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期刊信息/Journal information
农业机械学报
中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
农业机械学报

中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院

任露泉

月刊

1000-1298

njxb@caams.org.cn

010-64882610，64882231

100083

北京德外北沙滩1号6信箱

农业机械学报/Journal Transactions of the Chinese Society for Agricultural MachineryCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由中国科协主管、中国农业机械学会和中国农业机械化科学研究院主办的国家级学术期刊，农业工程类中文核心期刊，美国工程信息公司（EI）收录期刊。主要刊登农业机械、农业工程、农用动力和能源、农产品及食品加工机械、农机化以及有关边缘学科的基础理论、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,反映学科最新研究成果和学术水平。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，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。
正式出版
收录年代

    丘陵山地果园全液压遥控式履带动力底盘设计与试验

    李善军陈辉龙彭际博孟亮...
    119-127,201页
    查看更多>>摘要：针对目前丘陵山地果园作业农用底盘整机体积大、行驶作业操作繁琐和通过性差等问题,结合丘陵山地果园开沟、除草和修剪等农艺管理环节的实际需求,设计了一款全液压遥控式履带动力底盘.首先,对动力底盘的整机结构和工作原理进行了阐述;其次,对前置挂载机构、行走系、变幅宽底盘、液压系统、遥控系统等关键部件进行设计和相应的匹配选型;最后,对整机进行了性能试验.试验结果表明:动力底盘在最小幅宽(1 220 mm)和最大幅宽(1 620 mm)的直线行驶偏移率分别为2.24％和2.2％,均满足相应国家标准(≤6％)要求.底盘的转向机动性能良好,最小幅宽原地转弯半径为905 mm,可适应丘陵山地果园相对狭窄的坡地作业环境.遥控操作上下斜坡、翻越田埂、跨越畦沟等过程平稳,满足丘陵山地果园非结构化地形行走要求.挂载链式开沟器进行开沟作业时,沟深稳定系数为88.5％,沟宽稳定系数为92.5％,满足国家标准(≥85％)要求.整机工作性能满足丘陵果园复杂坡度地形管理作业要求,可为丘陵山地果园田间管理作业的有效实施提供综合应用平台和技术支撑.

    丘陵山地果园全液压驱动变幅宽履带动力底盘

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    卷辊式耕层残膜回收机设计与试验

    史增录张学军刘小鹏郭磊...
    128-137页
    查看更多>>摘要：针对耕层残膜老化严重、力学性能差,残膜与土壤混合造成耕层残膜回收拾净率低、含土量高等问题,提出了一种旋耕起抛膜土混合物、弹齿顺向旋转捡膜、逆向旋转卸膜的主动回收方法.设计了卷辊式耕层残膜回收机的整体方案,实现了起膜、卷辊正转捡膜、反转卸膜、集膜的功能.对起膜装置、捡膜装置、正反转机构及卸膜装置等关键作业部件进行设计与参数计算,获得在弹齿机械力作用下,将混合物内的残膜有效钩、挑分离出来的临界条件.运用ANSYS和SPH(Smoothed particle hydrodynamics)耦合方法,构建弹齿捡拾残膜过程的数值模拟计算模型,获得捡膜过程中残膜所受的最大应力及变形,分析了弹齿捡拾残膜的有效性.样机验证试验表明,当起膜刀转速为213.75 r/min、捡拾滚筒转速为43.75 r/min、卷辊正转捡膜转速为131.27 r/min、卷辊反转卸膜转速为167.86 r/min、卸膜轮转速为43 r/min时,卷辊式耕层残膜回收机表层拾净率为82.6％,深层拾净率为71.1％,试验结果符合国家与行业标准的要求,能够从膜土混合物中有效回收耕层残膜.

