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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

    自走式制种玉米联合收获机设计与试验

    赵一鸣戴飞史瑞杰陈俊志...
    121-134页
    查看更多>>摘要：大田玉米收获机收获制种玉米时容易产生伤穗落籽、杂物堵塞等现象,本文针对适收期制种玉米生物特性,设计了一种大型制种玉米联合收获机,采用小行距对行柔性板式摘穗割台和可替换组合式剥皮装置,确保低损摘穗、输送、剥皮作业,降低籽粒损失与损伤;其中割台上方配备钢质覆胶弧形摘穗板,"橡胶+钢质"夹持输送链和六棱低速拉茎辊,可替换组合式剥皮装置采用柔性破皮+揉搓+降速组合形式.通过Plackett-Burman试验设计筛选提取影响机具指标的主要因素,采用Box-Behnken试验设计原理,以机具前进速度、拉茎辊转速和剥皮辊转速为试验因素,以总损失率与含杂率为性能指标,通过田间试验对机具进行检验,优化得出机具最佳作业参数.试验结果表明,优化后,当机具前进速度为4.87 km/h、拉茎辊转速为877.27 r/min、剥皮辊转速为442.52 r/min时,果穗总损失率为1.61％,含杂率为0.55％.田间试验结果表明,当收获机前进速度为4.9 km/h、拉茎辊转速为880 r/min、剥皮辊转速为450 r/min时,果穗总损失率为1.64％,含杂率为0.57％,满足制种玉米机械化联合收获的作业要求,可为制种玉米联合收获机设计与试验提供参考.

    制种玉米联合收获机自走式低损柔性摘穗

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    玉米籽粒收获机组合筛面预筛分式清选装置设计与试验

    王飞阿力木·买买提吐尔逊张俊三李谦绪...
    135-147,166页
    查看更多>>摘要：针对目前玉米籽粒收获机不能适应15 kg/s以上的大喂入量清选需要,设计了一种具备预清选功能的清选装置.首先对玉米脱出物离开螺旋输送器到达预清选筛前的玉米籽粒进行受力分析,然后对曲柄连杆机构的运动模型加以简化.其次分析玉米籽粒在筛面上的运动状态;对离心风机叶轮、蜗壳进行设计计算.采用单因素试验确定风机转速、振动频率、上筛筛孔开度取值范围;以风机转速、振动频率、上筛筛孔开度为试验因素,以籽粒含杂率和清选损失率为评价指标,设计三因素三水平中心组合试验,建立各因素与指标之间的回归模型.通过响应曲面方法对试验结果进行分析,并采用Design-Expert 12对回归模型进行多目标优化.玉米脱出物喂入量为16 kg/s时,得出较优组合为:风机转速1 202.50 r/min、振动频率5.41 Hz、上筛筛孔开度18 mm,在此条件下籽粒含杂率为0.79％,清选损失率为1.10％;验证试验结果表明,当风机转速1 200 r/min、振动频率5 Hz、上筛筛孔开度18 mm时,籽粒含杂率为0.82％,清选损失率为1.14％,试验值与优化值相对误差小于5％,与传统双层往复振动筛清选装置相比籽粒含杂率降低2.07个百分点,清选损失率降低2.13个百分点,证明所设计合理.

    玉米籽粒收获机预清选装置大喂入量曲柄连杆机构

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    油莎豆联合收获机合页筛片式升运装置设计与试验

    何晓宁张方焱尚书旗王东伟...
    148-157页
    查看更多>>摘要：针对油莎豆机械化收获过程中升运振动装置除杂效果不明显,导致油莎豆与土壤杂质等分离不彻底,漏土率较低,伤果率较高的问题,以及在升运输送过程中存在土壤堵塞、回带等问题,结合油莎豆果-土-秧团聚体特性,设计了一种合页筛片式升运装置,通过筛片折弯部分增大筛孔面积,对团聚体提供与链筛运动方向相同的推力,使合页式升运装置提高漏土效率且有效避免了回带现象.对其倾角和固定位置进行了分析和设计,运用EDEM进行仿真试验,以油莎豆链筛线速度、链筛板折弯高度、链筛振动频率为试验因素,以油莎豆团聚体漏土率和伤果率为试验指标,通过三因素三水平正交仿真试验,最终得到输送筛片最佳结构参数组合为:链筛线速度1.151 m/s、折弯高度27.779 mm、振频9.561 Hz,此时升运装置漏土率为96.524％、伤果率为2.439％.田间验证试验结果表明:当链筛线速度为1.2 m/s、折弯高度为28 mm、振频为9.5 Hz时,合页式升运装置平均漏土率为96.05％,平均伤果率为2.38％,与仿真试验所测结果基本一致,满足油莎豆升运链筛工作要求.

