用

摘要:为了提高Schnerr-Sauer模型预测空化流场的能力,提出了一种修正的球形空泡动力学模型,结合均相流假设建立了一种基于Rayleigh-Plesset方程的改进空化模型。联立修正后的滤波器湍流模型,分别采用改进后空化模型和Schnerr-Sauer模型对绕二维Clark-Y型水翼非定常空化流动进行计算,得到了不同空化数条件下翼型吸力面上空穴形态随时间变化规律及水动力系数特征。与已有文献的实验结果进行对比分析,结果表明:在准静态片状空化阶段,改进的空化模型计算得到的片状空穴长度基本上维持不变,在空穴尾部捕捉到明显的相间界面,与实验描述较为一致;在云状空化阶段,改进的空化模型模拟的空化区域范围更广,预测的瞬时升力系数与实验值的变化趋势吻合程度更高,且其对云空化周期性演变过程中一些流动细节的预测能力更好。
126-132
农业机械学报杂志农业信息化工程

冬油菜叶面积指数高光谱监测最佳波宽与有效波段研究

摘要:以冬油菜为研究对象,利用连续3季(2013—2016年)不同氮营养水平下冬油菜关键生育期400~1 350 nm冠层高光谱和LAI数据,研究基于偏最小二乘(Partial least square,PLS)回归分析的冬油菜原初光谱(Raw spectral reflectance,R)及一阶微分光谱(First derivative reflectance,FDR)窄波段光谱变量(1、5、10、20 nm)和宽波段光谱变量(40、80、100 nm)与LAI之间关系,确定可稳定指示油菜LAI时空变化的最佳波宽及其有效波段。在此基础上,进行了基于有效波段最优波宽下冬油菜LAI预测和精度验证。结果表明,冬油菜LAI对氮肥响应具有高度敏感性,可较为充分反映油菜LAI时空变化,其建模集和验证集变异系数分别为65.4%和54.4%;随波宽增加,基于R-PLS和FDR-PLS回归模型的冬油菜LAI预测精度均呈先增加后降低趋势,至窄波段光谱变量和宽波段光谱变量临界处20 nm波宽时达最高,且FDR-PLS预测效果显著优于R-PLS,建模集和验证集相对分析误差(Relative percent deviation,RPD)分别为2.223和2.004。根据FDR-PLS回归模型中各波段变量重要性投影值(Variable importance for the projection,VIP),确定基于该最佳波宽条件下油菜LAI有效波段分别为759、847、921、1 002、1 129 nm。此后,再次构建基于上述有效波段的油菜LAI预测模型,建模集和验证集RPD分别为2.004和1.707,反演效果较为理想。
156-165

基于高阶谱法作物重金属污染元素判别与污染程度诊断

摘要:基于不同铜离子(Cu~(2+))和铅离子(Pb~(2+))胁迫梯度下玉米叶片光谱微分数据,结合高阶谱估计与灰度-梯度共生矩阵(Gray gradient co-occurrence matrix,GGCM)的特征提取方法,提出了Cu~(2+)和Pb~(2+)污染定性分析、污染元素种类识别和污染程度诊断的方法。首先,测量了不同胁迫梯度下玉米叶片光谱数据以及叶片中富集的Cu~(2+)、Pb~(2+)含量;然后,利用高阶谱估计的ARMA模型参数法对各类玉米叶片微分光谱数据序列进行双谱估计,得到bisp_rts和bisp_qs矩阵及其相应的双谱三维图,从而可以直观可视地定性分析玉米是否已受Cu~(2+)和Pb~(2+)污染,辨别出Cu~(2+)或Pb~(2+)污染的元素类别;最后,构造bisp_rts和bisp_qs矩阵相应的GGCM,通过提取各GGCM的纹理参量特征值,诊断玉米叶片受Cu~(2+)和Pb~(2+)的污染程度。实验结果表明:高阶谱估计可以定性分析玉米老叶(O)、中叶(M)、新叶(N)是否已受Cu~(2+)和Pb~(2+)污染,也可辨别出O、M叶片所受Cu~(2+)或Pb~(2+)污染的元素类别;bisp_rts矩阵的灰度分布不均匀性(T1)、能量(T2)特征值均能反映O、M叶片中Pb~(2+)含量的变化,能较好地诊断O、M叶片中Pb~(2+)的污染程度,而bisp_qs矩阵的小梯度优势(T3)特征值能反映O、M叶片中Cu~(2+)含量的变化,能较好地诊断O、M叶片中Cu~(2+)的污染程度。
191-198

平原区耕作单元地块细碎化对小麦机收效率的影响分析

摘要:平原区耕作单元地块细碎化是影响小麦机收效率的重要因素。以河北省定州市韩家庄村为例,从分析平原区耕作单元地块的细碎化特征入手,定量评估了地块面积对小麦机收效率的影响程度,在此基础上分析了耕作单元地块合并后小麦机收效率的提升状况。研究发现:平原区耕地以权属细碎化为主,耕作单元地块面积小且分散,地块总体狭长,目前不适合大型农机作业;小麦机收效率受耕地面积影响较大,小麦机收的总作业效率、纯作业效率均随着耕地面积的增加而增加,总作业效率理论上可以达到0.430 1 s/m~2,纯作业效率理论上可以达到0.304 9 s/m~2;平原区开展土地整治时,建议切实推行耕作单元地块权属调整及耕地流转,使耕地连片面积达到一定规模,可以明显提高小麦机收效率。
225-231
农业机械学报杂志农业水土工程

陕北生态恢复区不同草地主导服务功能时空变化

摘要:利用生态系统分类及生态参量数据产品,运用In VEST生态服务评估模型,分析了陕北重大生态建设工程实施关键年份(2000—2010年)内草地生态系统类型及其主导服务功能的时空变化特征。结果表明:延安市和榆林市的黄土沟壑区草地生态系统面积明显增加,草地植被覆盖度整体由低覆盖向中覆盖等级转变,其中草原和草丛覆盖度呈明显增长趋势。11年间,各草地类型平均土壤保持能力逐年增加,由大到小呈现草原、草丛、稀疏草地的一致特征,分布于榆林市南部和延安市北部的草原是陕北草地土壤保持服务功能增加的主要贡献者。各类型草地产水功能变化表现为先减少后增加,稀疏草地分布区产水功能对陕北风沙滩区能源化工基地建设、城市生态安全维护以及农牧业可持续发展意义重大。
260-268