    耕层残膜卷辊式残膜回收机

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    柔性刷辊式葡萄藤清土机设计与试验

    李金明张佳喜王茂博杨兴元...
    138-148,219页
    查看更多>>摘要：为解决新疆地区现有葡萄藤清土机械伤藤率高、彩条布上方大量覆土影响葡萄藤清土上架和彩条布回收的问题,采用柔性刷辊设计了一种刷辊式葡萄藤清土机.该机关键部件为清土装置,作业时通过清土刷的旋转运动和横向伸缩机构的往复运动将彩条布上方的覆土清除.首先进行清土刷结构设计和材料选择,然后对清土刷工作过程进行运动学理论分析,得到影响清土机作业性能的主要参数.通过单因素试验确定清土刷转速、横向伸缩机构往复速度、清土刷回转直径的合理取值范围,以清土刷转速、横向伸缩机构往复速度、清土刷回转直径为试验因素,以清土率和伤藤率为评价指标,开展三因素三水平正交试验.试验结果表明,各试验影响因素对清土率和伤藤率的影响显著性大小顺序为清土刷转速、横向伸缩机构往复速度、清土刷回转直径.较优参数组合为:清土刷转速250 r/min、横向伸缩机构往复速度0.14 m/s和清土刷回转直径600 mm,在此参数组合下进行3次验证试验取平均值,清土率为90.98％,伤藤率为3.27％,与优化值相对误差均小于5％,证明样机设计合理.

    刷辊式葡萄藤清土机正交试验

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    铡切揉碎协同式牧草揉丝机设计与试验

    陈涛衣淑娟李衣菲陶桂香...
    149-159页
    查看更多>>摘要：针对现有的牧草揉丝机效率低、揉丝质量差、对高含水率牧草不适用等问题,以苜蓿为加工对象设计了一种铡切揉碎协同式牧草揉丝机.对铡切和揉碎过程进行了理论分析,并通过设计计算确定了揉丝机的总体结构和关键部件结构参数.以生产率、丝化率为性能评价指标,进行了以电机输出转速、筛孔直径、喂入量、含水率为试验因素的单因素试验;将含水率为65％的苜蓿作为加工对象,进行了以电机输出转速、筛孔直径、喂入量为试验因素的二次正交旋转组合试验.单因素试验确定了试验因素的取值范围,探究了揉丝机对不同含水率苜蓿的揉丝效果.通过Design-Expert 12.0软件对二次正交旋转组合试验的试验结果进行了响应曲面分析、回归分析及目标优化,得到了试验因素与评价指标之间的回归方程,以生产率和丝化率同时最大化为目标,对电机输出转速、筛孔直径、喂入量进行多目标寻优求解,确定最优参数组合为:电机输出转速443.77 r/min、筛孔直径14 mm、喂入量1.27 kg/s,揉丝验证试验表明,生产率为5 065.98 kg/h、丝化率为94.87％;该装置揉丝效率高、质量好,而且能够揉丝高含水率牧草,满足牧草揉丝机设计要求.

    牧草铡切揉碎揉丝机协同作业

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    基于农药喷施溯源的精准变量喷药监控系统设计与试验

    翟长远张焱龙邹伟宋健...
    160-169页
    查看更多>>摘要：针对现有大田精准施药系统主要以药量变量控制为主,缺乏农药喷施作业数据远程监测与溯源管理等问题,本文设计了基于农药喷施溯源的精准变量喷药监控系统,可实现农药精准变量喷施,作业地块、作业时间、作业面积、农药种类与配比、喷施药量、喷雾压力、实时流量和作业速度等信息的在线监测、实时显示和溯源管理.基于该系统分别开展了施药量计算精度、作业面积计算精度、物联网数据传输稳定性、变量调控系统动态响应、变量调控精度和农药喷施均匀性等试验.试验结果表明,北斗定位测速最大误差为1.33％,平均误差为0.82％,施药量计算误差为1.73％,作业面积计算误差为2.61％,数据丢失率为3.51％;速度连续变化下系统稳定调节时间为4～5 s;不同设定施药量和作业速度下,变量调控精度误差为2.45％;雾滴沉积点密度大于20滴/cm2下,在喷雾机行走和喷雾方向上的喷雾覆盖率变异系数均小于10％,满足精准变量作业要求.本研究可在实现药量变量调控下对农药喷施数据进行溯源管理,为后续开展大田作物农药残留风险评估提供支撑.

