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期刊信息/Journal information
农机化研究
黑龙江省农业机械工程科学研究院 黑龙江省农业机械学会
农机化研究

黑龙江省农业机械工程科学研究院 黑龙江省农业机械学会

迟宏伟

月刊

1003-188X

njhyj@vip.sohu.com

0451-86662611

150081

黑龙江哈尔滨市哈平路156号

农机化研究/Journal Journal of Agricultural Mechanization Research北大核心
查看更多>>本刊为学术类期刊，国内外公开发行。自创刊以来，历届编委及编审人员以交流大农业概念下(包括农、林、牧、副、渔)的机械化、电气化、自动化的学术、科研成果以及与之相关的综合性述评为办刊宗旨，严把质量关，使本刊的知名度与学术地位日渐提高。近年来，本刊曾多次受到国家农业行政管理部门和国家有关学术组织的表彰与奖励，曾获1994年、1996年、1998年、2000年全国优秀农机科技期刊奖和2002年全国农机优秀科技期刊一等奖；并自1988年起，连续5届被国家权威部门确认为全国中文核心期刊。目前，本刊已被“中国科学引文数据库”、“万方数字化期刊群”、“中文科技期刊数据库”、“中国学术期刊全文数据库”和“中国核心期刊(遴选)数据库”收录；1999年起作为国家级火炬计划项目“中国学术期刊综合评价数据库”引文源期刊，被全文收录，并由清华大学代理向国外发行光盘。
正式出版
收录年代

    元启发式算法在植保无人机路径规划中的研究进展

    张旭东于丽娅李少波张安思...
    1-9页
    查看更多>>摘要：随着无人机系统技术、传感器技术和人工智能算法等相关技术的不断发展，植保无人机路径规划技术在农业生产中备受重视，并被广泛应用。作为航空植保的关键技术之一，植保无人机路径规划面临的是一个复杂且多约束的组合优化问题。传统算法往往难以得到理想的结果，而元启发式算法则因其高效率成为解决该类优化问题的有效手段。为此，首先介绍了农业航空中的路径规划，随后总结出了植保无人机路径规划的关键要素，并使用更为合理的分类方式进行归纳;其次，从算法层面对相关研究所采用的元启发式算法进行分类和梳理，并阐述了其在实际应用中的现状，且根据提出的分类方法和研究特点，全面地归纳了当前的研究成果;最后，针对目前植保无人机路径规划研究存在的问题提出了几条可行的发展思路。

    农机航空植保无人机路径规划元启发式算法乡村振兴农业现代化

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    融合注意力机制的荔枝轻量化检测方法研究

    王聪文晟兰玉彬严倩...
    10-15页
    查看更多>>摘要：针对荔枝果实个体小、生长密集和遮挡严重等特点，为了快速准确地实现荔枝的检测和计数，提出了一种融合注意力机制和多尺度特征图的网络模型。为了提高模型对遮挡和阴影环境下果实的识别准确率，将 Coordinate Attention(CA)注意力机制嵌入至YOLOv4-Tiny模型。为了提高模型对小目标果实的检测精度，在特征金字塔Feature Pyramid Net-works(FPN)结构中生成了两个更大尺度的特征图。试验结果表明:融合注意力机制的荔枝轻量化检测模型的准确率(Precision)、召回率(Recall)和平均精度(mAP)分别为 92。92%、76。09%和 88。51%。与YOLOv4-Tiny和YOLOv3 模型相比，所构建的融合注意力机制的荔枝轻量化检测模型的平均检测精度分别高出 8。84 个百分点和 3。87 个百分点。该模型能够快速、精准地检测出果园环境中的荔枝，适用于果园中荔枝的识别和计数。

    荔枝注意力机制特征金字塔轻量化检测方法

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    基于EDEM的驱动耙旋耕装置的分析与试验

    董成李想尚书旗王东伟...
    16-21页
    查看更多>>摘要：为提高动力驱动耙碎土过程中的效率和碎土率，在现有结构基础上，分析了动力耙耙刀碎土原理，构建了碎土耙刀-土壤动力学模型，并对动力驱动耙刀具长度和角度进行设计。同时，利用EDEM软件以动力驱动耙耙刀转动速度、耙刀外倾角度、耙刀长度为影响因素，以碎土率为检测指标，进行响应面仿真分析试验。试验结果表明:耙刀转动速度对碎土率影响极显著，耙刀外倾角和长度对碎土率影响比较显著;耙刀倾角为 34。7°、耙刀转速为 320 r/min、耙刀长度为 28 cm时，耙刀装置处于最优工作状态。研究结果可为动力驱动耙的开发研究提供参考。