覆盖物对冻融土壤热量空间分布与传递效率的影响

摘要:为了明确覆盖物对冻融土壤热量传递阻碍作用的机理和特性,基于冬季大田试验(2016年11月1日—2017年4月30日),设置裸地、自然降雪覆盖、5 cm秸秆覆盖+自然降雪、10 cm秸秆覆盖+自然降雪4种处理,分别测定了不同处理条件下10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 cm深度的土壤总含水率、液态含水率和温度等数据,计算了不同处理条件下冻融土壤的热容量、相变热量和热量变化量等相关参数,进而分析了覆盖物对冻融土壤热量空间分布和传递效率的影响。结果表明:试验期30 cm深度范围内土壤热量交换量占比较大,不同时期内热量变化占比可达54.57%~81.17%;在冻结期4种处理条件下,土壤热量传递整体呈现出热量散失的趋势,在融化期4种处理条件下,土壤热量传递整体呈现出热量吸收的趋势;自然降雪覆盖、5 cm秸秆覆盖和10 cm秸秆覆盖对于热量传递的影响率分别为17%、8%和17%;4种处理条件下土壤热量无变化时间段均较长,分别为29.17%、39.41%、43.33%、50.88%。
292-298
农业机械学报杂志农业生物环境与能源工程

基于时空信息比较的温室环境传感器故障识别

摘要:为了提高温室环境测控系统中传感器数据的准确性,针对温室环境参数变化的时间相关性和空间相似性特点,提出了一种基于主成分分析(Principal component analysis,PCA)的故障检测与基于时空信息比较的温室环境监测系统的传感器故障识别方法。首先利用基于PCA的传感器故障检测方法,通过监控统计量T2和SPE的变化实现传感器系统故障检测;再针对检测出故障的传感器节点,对该时刻传感器节点采用基于时空特性的节点信息比较实现不同传感器的故障识别。分别对比基于时间尺度、空间尺度、时空尺度的节点信息比较方法对传感器故障识别的影响进行了分析与试验验证,验证结果表明:基于PCA的传感器故障检测方法能够有效地实现对传感器系统故障的初步检测,提出的基于时空信息比较的传感器故障识别方法,融合考虑时间尺度和空间尺度的节点信息,能够有效地实现传感器具体故障定位;所建立的传感器故障识别方法检测正确率CDR为98.37%、平均虚警率FAR为1.72%,较传统的传感器故障识别方法检测正确率CDR提高了22.067个百分点,而平均虚警率FAR则降低了15.762个百分点,能够有效地保证故障诊断效率、提高故障诊断精度、降低虚警率,具有可靠性和准确性。
319-326
农业机械学报杂志农产品加工工程

物理处理对大豆蛋白-磷脂酰胆碱结构影响的拉曼分析

摘要:利用拉曼光谱技术分析了超声处理及高压均质作用下大豆蛋白-磷脂酰胆碱复合物结构的变化规律。研究表明,超声处理及高压均质处理均提高了大豆蛋白α-螺旋结构及无规则卷曲结构含量,并降低了大豆蛋白的β-构型结构。大豆蛋白-磷脂酰胆碱交互作用显著降低了蛋白质α-螺旋结构,并转变为无规则卷曲结构及β-折叠结构。超声处理及高压均质作用下大豆蛋白-磷脂酰胆碱复合物中蛋白质α-螺旋结构均低于高速分散处理组,而β-折叠结构及无规则卷曲结构含量较高。超声处理、高压均质作用下大豆蛋白色氨酸、酪氨酸残基趋于"暴露态",促进了与磷脂酰胆碱之间的疏水交互作用。大豆蛋白-磷脂酰胆碱的交互作用位点为大豆蛋白疏水氨基酸侧链及磷脂酰胆碱疏水脂链,两者之间的疏水作用是大豆蛋白-磷脂酰胆碱交互作用的主要形式。超声处理、高压均质作用下大豆蛋白二硫键构型未发生显著变化,仍保持旁-旁-反式构象振动模式。大豆蛋白-磷脂酰胆碱交互作用也未改变二硫键构型。
345-350
农业机械学报杂志先进制造技术及基础理论

空间刚柔耦合并联机器人动力学求解策略

摘要:针对空间刚柔耦合并联机器人在动力学方程求解过程中存在的违约问题,提出了一种基于瞬态刚体校正法的非线性动力学模型求解方法。利用自然坐标法和绝对节点坐标法构建该3-RRRU并联机器人的正动力学模型与逆动力学模型,考虑各支链柔性空间梁单元的剪切效应,并可描述其大范围非线性弹性变形。基于自然坐标法和刚性机构的运动学模型,分别提出2种动力学模型的瞬态刚体校正法,同时从系统能量等角度总结出获取该动力学系统稳定因果解的求解策略。仿真结果表明,动力学方程的求解精度为10-6,约束方程的相容误差为10-8,满足工程应用的要求,且有效地改善了动力学系统的综合收敛性能。通过圆形轨迹跟踪实验可知,与理想刚性模型的控制方法相比,基于逆动力学稳定因果解构建控制方法最大跟踪误差降低了0.372 mm,圆度误差降低了1.46 mm;各柔性杆上特征点处主应变测量值与理论计算值均处同一数量级,且具有相同的变化趋势,从而验证了该方法的有效性。
376-384

棒状铁镓合金磁滞特性和功耗特性分析

摘要:铁镓合金的磁滞和功耗特性是研究磁致伸缩换能器工作效率的基础特性。基于霍尔效应和法拉第电磁感应定律设计了一套磁致伸缩材料磁特性自动测试系统,利用该系统分别测试了铁镓合金棒不同磁场频率和不同磁感应强度下的磁滞回线,得知矫顽力和剩磁都随磁场频率和磁感应强度的增加而增加。基于磁滞回线计算了相同磁感应强度在不同磁场频率下的电磁损耗和介质储能,通过对电磁损耗曲线进行拟合,将电磁损耗分离为磁滞、涡流和剩余损耗。结果表明:磁感应强度为1 725 m T时,磁场频率由30 Hz增至70 Hz,电磁损耗和介质储能分别增加了3.24倍和1.96倍,分离后的磁滞、涡流和剩余损耗分别增加了1.33倍、5.26倍和7.35倍。磁滞损耗所占比例由56.87%下降至31.31%,涡流损耗所占比例由32.98%上升至48.69%,剩余损耗所占比例略有上升。对于高频工作条件下的铁镓换能器,通过对铁镓棒切片处理,减小了涡流损耗,提高了铁镓换能器的工作效率。
411-418
农业机械学报杂志特约专稿