    喷杆喷雾机精准施药变量控制远程监测溯源管理

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    连栋温室分段变距喷雾机器人设计与试验

    李天华董广胜姚玉康张观山...
    170-179页
    查看更多>>摘要：针对国内连栋温室缺乏植保喷雾机、机械走直定位与换轨转向精度低等问题,设计了一种连栋温室分段变距喷雾机器人,在实现无人化喷药的同时提高作业精度.为满足连栋温室机械作业路轨结合、精准切换的要求,提出一种通用型移动底盘,并确定其关键设计参数;为减少底盘上下轨时的偏移量,设计轨上矫正装置,通过分析计算及试验验证,确定其安装余量为4 mm;针对底盘对轨误差大的问题,提出一种二维码融合陀螺仪及光电传感器双向垂直寻迹的路面关键点定位与转向控制方法.设计分段变距喷雾装置,提出一种丝杆滑台驱动的喷杆变距方案,分析校验其驱动参数以满足工作要求;基于滚针轴承设计喷杆辅助防抖装置,减小因喷杆剧烈抖动带来的滑台与喷杆损伤.开发底盘运动及分段变距喷雾控制系统,实现喷雾机器人在连栋温室内的全程自动化作业.最后,对样机进行底盘性能与喷雾效果试验.底盘作业时直线行走与对轨误差平均值分别为4.8、5.8 mm,满足控制精度要求;避障距离为34 cm,满足安全性要求;防抖装置的安装使喷杆行进方向的抖动量从-1°～1.3°降低到±0.4°内,喷头方向的抖动量从±0.5°降低到±0.3°内,防抖效果显著;分段变距喷雾作业后,盛果期番茄叶片正面雾滴沉积量为1.76 μL/cm2,反面沉积量为0.2 μL/cm2,雾滴体积中径在100～180 pm之间,满足作业要求.

    连栋温室喷雾机器人扫码定位分段喷雾变距喷雾

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    茶树喷灌防霜中植株储水/冰量动态变化与影响因素研究

    潘庆民鹿永宗张志金矿...
    180-187页
    查看更多>>摘要：喷灌是园艺作物有效的防霜技术之一.为确定茶树喷灌防霜需水量和节约水资源,需研究喷灌过程中植株的储水/冰量动态变化及影响因素.本文设计了一种防滴落、茎杆水收集及称量组合装置,可直接精确获取整株茶树的储水/冰量;试验分析非冻结和冻结、微量和摇臂2类喷头条件下储水/冰量变化的异同;最后探究了冻结下微量喷头喷灌时长对储冰量和茎杆水量的影响.研究结果表明,非冻结条件下,茶树储水量变化经历积累、动平衡和干燥3个阶段;冻结条件下的储冰量随喷灌进行持续增加,并在停喷后较长时间内保持不变,即积累和保持阶段,随后依次经历融化流失和干燥阶段;相同喷灌压力和时长下,微量喷头的储水量和储冰量分别是摇臂喷头的1.2倍和2.0倍;微量喷头喷灌时长对最大储水量无明显影响,约为0.22 kg,最大储冰量则随喷灌时长的增加而显著增加,1.5h的储冰量是0.5h的2.9倍.微量喷头作用的茎杆水量,在非冻结和冻结条件下也较高,分别是摇臂喷头的3.0倍和2.7倍.本文研究了茶树植株表面储水/冰量变化及影响因素,改进了灌木类植物冠层截留量的测量方法,为提升防霜效果和实现精准喷灌奠定了基础.