    油莎豆收获机升运装置合页式筛片

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    基于变量马达控制的喷雾机驱动防滑系统设计与试验

    孙恬恬毛恩荣傅梁起宋正河...
    158-166页
    查看更多>>摘要：高地隙自走式喷雾机因其作业环境复杂易产生车轮滑转,影响静液压驱动系统流量及压力稳定性,严重时导致整机失去通过性能,故须进行防滑控制,保证其具备驱动稳定性和脱困能力.本文提出一种高地隙自走式喷雾机静液压驱动系统防滑控制方法,采用双线性模型定义滑转率与附着系数之间的关系,设计了滑模控制器,并通过田间非道路试验验证了驱动防滑系统的控制性能.试验结果表明,该系统可将喷雾机滑转率控制在0.15以内.在起步加速与匀速工况下,喷雾机滑转率均值为0.020和0.019;在越沟工况下,可2 s内实现整机快速脱困.以上结果验证了所设计的喷雾机滑模驱动防滑系统具有良好的防滑性能,能够保证喷雾机在典型工况下平稳行驶,有效减少了地面不利条件对整机行驶稳定性的影响.

    喷雾机静液压驱动防滑控制滑模控制滑转率

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    基于涡分析的旋涡泵内流动能量转换特性研究

    杨伟峰张人会杨鸿德陈学炳...
    167-175页
    查看更多>>摘要：为研究旋涡泵内复杂的旋涡特征,量化泵内旋涡体积和强度,分析旋涡结构对能量转换和能量损失的影响规律,采用非定常数值模拟和外特性实验相结合的方法对单级旋涡泵进行分析,综合使用Ω方法和Liutex方法对泵内旋涡进行识别和强度表征,提出平均旋涡强度进行量化研究,并结合动能方程的涡动力学分解式以及涡量分解理论进行分析.结果表明:泵内的旋涡充分发展区域存在螺旋形的管状旋涡结构,该旋涡从叶轮流道流出进入侧流道,并且随着流量的增大,涡管数量减少且旋涡强度降低;流量的增大使得叶轮内的旋涡体积和强度减小,而其在侧流道内相对变化较小,相同工况时叶轮内的平均旋涡强度远大于侧流道内;压力梯度对流体动能转换的贡献最大,旋涡结构引起的动量输运和耗散损失占比较小,但刚性涡量即旋涡结构的强度与动量输运呈正相关,变形涡量则与拟涡能损失相关性较强.

    旋涡泵旋涡Ω方法Liutex方法拟涡能

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    河北省域乡村聚落空间分布及其影响因素研究

    王楠郝晋珉
    176-185,195页
    查看更多>>摘要：在宏观尺度上剖析乡村聚落的空间分布特征及其影响因素,有利于全面了解乡村聚落的空间分异规律及其形成原因,并为村庄规划等工作提供研究基础.以河北省为主要研究区域,借助景观格局指数、最邻近分析、核密度估计等方法,分析乡村聚落的总体变化和空间分布特征,并综合运用分布指数、因子分析法和多元线性回归分析法探究影响乡村聚落空间分布的主要因素.结果表明:2000年以来尤其是2010年之后,河北省乡村聚落主要以外延方式扩大规模,且逐渐呈规模化、集中化分布,其主要集聚分布于地形平坦的东南部地区,且其集聚程度不断提升;高耸地形、不利于农业生产的土壤以及大小规模河湖等自然因素对乡村聚落空间分布的限制性正在减弱,不同等级城镇、道路等区位因素对乡村聚落产生集聚作用的程度和影响半径等有所差异;乡村产住规模、区域经济发展水平和区域基础设施完善度是影响河北省乡村聚落空间分布的主要社会和经济因素,且不同因素的主要作用区域有所差异.研究结果可为我国北方相关地区开展差异化的乡村聚落优化提供理论依据.

    乡村聚落空间分布影响因素分布指数北方地区河北省

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    基于改进DeepLabV3+的荞麦苗期无人机遥感图像分割识别方法研究

    武锦龙吴虹麒李浩雷兴鹏...
    186-195页
    查看更多>>摘要：针对DeepLabV3+语义分割模型计算复杂度高、内存消耗大、难以在计算力有限的移动平台上部署等问题,提出一种改进的轻量化DeepLabV3+深度学习语义分割算法,用于实现无人机荞麦苗期图像的分割与识别.该算法采用 RepVGG(Re-parameterization visual geometry group)与 MobileViT(Mobile vision transformer)模块融合的方式建立主干网络实现特征提取;同时,在RepVGG网络结构中引入SENet(Squeeze-and-excitation networks)注意力机制,通过利用通道间的相关性,捕获更多的全局语义信息,保证荞麦分割的性能.实验结果表明,与FCN(Fully convolutional networks)、PSPNet(Pyramid scene parsing network)、DenseASPP(Dense atrous spatial pyramid pooling)、DeepLabV3、DeepLabV3+模型相比,本文提出的改进算法在较大程度上降低了模型参数规模,更适合在移动端部署,自建荞麦苗期分割数据集上的语义分割平均像素准确率(Mean pixel accuracy,mPA)和平均交并比(Mean intersection over union,mIoU)分别为 97.02％和 91.45％,总体参数量、浮点运算次数(Floating-point operations,FLOPs)和推理速度分别为9.01 ×106、8.215 × 1010、37.83 f/s,综合表现最优.在全尺寸图像分割中,训练模型对不同飞行高度的荞麦苗期分割的mPA和mIoU均能满足要求,也具有较好的分割能力和推理速度,该算法可为后期荞麦补种、施肥养护和长势监测等提供重要技术支持,进而促进小杂粮产业智能化发展.