农业物联网技术研究进展与发展趋势分析

摘要:以人力为主的现有生产模式与劳动力持续减少、人均农业资源匮乏与农业资源利用率低、新农民年轻化与劳动力老龄化是阻碍我国农业实现现代化的主要矛盾。依赖智能装备实现精准化、自动化和智能化的农业生产,提高农业生产率、资源利用率和土地产出率,是解决以上矛盾的重要途径。农业物联网是以挖掘农业生产力、提高农业装备精准化水平、实现农业生产智能化的新兴技术,集农业信息感知、数据传输、智能信息处理技术于一体,并根据大田种植、设施园艺、畜禽养殖、水产养殖以及农产品物流的重大需求,形成典型的产业应用。本文重点总结了近年来农业信息感知方向在农业个体标识研究与感知机理及工艺的最新发现、农业信息传输方向在低功耗广域网的最新成果、农业智能信息处理方向的农业大数据技术与农业人工智能技术的重大突破,提出以农业业务模型驱动农业业务控制、以设备管理设备的农业物联网架构,人的主要角色是实时数据与价值信息的消费者,农业物联网驱动的农机装备智能化作业是最主要的劳动力来源;进而对比国内外农业物联网技术应用与集成现状,分析农业物联网发展的制约因素,提出我国农业物联网发展策略,最终得出农业物联网技术的未来研究重点与发展方向。
1-20
农业机械学报杂志农业装备与机械化工程

结合Beltrami流和递归滤波的高光谱图像分类方法

摘要:提出一种结合Beltrami流滤波和域转换递归滤波的高光谱图像分类算法(BFRF-SVM)。分别利用Beltrami流对主成分分析(PCA)降维后的高光谱图像滤波方法和域转换递归滤波方法对全光谱波段进行滤波,两种空间信息进行线性融合后交由支持向量机(SVM)完成分类。实验表明,相比使用光谱信息、高光谱降维、空谱结合的SVM分类方法,以及边缘保持滤波和递归滤波以及形态学滤波特征方法,本文提出的BFRF-SVM方法对高光谱图像的分类精度有较大提高,验证了该方法的有效性。
42-50

凸轮摇杆式摆动型玉米株间除草装置设计与试验

摘要:为满足我国北方玉米苗间机械除草作业需求,设计了一种凸轮摇杆式摆动型玉米株间除草装置,阐述了除草装置的总体结构与工作原理,对其关键部件凸轮摇杆机构和除草刀进行参数化设计,通过对除草装置避苗过程的运动和受力分析,得到影响其作业效果的主要因素及各因素的取值范围。以前进速度、弹簧刚度和除草刀转速为试验因素,以除草率、伤苗率为试验指标,在室内土槽中进行L9(34)正交试验,以考察试验因素对除草装置工作性能的影响。结果表明,各因素对指标影响的主次顺序为弹簧刚度、前进速度、除草刀转速;最优水平组合为弹簧刚度60 N/mm、前进速度0.6 m/s、除草刀转速130 r/min。以最优水平组合进行验证试验,结果为除草率89.8%,伤苗率2.1%,证明其具有较优的作业性能。
77-85

基于CAN总线的旋翼无人机喷洒模拟系统

摘要:设计了一套高精度、高可控性的无人机喷洒模拟平台,并进行了试验验证。该系统机械部分采用直线导轨结合伺服电机,最大承载质量50 kg,控制部分采用MFC设计上位机控制软件,与主控板STM32通过串口进行通讯,实现对水平和垂直2个方向上伺服电机的控制,同时采用CAN总线与喷洒控制器通讯和远程操控,可以实现喷洒流量控制以及旋翼风速控制。为评价系统运行精度,采用激光测距仪分别对系统在水平运动速度0.05、0.10、0.15、0.20 m/s下和垂直运动速度0.01、0.02、0.03、0.04 m/s下的控制距离进行距离测量,结果显示,垂直和水平方向上,控制参数与实际行程决定系数R2=1,水平与垂直重复精度优于2 mm,系统控制精度高;采用振动测试仪对系统在0.05、0.10、0.15 m/s运行速度下进行测试,通过分析振动数据,在不同运动速度下系统振动均不超过20 m/s2,其中X向和Y向在运行中存在较为稳定的4~5 m/s2的加速度,系统运行稳定。本系统可以有效降低喷洒试验载具成本,降低试验风险。
108-115

水泵水轮机泵工况空化特性与转轮受力分析

摘要:为研究水泵水轮机在水泵工况运行时的空化特性及转轮受力情况,以某一抽水蓄能电站水泵水轮机模型为研究对象,基于Zwart空化模型和SST k-ω湍流模型,进行不同空化数下全流道三维非定常数值模拟和分析,并与实验结果进行对比验证,探讨了转轮及活动导叶中间流面的湍动能分布、叶片上的气泡体积分布和载荷分布,并定量分析了转轮受力情况。结果表明:数值分析结果成功捕获了空化的具体发展过程;随着进口总压的降低,转轮出口的湍动能逐渐增加,空泡首先在叶片吸力面靠近前缘处产生,然后沿流线向出口方向和叶片压力面扩展;由于动静干涉及蜗壳形状的不对称性,转轮径向力变化的周期性和对称性逐步被破坏,揭示了低空化数下水泵水轮机在水泵工况运行时性能变差的主要原因。
137-142
农业机械学报杂志农业信息化工程