    动力驱动耙EDEM耙刀-土壤动力学模型碎土率

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    复合振动下谷物茎秆分离的离散元模拟研究

    杨华瑞马学东宋梅雪王晓川...
    22-27页
    查看更多>>摘要：为了探究复合振动下农作物颗粒的运动行为和偏析效果，实现谷物茎秆的机械化分离，使用SolidWorks软件建立几何模型，运用离散元软件(EDEM)进行仿真计算。设置生成谷物质量 100 g，茎秆质量 2。5 g，施加复合振动(由频率为6 Hz、相位差为 0、振幅为 20 mm和 10 mm的水平和竖直直线振动合成)，仿真总时间为 10 s，并引入谷物质量分数来量化分层质量。模拟结果表明:容器中的谷物和茎秆在竖直方向上呈现出明显的分层状态，且分层后未出现返混现象。颗粒在复合振动的激励下，分化成抛起和沿容器壁滑动两部分;在整个分层过程中谷物处于主导地位，谷物的平均动能是茎秆的 6 892 倍，两者动能差异是分层的主要原因;在仿真进行到2。85 s时，谷物和茎秆基本上完成了分离工作，分层后谷物质量分数达 99。73%。设置水平和竖直直线振动对比实验，结果表明:复合振动在破坏颗粒力链和提高颗粒流动性方面都有明显优势。

    偏析分层复合振动离散单元法颗粒动能谷物茎秆

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    基于DQN的智能农机路径跟踪控制研究

    杨琰张瑞瑞张林焕陈立平...
    28-34页
    查看更多>>摘要：针对复杂路面条件下无人化农业作业车辆路径跟踪控制精度低、控制器参数整定困难的问题，设计了一种基于深度强化学习的路径跟踪控制算法。基于五层BP神经网络构建了DQN(Deep Q-Network)路径跟踪控制器，实现了网络的轻量化和高度的可移植性。控制器网络的输入状态在采用车辆当前舵角、车辆与目标路径上控制点间横向距离偏差的基础上，引入车辆前方设定距离内的平均路径曲率，实现了车辆转向性能的提高。分别开展了仿真和田间试验，验证了所设计深度强化学习网络算法的收敛性，并对比了有路径曲率输入和无路径曲率输入两种网络的路径跟踪控制性能。仿真试验中，基于正弦曲线对两种路径跟踪控制方法进行训练，两种路径跟踪控制网络收敛后的平均跟踪距离误差为0。008 4、0。017 7 m。在间隔 6m的U型路径上进行田间测试试验，结果显示:有路径曲率输入的模型性能显著优于无路径曲率输入的模型，两种路径跟踪控制方法在路径上平均跟踪距离误差为 0。038 9、0。068 4 m。验证了该路径跟踪控制方法有效性，可满足农业作业车辆路径跟踪控制需求。

    路径跟踪深度强化学习DQN路径曲率智能农机

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    收获工况对甘蔗联合收获机关键机构功耗的影响

    冯玉珍潘明章梁科唐永治...
    35-40页
    查看更多>>摘要：为提高甘蔗联合收获机对不同收获天气、不同甘蔗疏密程度，以及不同收获地形的适应性，将甘蔗联合收获机的收获工况分为晴天收获、雨天收获、甘蔗密度较疏收获、甘蔗密度较密收获、上坡收获和下坡收获 6 种工况，并对其关键机构进行功耗研究。田间试验结果可为甘蔗联合收获机的动力系统设计和动力分配提供依据。