    荞麦苗期无人机遥感图像语义分割DeepLabV3+轻量化

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    融合注意力机制与多尺度信息的葡萄种植区变化检测

    张宏鸣沈寅威阳光孙志同...
    196-206,234页
    查看更多>>摘要：为准确获取葡萄空间变化信息,实现产业规划和可持续发展,针对葡萄种植区布局分散、面积不一,地物类型复杂,相应不同时相影像异质性较大,严重影响变化区域检测精度的问题,提出了一种融合注意力机制和多尺度信息的变化检测模型(Multiscale difference feature capture net,MDFCNet).在 ResNet101 主干网络的基础上融合 SE(Squeeze and excitation)注意力机制,提升网络对遥感影像中变化特征提取的能力,抑制无关像素干扰.并且设计了交叉差异特征捕获(Cross difference feature capture,CDFC)模块,捕获具有密集上下文信息的差异特征来提升地物类型复杂情况下的变化检测精度,同时设计了监督集成注意力(Supervised ensemble attention,SEA)模块,逐层融合低层细节纹理特征和高层抽象语义特征来丰富多尺度特征,以此增强网络对布局分散、面积不一的种植区的检测能力.在构建的宁夏葡萄种植区变化数据集上进行实验,结果表明,相较于目前主流的SNUNet、A2Net、DSIFN和ResNet-CD变化检测模型,本文MDFCNet方法检测结果最优,相较于性能第2的模型,评价指标中交并比、召回率、F1值和精确率分别提高5.42、5.62、3.48、0.95个百分点.通过消融实验也证明了融合各模块的有效性,相较于基础网络,增加3个模块使得交并比、召回率、F1值和精确率分别提高12.9、5.63、8.64、11.75个百分点.本文模型提取出感受野更大的差异特征可为变化检测提供丰富的推断信息,融合的多尺度特征可以有效避免结果中误检测和漏检测问题,提高了变化区域的完整性和边缘细节保留,为背景复杂的大范围葡萄种植区的变化检测任务提供了解决思路.

    葡萄种植区遥感变化检测深度学习ResNet注意力机制

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    基于深度学习的小麦抗旱相关根系表型原位测量与分析

    段凌凤傅金阳王新轶施家伟...
    207-217页
    查看更多>>摘要：根系是植物吸收水分的主要通道,根系表型与植物抗旱能力息息相关.为了快速准确地获取小麦根系表型指标,利用土培根盒法进行了小麦干旱胁迫实验,共采集18个时间点的根系时序图像.设计了一套基于深度学习的根系图像处理与分析流程,针对土壤遮蔽引起的断根问题,提出了一种融合目标检测网络和沙漏注意力网络的检测-修复两阶段断根修复方法,以修复根系断裂区域,并通过多尺度训练和自适应迭代法提高修复精度和鲁棒性.提取了小麦在干旱胁迫和对照处理下的根面积、总根长、根宽、根深、根宽深比、根密度6个表型性状,分析了小麦根系对干旱胁迫的表型响应.结果显示,干旱胁迫下,小麦会有更低的根系生物量、更深的根系扎根深度及更分散的根系构型.同时计算了小麦根系干旱胁迫耐受性指数,结合主成分分析法,对小麦品种的抗旱能力进行了描述和排序.

    小麦根系表型原位测量抗旱性分析断根修复深度学习

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    遮挡条件下多视角甜椒果实点云三维重构方法

    王昱易振峰谭文超郭金菊...
    218-225页
    查看更多>>摘要：为进行表型原位自动化测量,实现甜椒数字化育种和管理,针对原位果实表型测量中的目标遮挡问题,提出一种多视角甜椒果实点云的三维重构方法.通过虚拟叶片的方法,创建增强数据集,建立基于YOLO v5算法的甜椒果实识别模型,实现对不同遮挡程度果实的识别,同时,构建考虑果实位置与遮挡程度的果实表型采集算法,实现多视角的果实三维数据采集.最后,配准甜椒果实三维点云,提取甜椒表型参数,并通过温室甜椒果实表型,对点云重构方法的有效性进行验证.相较手动测量数据,果实果宽平均相对误差为1.72％,果高平均相对误差为1.60％.试验结果表明,本文所提出的甜椒原位表型点云重构方法,可为遮挡条件下作物表型提供有效的解决思路和可行方法.

    甜椒表型数据增强遮挡条件点云三维重构YOLOv5

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