基于WOFOST-SHAW耦合模型的冬小麦冠层气温模拟

摘要:以河南省商丘地区为研究区域,在田间实验的基础上,对WOFOST模型和SHAW模型进行本地化标定,利用WOFOST-SHAW模型模拟2016年冬小麦拔节期-成熟期冠层0~80 cm高度每小时气温的变化特征,并将其模拟结果与实测数据进行对比。结果表明,利用WOFOST-SHAW模型模拟的冬小麦冠层,除了80 cm高度,气温的模型效率均大于0.90,超过75%的模拟气温的绝对误差在-1.5~2.5℃之间,说明冠层气温的整体模拟精度较高。WOFOST-SHAW模型对冬小麦冠层各高度的日最低气温的模型效率平均值为0.86,日最低气温模拟值偏高0.53℃,说明冠层日最低气温的模拟值与实测值吻合度较高。同时冬小麦易受冻高度层模拟气温能准确地反映0℃以下的冠层日最低气温,因此,WOFOST-SHAW模型可以很好地模拟冠层气温,提升SHAW模型的适用性,可为冬小麦晚霜冻害的监测提供参考依据。
164-172

县域“旱改水”项目遴选布局方法与实证研究

摘要:从分析遂溪县"旱改水"建设适宜性和空间稳定性入手,提出了基于耦合协调度模型和冷热点分析方法的"旱改水"建设项目遴选布局方法。结果表明,遂溪县开展"旱改水"建设潜力较大,其中高、中适宜区占耕地总面积的81.08%,主要分布在中东部乡镇;稳定性与适宜性的空间分布差异显著,高稳定性地块主要集中在北坡镇和广前公司,在其余乡镇也有分布;容易改造地块占耕地总面积的41.04%,主要分布在北坡镇、界炮镇、杨柑镇和广前公司等,该类耕地自然禀赋较好、基础设施完备,并且与城镇、交通干线有一定距离,建设占用的可能性较小;"旱改水"建设适宜性和空间稳定性耦合协调的热点区主要分布在杨柑镇、北坡镇、界炮镇和广前公司等中部乡镇,是"旱改水"项目布局的优先选择区域;结合研究区实际,确定遂溪县"十三五"期间"旱改水"建设区总面积462.75 hm2。该研究为科学遴选、布局"旱改水"建设项目提供了方法借鉴。
203-210
农业机械学报杂志农业水土工程

喷灌定额和灌水频次对冬小麦产量及品质的影响分析

摘要:为了解圆形喷灌机不同灌溉定额和灌水频次对冬小麦产量及籽粒品质的影响,于2014—2016年在北京市顺义区进行了水肥一体化大田试验,共设置3种灌水处理(W1、W2、W3),其中2014—2015年灌溉定额分别为135、112.5、90 mm,2015—2016年分别为154.5、132、109.5 mm。每种处理在冬小麦的返青-拔节、拔节-抽穗和抽穗-灌浆期土壤含水率分别达到田间持水量的70%、75%和75%时进行灌水。每个生育时期又按灌水定额设置为1次灌水(C1)和均分成2次灌水(C2),其中C2处理2次灌水时间间隔为9 d。试验结果表明,冬小麦拔节-抽穗期的阶段耗水量和日均耗水量均最大,W1处理产量最高。2015—2016年灌溉定额与灌水频次对水分利用效率的影响均不显著,但水分利用效率有随灌溉定额增加而降低的趋势,最大水分利用效率为W3处理的2.28 kg/m3。在W1和W2处理下,分2次灌水有利于提高冬小麦的穗数、产量和容重等指标,其中W1C2组合获得最高产量9 286.4 kg/hm2。灌溉定额与灌水频次组合对产量的效应中,灌溉定额起主导作用。建议北京地区冬小麦在圆形喷灌机条件下采用W1C2灌水方案,在返青-拔节、拔节-抽穗、抽穗-灌浆期分别灌水45、55.5、54 mm,且均分成2次灌水。
235-243
农业机械学报杂志农业生物环境与能源工程

基于D-S证据理论的智能温室环境控制决策融合方法

摘要:在无线传感器网络下的智能温室环境控制系统中,农作物的生长通常受多种环境因子共同作用。根据温室环境控制系统的实际需求建立基于Dempster-Shafer(D-S)证据理论的决策框架,并提出了一种数据预处理和决策融合方法。首先,使用箱线图检测量测数据中的异常值,考虑到现有直接剔除异常数据处理方法的弊端,提出了一种异常数据自适应修正方法;然后,利用加权平均距离聚类处理更新后的数据;最后,根据所提出的基于加权相似度的基本概率分配方法结合D-S证据理论进行融合,为温室环境控制做出正确决策。实验结果表明,箱线图检测异常数据更为准确,其检测率比狄克逊准则高近19.2%,对于不确定性融合结果,本文提出的基于加权相似度的基本概率分配方法相比现有方法降低了1~2个数量级,不仅可以提高温室环境参数融合精度,加快收敛速度,同时还能有效地降低决策风险。
268-275

玉米秸秆及其发酵沼渣热解动力学研究

摘要:为研究厌氧发酵过程对秸秆类生物质热解特性及动力学的影响,以玉米秸秆及其厌氧发酵沼渣为研究对象,分析了二者热解特性,分别采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法和Starink法对热解活化能分布进行研究,并结合Malek法对其主要热解阶段的最概然机理函数进行了探讨。原料基本特性分析结果表明,玉米秸秆经过厌氧发酵后,挥发分含量减少19.48%,固定碳含量增加27.87%,半纤维素与纤维素相对含量分别降低了39.94%与30.96%,木质素相对含量增加了109.14%。热重试验结果表明,与玉米秸秆相比,发酵沼渣最大失重速率减小,且残炭率较高。对二者热解动力学分析结果表明,发酵沼渣的活化能主要分布于91~130 k J/mol之间,低于玉米秸秆原样;二者机理函数可采用两阶段理论描述,当转化率小于0.6时可由反应级数n=2机理模型进行描述;当转化率大于0.6时,玉米秸秆更符合圆柱形对称三维扩散机理(D4),发酵沼渣更符合球形对称三维扩散机理(D3)。本研究为发酵沼渣热解制备生物燃料工艺条件优化和工业化应用提供了理论依据。
296-304
农业机械学报杂志农产品加工工程