    甘蔗联合收获机载荷特征功率分配

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    鲜食玉米收获机果穗箱减损导流装置设计与试验

    张鑫赵伟聂美玲李志博...
    41-47页
    查看更多>>摘要：针对鲜食玉米联合收获机作业过程中，玉米果穗从输送带上掉落直接砸到果穗箱底板或者果穗先撞击到果穗箱后方侧板再弹跳到底板，二次撞击造成果穗损伤严重的问题，设计了能使果穗减少损伤的果穗箱减损导流装置。该装置焊接在果穗箱体上，由倾斜底板和果穗箱后方侧板与底板连接部分组成。通过对鲜食玉米进行滚动摩擦试验，将果穗箱倾斜底板的倾角设计为 8°;通过对输送带上和离开输送带抛入到空中的玉米果穗进行运动学分析，将果穗箱后方侧板与底板连接部分设计为最速降线，并根据安装位置及尺寸计算出最速降线的参数。为了验证减损导流装置的作业性能，用不含减损导流装置的果穗箱和含有减损导流装置果穗箱的两台鲜食玉米收获机以6、8、10 km/h前进速度进行田间作业试验，结果表明:不同作业速度下，使用含有减损导流装置的果穗箱的底层玉米平均损伤率低于不含减损导流装置的果穗箱，该设计装置符合作业要求。

    鲜食玉米收获机果穗箱减损导流装置

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    驱控一体的旋拧式果实采摘执行器设计与试验

    严童杰冯青春郭鑫杨宁...
    48-55页
    查看更多>>摘要：针对果园智能化采收作业需要，设计了支持总线扩展的驱控一体旋拧采摘末端执行器，旨在为多臂并行采摘机器人研发提供支撑。在对标准苹果树果实物理形态统计分析基础上，结合人工采摘方法，提出了"吸附-夹持-旋拧"的采摘机械操作方法，并设计了基于双舵机驱动的紧凑型采摘执行机构，对其吸盘、夹持和旋拧电机的关键参数进行了优化设计。面向多执行并行采摘需要，设计了基于CANopen通讯的采摘操作驱动器，实现了多执行器的总线扩展。通过现场试验对执行器作业性能进行了测试，结果表明:果实大小在 60～100 mm之间，采摘成功率可达到 90%，吸盘最优停留时间为1。00 s，吸盘最优接近距离为 1。0 mm，最优旋拧角度为 360°。

    采摘机器人驱控一体旋拧采摘CANopen

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    鲜食玉米收获机果穗箱盖设计

    赵伟张鑫叶彤兰海涛...
    56-62页
    查看更多>>摘要：鲜食玉米收获作业初期，玉米直接砸在果穗箱底部将产生严重机械损伤，为减小此阶段的损伤，设计了一款减损果穗箱盖。该箱盖主要由减损板、四杆驱动机构、缓冲弹簧组成，可降低鲜食玉米落至箱底前的速度，从而减少其跌落损伤，实现减损目的。通过对鲜食玉米收获机无盖作业时单个玉米的动能分析，得到单个玉米最小损伤变形能。设计果穗箱盖四杆动力机构，使其满足作业效果;对缓冲弹簧进行受力分析，得到缓冲弹簧的最大载荷，以此确定缓冲弹簧参数。分析有盖作业时鲜食玉米下落碰撞运动，计算得到鲜食玉米接触箱底时的理论变形能，此时的变形能远小于无盖作业，证明了鲜食玉米收获过程中有盖作业减损的可能性。对设计的鲜食玉米果穗箱盖进行田间验证试验，结果表明:果穗箱盖对收获初期鲜食玉米有明显保护作用，通过对果穗箱底进行分区采样，发现箱底中间位置损伤程度低于边缘位置，满足预期果穗箱盖减损要求。

    鲜食玉米果穗箱盖变形能四杆机构损伤

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    轻便式烟苗剪叶机的设计与试验

    王志凌孙宇鸿何培祥
    63-69页
    查看更多>>摘要：合理地对育苗期的烟苗进行剪叶，能增加烟苗移栽时的存活率和烟叶质量。现有的烟苗剪叶机以大中型机械为主，不适合西南地区常用的中棚漂浮育苗。为此，设计了一款轻便式自动调节烟苗剪叶机，以提高在西南地区中棚育苗棚内使用漂浮育苗技术时的剪叶效率，减少用人成本。该机主要结构包括圆盘刀片剪切装置和剪切高度调节装置，剪切高度调节装置能保证剪叶后的烟苗高度保持在同一水平面内。试验结果表明:剪叶完成后烟苗高度标准差为 2。3 mm，烟苗漏剪率为 1。64%，控制精度高，满足应用需求。

    剪叶机轻便式高度调节烟苗

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