    茶树防霜喷灌冠层截留储水量储冰量

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    液滴在柔性辣椒叶片表面撞击行为研究

    王松赵笑缘郜周明朱翠翠...
    188-201页
    查看更多>>摘要：液滴撞击叶片时会使叶片发生弯曲变形,这种变形会对液滴的撞击行为产生影响.基于前人液滴撞击刚性表面的理论模型,探究了液滴撞击柔性辣椒叶片时叶片弹性系数对液滴撞击行为的影响,考虑叶片弹性势能、液滴和叶片重力势能,建立了液滴撞击柔性辣椒叶片最大扩散因子数学预测模型.以液滴粒径、撞击速度、撞击点到叶尖距离占比为试验因素,对数学模型进行了合理性验证.结果表明:3个因素对液滴粘附和飞溅均有显著性影响(P＜0.05).数学模型对液滴撞击柔性辣椒叶片最大扩散因子预测误差在10％以内,但此误差会随着叶片弹性系数的增加而减小.液滴撞击柔性辣椒叶片没有发生反弹,和理论模型预测结果一致.液滴粘附时,叶片弹性系数与液滴达到最大扩散的时间呈负相关,与撞击刚性固定叶片相比,达到最大扩散的时间增加量在0.5 ms以内,最大扩散因子减小率在25％以内,传递给叶片弹性势能占初始总能量的比随着叶片弹性系数的增加呈现先减小后增大趋势.液滴飞溅时,在到叶尖距离占比的20％、40％、60％、80％处,与刚性叶片相比,飞溅临界值Kcrit分别增加16.202％、10.515％、6.508％、4.467％,说明叶片越靠近弹性系数小的区域,液滴越不容易飞溅.本文为液滴在柔性植物叶片上的撞击行为研究和喷雾参数选择提供了一种方法.

    柔性辣椒叶片弹性系数撞击行为最大扩散因子液滴反弹预测飞溅临界值

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    双吸式离心泵叶片吸力面泥沙磨损破坏规律与形成机制研究

    张映波赵子龙钱忠东
    202-207页
    查看更多>>摘要：离心泵叶片泥沙磨损是引黄泵站面临的工程难题,采用模型试验及数值模拟相结合的方法,分析了双吸式离心泵叶片出口的磨损破坏规律及其形成机制.采用多层涂层法、丝线法和内窥式成像技术对叶片的磨损特征和近壁面流态进行了分析,并结合数值模拟分析了叶轮流道内的旋涡结构及颗粒轨迹.研究发现:叶片吸力面出口存在左右近似对称的"三角形"磨损破坏区域,该区域存在明显的流动分离;叶轮内的叶道涡和出口回流涡是导致叶片吸力面出口磨损的主要原因.源于叶片压力面进口的叶道涡诱导泥沙颗粒向叶片吸力面出口聚集,造成吸力面出口的集中磨损;叶片吸力面出口附近存在的回流涡诱导颗粒进行轴向旋转运动,加剧叶片吸力面出口的磨损破坏.本研究为双吸式离心泵的抗磨损设计提供了理论支撑.

    双吸式离心泵叶片吸力面泥沙磨损流场观测数值模拟

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    基于Landsat8与Sentinel-1遥感图像融合的土壤含水率反演模型

    陈俊英项茹贺玉洁吴雨箫...
    208-219页
    查看更多>>摘要：针对当前运用单一光学卫星反演土壤含水率时易受到云的影响,单一 SAR卫星反演土壤含水率时易受到地表粗糙度和植被影响的问题,以内蒙古河套灌区沙壕渠为研究区域,以4个深度的土壤含水率为研究对象,分别采用主成分分析(PCA)、施密特正交变换(GS)融合Landsat8和Sentinel-1图像以减少云、植被、土壤粗糙度的影响,并对融合后的图像质量进行评价,然后用融合图像的灰度构建1 134种遥感指数,基于相关系数分析、变量投影重要性分析、灰色关联分析3种变量筛选方法与BP神经网络(BP)、极限学习机(ELM)、随机森林(RF)、支持向量机(SVM)4种机器学习算法的耦合模型反演沙壕渠土壤含水率.研究结果表明:经PCA、GS融合后的融合图像可同时保持Sentinel-1和Landsat8图像的优势,并成功定量反演土壤含水率.基于融合图像构建的三维指数普遍比二维指数对土壤含水率更敏感.在表层土壤含水率反演中,基于GS融合的VIP-ELM模型精度最高(决定系数R2=0.66,均方根误差(RMSE)为1.35％).将GS融合的VIP-ELM模型应用于其他土壤深度含水率的反演后发现,20～40 cm反演精度最高(R2=0.79,RMSE为0.94％),其次是0～10 cm、40～60 cm、10～20 cm.该研究可为多源卫星图像融合反演土壤含水率提供参考.

    土壤含水率卫星图像融合机器学习耦合模型

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