稻谷籽粒内部热湿传递三维适体数学模型研究

摘要:针对稻谷热风干燥过程中出现爆腰,而其机理又尚未明确的问题,以图像法构建稻谷籽粒三维适体网格,TPS法测定导热系数,逆推法计算水分有效扩散系数,利用COMSOL Multiphysics软件模拟计算热风干燥过程中稻谷籽粒内部的温度和水分分布,并与实验结果对比。结果表明:三维适体数学模型具有较高的精度,干燥过程中稻谷籽粒干基含水率模拟数据与实验数据最大误差低于8%;稻谷籽粒内部温度和水分分布梯度沿径向(短轴)比沿轴向(长轴)大,且水分梯度维持时间远大于温度梯度;沿籽粒径向由外表面至中心1/3长度内的水分梯度较径向其它部分的水分梯度大,与实验观察的爆腰由籽粒表面向内扩展相吻合。研究结果为准确预测籽粒内部的干燥应力,揭示稻谷爆腰机理提供了基础。
329-334
农业机械学报杂志车辆与动力工程

四驱汽车电控分动器性能预测与试验

摘要:为了探讨四驱汽车电控分动器的传动性能,以带多片式离合器式的电控分动器为研究对象,提出一种基于遗传PID控制的电控分动器性能预测方法。首先通过分析分动器各部件功耗损失,构建电控分动器传动特性预测模型;其次探讨离合器摩擦副数、摩擦片内外径、润滑油粘度等参数对其性能传递的影响规律;最后在电控分动器试验台上开展了分动器性能试验。试验结果表明,所提性能预测方法能较好地预测行驶过程中电控分动器传动特性,为后期控制系统设计提供理论依据。
358-365
农业机械学报杂志先进制造技术及基础理论

仿生变刚度关节设计与试验

摘要:变刚度关节是一种具有本质柔顺性的机器人机构,能够提高机器人与人交互作用时的安全性。本文设计了一种采用弹簧片的机械式仿生变刚度关节,利用差动轮系实现关节位置与刚度的独立控制。基于弹簧片大挠度变形,在关节中采用的2种弹簧片末端施力结构对刚度特性的影响进行分析,仿真结果表明,末端施力结构对偏转时的刚度变化有较大影响。对变刚度关节样机的刚度性能进行试验,试验结果与仿真结果一致,表明该关节具有较大的刚度变化范围,并且2种末端施力结构可以分别满足持续高刚度和碰撞安全性的应用要求。
390-396

腔式压电气流发电机结构与性能研究

摘要:为满足农业物联网实时状态监测系统的供电需求,提出了一种腔式压电气流发电机,并从理论和试验两方面进行了研究,获得了激励参数(激励距离、气流压力)及结构参数(主副腔长度及直径)对输出电压的影响规律。研究结果表明,其他参数确定时,存在最佳距离df、最佳主腔长度lc及最佳腔盖孔径dr,使发电机输出电压最大,且df、dc 、dr及其所对应的最大电压均随气流压力增加而增加。此外,气流压力较低时存在最佳副腔长度27,使输出电压最大,且lr随气流压力增加而减小,所对应的最大电压随气流压力增加而增加;相反,气流压力较高时,输出电压随副腔长度减小而增加,无副腔时输出电压最大。故实际测试中可根据气流压力确定腔体尺度。试验测得发电机最大功率为2.61mW。
421-425
农业机械学报杂志特约专稿

油菜精量播种技术研究进展

摘要:油菜精量播种技术是机械化、规模化种植实现节本增效的重要途径之一,也是油菜全程机械化的研究重点和难点。本文分析了国内外油菜生产概况和主要播种装备,重点阐述了油菜播种环节的精量排种、种床整理和播种智能化等关键技术的研究现状和发展动态。油菜精量排种技术作为精量播种的基础和核心,依据不同的结构和原理分为单体式排种技术和集中式排种技术;阐明了油菜种植的播种深度和畦沟深度稳定性影响要素及其保证播种和畦沟深度及厢面平整度的实现方式;分析了油菜精量排种器漏播检测补种、自动导航和变量播种技术等3项油菜播种智能化技术的研究进展。在系统总结和分析我国油菜种植特点和发展趋势的基础上,指出了现阶段油菜精量播种技术难点,并提出高速、宽幅、高效和精量的气力式排种技术、播深稳定性调控技术、降附减阻防堵的耕整地技术和农机农艺农信深度融合技术是油菜精量播种技术的研究重点。自动导航、排种器漏播检测和变量播种等技术是提升油菜播种智能化水平的关键技术。
1-16
农业机械学报杂志农业装备与机械化工程

基于机器视觉和工艺参数的针芽形绿茶外形品质评价

摘要:外形是针芽形绿茶的关键感官评价指标,通常依据色泽、条形、嫩度和匀整度等表象特征进行人工评审,难以做到精准、客观和量化评价。本文以自动化生产线机制的针芽形绿茶为研究对象,基于茶叶品质、形成工艺和视觉形态等内外因素,构建了外形品质的智能感官评价方法。首先,在线采集在制品的17个机制工艺参数和成品茶的图像,进行图像特征提取,选取9个颜色特征和6个纹理特征。进而,通过与专家感官评分进行关联分析,明确了与感官品质显著相关的特征变量。为获取高效的评价模型,采用偏最小二乘法(PLS)、极限学习机(ELM)和强预测器集成算法(ELM-Ada Boost)3种多元校正方法,分别建立了基于工艺或图像特征的针芽形绿茶外形感官的量化评价模型。建模结果表明,基于图像特征建立的ELM-Ada Boost模型(Rp=0.892,RPD大于2),其预测性能优于其他模型,且具有更小的RMSEP(0.874)、Bias(-0.148)、SEP(0.226)和CV(0.018)值。同时,非线性模型的预测性能均高于PLS线性模型,能更好地表征工艺参数、图像信息与感官评分之间的解析关系,且建模速度更快(0.014~0.281 s)。而Ada Boost法作为一种混合迭代算法,能进一步提升ELM模型的精度和泛化能力。结果表明,基于机器视觉和工艺评价针芽形绿茶外形品质是可行的,为拓展茶叶感官品质评价方法和专家工艺决策支持系统研制,提供理论依据和数据支撑。
38-45

摆动式间苗机器人锄刀优化设计与试验

摘要:为提高条播作物的间苗作业效率,针对作物秧苗的初次间苗,设计了摆动式间苗锄刀。建立了间苗锄刀的运动学模型,并通过仿真间苗锄刀工作过程,模拟了间苗锄刀的运动轨迹。选取间苗锄刀的不同刀刃长度、刀刃与刀柄夹角、刀柄长度和刀柄顶端与作物行中心偏距优化参数进行正交试验,将覆盖率和入侵率作为间苗除净率和伤苗率的预测模型,得出最佳结构参数组合为:刀柄顶端与作物行中心偏距55 mm、刀刃长度75 mm、刀柄长度130 mm、刀刃与刀柄夹角65°。对优化后的间苗锄刀进行大田间苗试验,试验结果表明:平均除净率为89.4%,伤苗率为7.2%,满足间苗要求。
70-75

切轴流式双滚筒大豆种子脱粒机设计与试验

摘要:为解决大豆种子脱粒损伤率高和脱净率低的矛盾,提出了钉齿式副滚筒切流预脱、弓齿与钉齿相间组合排列的主滚筒轴流脱粒、切轴流式双滚筒组合脱粒方案,进行了脱粒关键部件结构与参数设计,采用直径较小而短的副滚筒完成大豆植株的打击、抓取和拖带等切流预脱,主脱粒滚筒与副滚筒同向等速且轴向长度和直径均较大,由弓齿与钉齿组合而成,进行大豆的轴流脱粒;设计了样机并进行了脱粒性能试验。采用二次回归正交旋转中心组合优化试验方法,分别建立大豆脱粒损伤率、未脱净率与喂入量、主滚筒转速和主滚筒脱粒间隙关系的回归数学模型,利用Design-Expert 8.0软件对该模型进行优化求解得到最佳参数组合,试验结果表明:在大豆籽粒含水率为17%~19%、秸秆含水率为12%~15%、大豆草谷比1.275条件下,当喂入量为0.44 kg/s、主滚筒转速为489 r/min、主滚筒脱粒间隙为25.06 mm时,大豆脱粒损伤率为1.18%、未脱净率为0.65%;与传统大豆脱粒机相比可使脱粒损伤率和未脱净率分别降低0.22个百分点和0.38个百分点。
102-110
农业机械学报杂志农业信息化工程

基于Android手机平台的玉米叶片含氮量无损检测

摘要:为了提供一种玉米叶片含氮量无损快速检测方法,分析了玉米叶片的颜色特征参数与含氮量的关系,并基于Android手机平台开发了玉米叶片含氮量检测软件。首先获取包含被测玉米叶片与标定色块组的图像,利用标定色块对图像色彩进行校正,以减小外界光照等因素对图像色彩造成的失真。进而进行图像分割、图像平滑和颜色特征信息提取等处理,分析了各颜色特征参数与玉米叶片含氮量的关系,发现绿光标准化值与含氮量之间线性关系最好。应用Java语言和OpenCV计算机视觉库在Android手机平台上实现了玉米叶片的图像获取、图像处理和查看结果等功能。实验结果表明,该方法对玉米叶片含氮量的绝对测量误差为-0.40%~0.35%,均方根误差为0.20%,从采集图像到给出结果所用时间小于10 s。
137-142

基于EnKF-3DVar模型的海淀区地表温度模拟

摘要:以城市化程度较深的北京市海淀区为研究区,基于2005年、2010年和2015年的遥感影像数据,利用基于影像(IB)的算法反演城市地表温度空间分布。将数据同化算法EnKF-3DVar与CA/Markov模型集成,将海淀区的多年平均臭氧浓度空间分布数据同化进行城市地表温度的模拟预测。结果表明海淀区的城市地表温度10年间呈现先下降后上升的趋势,但总体呈现下降趋势,其中2015年的平均温度为31.139 3℃。引入EnKF-3DVar的预测模型能够显著提升模型的模拟精度,所预测的2015年的数据结果 Kappa系数达到0.821 6。在有城市公园绿地的模式下,地表温度高值区呈现缓解趋势,在无城市绿地公园的模式下,城市地表温度高值区呈现出明显的扩张趋势,最高温度达到了56.142 3℃,城市生态绿地对于城市地表温度的空间分布影响巨大,合理布局城市绿地公园意义重大。
166-172
农业机械学报杂志农业水土工程

气候变化与人类活动对地下水埋深变化的影响

摘要:以通辽市科尔沁区为研究区,利用累积距平、M-K突变检验和累积量斜率变化率比较法,对降水量变化与地下水埋深变化进行突变检验,定量评估研究区气候变化与人类活动对地下水埋深变化的贡献度。结果表明:地下水埋深多年来呈显著上升趋势,降水对地下水埋深动态变化的影响存在明显的滞后现象,滞后期为3 a;研究区地下水埋深与降水量突变点为1998年,前期1980—1998年为基准期,后期1999—2016年为影响期;研究区气候变化对地下水埋深变化影响的贡献度为24.5%,人类活动对地下水埋深变化影响的贡献度为75.5%,人类活动是造成地下水埋深下降的主要原因。
199-205

土壤垂直和水平复合载荷-变形关系研究

摘要:基于有限元理论分析了土壤在承受垂直和水平复合载荷下的变形规律。首先通过平板沉陷试验分析确定土壤在垂直载荷作用下的载荷-变形关系,接着考虑水平载荷的影响,通过剪切试验确定土壤的复合载荷-变形关系。研究结果表明,水平载荷会造成土壤的滑动沉陷,水平剪切位移与土壤的滑动沉陷量之间呈线性关系。对影响滑动沉陷量的因素进行了分析,其中影响比较大的因素是垂直方向的载荷以及土壤的塑性参数:黏聚力和摩擦角,而土壤的弹性参数:弹性模量和泊松比对滑动沉陷量的影响比较小。
231-236
农业机械学报杂志农业生物环境与能源工程

缓解奶牛热应激的喷淋水滴粒径研究

摘要:为探讨夏季缓解奶牛热应激喷淋水滴粒径对降温效果的影响,通过现场实验测试了3种平均喷淋水滴粒径(0.829、0.947、1.127 mm)缓解奶牛热应激效果。实验中利用热像仪采集奶牛体表温度,同时测定呼吸频率、直肠温度生理指标,并在此基础上利用Merkel焓差理论分析计算奶牛喷淋降温换热量。结果表明,喷淋过程中,3种粒径(0.829、0.947、1.127 mm)在奶牛脖颈区域平均降温为0.7、1.1、0.9℃,腹部区域平均降温为0.7、1.4、1.5℃,平均呼吸频率分别降低0.6、4.2、2.1次/min;喷淋结束后,3种粒径在奶牛脖颈区域平均降温为0.2、0.4、0.6℃,腹部区域平均降温为0.1、0.5、0.6℃,平均呼吸频率降低-0.4、1.4、1.2次/min。喷淋前后奶牛直肠温度均控制在稳定范围内,且平均喷淋水滴粒径0.947 mm和1.127 mm低于0.829 mm时的奶牛平均直肠温度。3种平均喷淋水滴粒径对应的奶牛单位时间换热量分别为417.4、469.9、430.4 W,其中0.947 mm平均喷淋水滴粒径下换热量最大。因此,平均喷淋水滴粒径0.947 mm更适用于夏季奶牛喷淋降温。
264-269

机械力催化玉米秸秆醇解合成乙酰丙酸乙酯工艺研究

摘要:利用农作物秸秆醇解合成乙酰丙酸酯近年来受到广泛关注,但秸秆的难降解结构制约了秸秆的醇解利用。机械球磨是一种新兴的机械预处理方式,机械力作用可以有效破坏生物质致密结构,提高生物质化学反应性能。以玉米秸秆为对象,首先研究了球磨工艺对乙酰丙酸乙酯及其中间产物和副产物的影响,考察了催化剂类型、催化剂浸渍球磨、球磨时间、球磨介质填充率和球料体积比等因素;球磨显著提高了乙酰丙酸乙酯的产率。在相同H+浓度的条件下,催化剂酸性越强催化效果越好;球磨时间对乙酰丙酸乙酯的影响最大,介质填充率和球料体积比对乙酰丙酸乙酯产率的影响不显著;以乙酰丙酸乙酯产率为指标优化出的球磨工艺为:不添加催化剂球磨,球磨时间为60 min、介质填充率为35%、球料体积比为2。在此球磨条件下,乙酰丙酸乙酯的摩尔产率由20.08%提高到33.34%,基于纤维素的醇解产物总产率由73.18%提高到83.03%。
295-302
农业机械学报杂志农产品加工工程

鲜枣内部综合品质光谱评价指标建立与分析

摘要:为实现鲜枣内部综合品质的在线无损快速检测,利用可见/近红外光谱漫反射技术,针对完熟期壶瓶枣的内部品质,包括含水率、可溶性固形物含量、硬度、可溶性蛋白质含量、维生素C含量5项指标,分别采用竞争性自适应重加权算法(CARS)提取特征波长并建立最小二乘-支持向量机(LS-SVM)预测模型,硬度预测模型的相关系数和均方根误差分别为0.945 2和41.684 9,其余品质预测模型的相关系数均在0.923 0及以上、均方根误差均在3.779 2及以下。在此基础上,对5项品质指标进行了相关性分析,表明在0.01或0.05水平上两两指标间存在极显著或显著的相关性,故采用因子分析法构建了内部综合品质评价指标,建立了CARS-LS-SVM预测模型,结果表明该模型的相关系数和均方根误差分别为0.924 1和6.063 5,预测精度较高。研究表明,所建立的CARS-LS-SVM模型可有效实现鲜枣内部综合品质的评价。
324-329

超声处理大豆分离蛋白-壳聚糖复合物结构性质研究

摘要:为研究超声处理大豆分离蛋白与壳聚糖相互作用及其对复合物结构性质的影响,利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究超声处理大豆分离蛋白与壳聚糖的相互作用,通过SDS-PAGE电泳(十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳)、复合物动态光散射粒度分析、表面电荷和浊度等测定,解析了超声处理对大豆分离蛋白-壳聚糖复合物结构变化与功能性质之间的关系。结果表明,随着超声功率的增加,复合物的紫外-可见吸收光谱的最大吸收峰逐渐升高且发生红移;荧光强度先降低后增加,超声600 W处理时内源荧光强度最大;超声处理影响了大豆分离蛋白亚基组成,主要促进了7S亚基与壳聚糖的相互作用;复合物的粒径先降低后增大;300~500 W处理的复合物ζ-电位表面电荷密度较大,浊度明显降低且溶液分散均匀、性质稳定。说明相对低功率时复合物形成得较为稳定,但超声处理进一步增大后,蛋白质发生不溶性聚集和重排,影响了大豆分离蛋白与壳聚糖之间的相互作用,不同复合物中蛋白质与壳聚糖的相互作用影响了氨基酸残基的微环境、蛋白质的三级结构和分子柔性,进而影响复合物结构和功能特性。
352-358
农业机械学报杂志先进制造技术及基础理论

五自由度混联机器人逆动力学分析

摘要:基于一种具有两转动一移动(2R1T)3自由度的并联机构2RPU/UPR构造了5自由度混联机器人,该5自由度混联机器人具有结构简单、运动学模型简单及模块化程度高的特点。为解决该5自由度混联机器人的动力学问题,首先推导出了并联机构各分支和并联机构动平台独立运动参数之间的3×3速度雅可比方阵;然后求得了并联机构各分支质心速度与动平台质心广义速度之间的速度映射矩阵,并建立了UPR分支和RPU分支的运动学模型,且基于虚功原理建立了并联机构2RPU/UPR的动力学模型;其次运用达朗贝尔原理对并联机构所串联的单自由度摆头进行受力分析,建立单自由度摆头和并联机构动平台之间的力学关系;最后运用Matlab和ADAMS仿真软件,对机器人的理论动力学模型进行了仿真验证,通过所得结果的对比分析验证了理论模型的正确性。
384-391

比例型多泵多速马达传动系统设计与试验

摘要:为了解决目前广泛应用的液压传动输出特性单一等问题,基于比例型多泵和多速马达提出了比例型多泵多速马达传动理论。在阐述比例型多泵/多速马达结构和工作原理的基础上,设计了2种比例型多泵多速马达传动系统,并对其在不同工作方式下的输出特性进行了理论分析,且进一步探讨了多泵和多速马达排量比例系数对传动系统的影响。通过对比例型多泵多速马达传动系统的输出特性的理论拓展,得到该液压传动系统在不同工作方式下输出转速和转矩的一般公式,并搭建比例型多泵多速马达传动系统试验平台。试验结果表明:比例型多泵多速马达通过切换多泵和多速马达的工作方式,可输出多级定转速和定转矩,且各级转速和转矩与排量比例系数相关。该研究为比例型多泵多速马达传动系统的设计和应用奠定了基础。
421-428

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农业机械学报杂志网友评论

wuqingb** 的评论:

第二年在学术点评网订购农业机械学报,送货很及时。 服务态度很好,物流快,快递也好。让我们与学术点评网共同进步!

2019-04-09 16:01:38
qieudf_** 的评论:

帮办公室订的杂志,一本很好的杂志,我很喜欢,学术之家的杂志每次都能按时送到,大家可以放心购买,最关键的是学术之家订便宜不少,我特别喜欢,大赞,一直都是农业机械学报的忠实读者,继续支持。

2017-09-27 08:55:13
mazusha** 的评论:

不错。农业机械学报的质量更像钻石一般。太感谢了!杂志的文章质量很不错。我用我的亲身经历告诉大家,掌柜服务态度非常好。顶你了!

2017-08-29 16:23:22
qgsknm_** 的评论:

文章水平和质量很好,内容丰富,性价比很高,印刷精美,还是一如既往的好,好评!每年的杂志都在学术之家定。从来没有丢过杂志。基本按时到,商家服务态度也很好,我很满意。

2017-08-25 17:17:49
haochid** 的评论:

农业机械学报内容其实不错,也很有启发性,内容编排比较特别,内容具有引导性,不是简单的文字,感觉这本书跟书名还是符合的,学生导师皆宜吧这本杂志,很满意,很有指导价值。

2017-08-09 16:25:10
zhoulon** 的评论:

非常棒的一本,我非常喜欢,一本非常经典一本书,让人欲罢不能不想读的一本书。总之非常喜欢,谢谢学术之家!

2017-08-08 11:14:35
hhhhhhh** 的评论:

12月底投稿,因为年底编辑工作多,一月底收稿,加上中间几天春节,总的审稿时间在半个月不到,第二次给该刊投稿,刊物很不错,不过版面费还是有点高。

2017-06-20 15:34:29
caitian** 的评论:

虽然审稿过程有点着急,中间修改了两次,但最后还是录用咯,从投稿到录用花了将近3个月。编辑都很负责任,校稿超级认真。对文章编排质量要求较高。是一个不错的杂志

2017-06-07 09:19:55
dgsdg** 的评论:

很正规的北大核心期刊,编辑的办事效率超高,编辑老师态度也很好,第一次投后被拒,后来又补了点内容,被录用了,个人觉得只要内容丰富录用的可能性较大。希望对大家有帮助。

2017-04-18 16:16:25
changle** 的评论:

审稿较快,审稿流程也非常规范、严谨。该刊编辑认真负责,注重细节问题,包括标点符号均会提出意见!此外,外生老师意见也相对中肯,非常有价值,对改善文章质量帮助很大!一个非常有质量的杂志。

2016-12-21 15:36:16
shuibu** 的评论:

投了一篇关于农产品加工工程的文章.期间打过一次电话。农业机械学报的编辑人很好,耐心,效率超高。审稿老师的意见也很中肯。值得大家投稿,祝该杂志越办越好。

2016-09-02 08:37:22
  • wennuan**: 杂志非常有效率,编辑态度非常好,审稿人给出了很多专业的意见。
    2016-11-11 11:25:45
baozizi** 的评论:

6月底回复的外审意见,共三个审稿人,两个小修,一个大修,编辑给了大修意见,给了20天的修稿期限,小修主要关于引用文献和小问题,大修的意见是需要补充文章创新点,由于忙一直没有理会修稿的事,到了7月10号才开始认真修稿。修改稿改动不少,回复编辑和审稿人就写了10多页,可能我的态度很好,编辑直接做的决定收录了,总体来说,速度很快,值得推荐。

2016-07-27 09:13:07
yuanyua** 的评论:

所有流程基本都很顺利,有一个审稿专家超期未审编辑部也帮忙催了。专家审稿详细,意见也很中肯。小修上传后当天就录用了,8月12号收到纸质版录用通知。编辑老师也很好,有问必答。

2015-08-13 10:17:43
  • diqqq**: 编辑部老师态度很好,对我的来电咨询非常热情。推荐投稿!
    2016-10-25 10:25:51
yangmi2** 的评论:

都说这个杂志比较不容易中,我也被退稿了。审稿专家和编辑给出的意见很详细也很中肯。虽然被拒了,我也知道是自己水平不够,知道了自己的不足在哪里。编辑不错,很负责,非常好的期刊,还会再来试试!

2015-06-11 11:41:06
ltty** 的评论:

真心很快,每一次的审稿过程基本都不会拖过1个月,审稿过程很正规,编辑部老师和审稿专家提的问题也直中要害,如果有创新性会给与更多的考虑机会,非常好的期刊!研究方向: 工程与材料 机械工程 零件加工制造

2015-02-11 15:18:44
sjsqj** 的评论:

11.10投稿,第二天通知交审稿人,第三天送外审。11.17号外审意见回来(期间有一个周末)几乎只有三个工作日的时间。修改后发表。论文质量写的可以!提的问题都是一些简单的好修改的。修改了一个礼拜11.22日上传,11.24日编辑一到工作日就处理,论文已接受。发表周期较长要到2015年6月,不过可以加急,这个有点坑,就没有选择加急。等着慢慢出版吧。

2015-01-12 17:14:05
wsdff** 的评论:

不得不深深的赞一句,编辑部的老师和审稿专家,编辑部老师对文章的初审速度出奇的快,9-12早上10点投稿,中午14点通过初审,此时便开始外审生涯,31天审稿结束,专家给出的意见是:修改后以研究论文的形式发表,责编意见是:修改后可以发表!在国内一级学报中初审和审稿速度首屈一指!

2014-12-26 09:12:49

农业机械学报评论

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