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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。
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    农业装备行驶滑动辨识与控制研究现状与展望

    杜小强洪方伟马锃宏李月婵...
    1-20页
    查看更多>>摘要：农业环境中农业装备时常发生行驶滑动现象且具有明显不确定性,滑动现象使行驶机构处于不可控状态,从而影响作业精度,严重阻碍了种植、中耕管理和收获等需要精准作业环节的农业装备信息化及智能化发展.本文从滑动原理、滑动辨识及行驶滑动控制方面,分别对滑动力学特性、滑动辨识方法和考虑滑动的路径跟踪控制的国内外研究现状进行综述.滑动原理方面,着重阐述了针对不同行驶机构的结构特点和行驶地面环境建立的多种行驶机构与地面的系统模型.滑动辨识方面,分别对基于数学模型和基于数据驱动两类方法进行分析,揭示各方法优势与局限性.行驶滑动控制方面,重点归纳了应用于农业装备的路径跟踪控制方法,指出了目前行驶滑动控制研究方法局限性.最后,指出行驶滑动辨识研究对于农业装备自动化发展具有重要意义,未来农业装备行驶滑动研究可以从滑动力学理论模型、滑动实时辨识方法、行驶滑动控制方法等方面开展深入研究.

    农业装备行驶滑动路径跟踪控制滑动辨识

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    花生机械化收获装备与技术研究进展

    申海洋罗伟文吴峰顾峰玮...
    21-38页
    查看更多>>摘要：花生收获季节性强,人工作业劳动强度高,效率低,收获损失大,花生生产需要依靠成熟的机械化收获技术.中国的花生收获机械化水平在花生机械化生产环节中处于较低水平,严重制约了中国花生机械化水平的整体提高.本文在阐述花生收获作业模式为联合收获作业模式、两段式收获作业模式和三段式收获作业模式的基础上,对中国花生机械化收获的挖掘装置和摘果装置进行了系统归纳总结,并阐述了输送链式花生收获机、条铺式花生收获机、挖掘翻秧花生收获机、半喂入和全喂入式花生联合收获机的性能和特点.同时,分析了美国花生机械化收获技术,并对印度花生收获机进行了简述.最后,在总结花生机械化收获装备特点的基础上,分析了中国花生收获机械存在的问题,并对未来发展趋势进行了展望.指出花生机械化收获装备将进入以智能化、精细化、高效化为主导的新阶段.

    花生分段收获联合收获作业模式综述

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    谷子穴播机勺链式导种装置设计与试验

    衣淑娟孙亭瀚陈涛李衣菲...
    39-52页
    查看更多>>摘要：针对谷子播种时在导种管内弹跳严重,导致谷子落地后成穴性差的问题,设计了一种谷子穴播机勺链式导种装置.其工作原理为通过约束种子运移轨迹提高其落地后成穴性,对关键零部件进行了设计,对纳种与投种过程进行了运动分析,确定了影响导种性能的重要因素.为获得最佳参数组合,分别以圆形勺、方形勺、方形平嘴勺3种种勺型式和ABS、橡胶、亚克力3种材料为因素进行单因素试验,试验结果表明方形平嘴勺和橡胶材料效果最佳.在此基础上,以纳种角度、纳种高度和链轮转速为纳种试验因素,以纳种合格率为评价指标;以投种高度、投种角度和链轮转速为投种试验因素,以穴径合格率、穴粒数合格率及穴距变异系数为投种评价指标,通过EDEM离散元仿真软件分别进行纳种过程与投种过程的三因素五水平二次正交旋转组合仿真试验.纳种过程最佳参数组合为:纳种角度45.95°、纳种高度74.05 mm、链轮转速1.76 r/s;投种过程最佳参数组合为:投种角度53.51°、投种高度25.96 mm、链轮转速1.98 r/s.为进一步验证导种装置性能,在最佳参数组合下进行台架验证试验与对比试验,验证试验中纳种合格率为95.53％、穴径合格率为93.29％、穴粒数合格率为94.73％、穴距变异系数为7.46％,台架验证试验结果与仿真试验结果基本一致,相对差值均小于5％;对比试验结果表明,安装勺链式导种装置的播种效果明显优于安装导种管的播种效果,穴径合格率、穴粒数合格率、穴距变异系数最大可提高2.75、3.43、3.25个百分点.

    谷子穴播机勺链式导种装置

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    折叠式棉花宽幅铺膜精量播种机设计与试验

    史增录王美静张学军张燕...
    53-62页
    查看更多>>摘要：为进一步提高铺膜精量播种机的作业效率,解决道路通行不便、田间地头转向困难的问题,改进设计了一种可平行折叠的宽幅铺膜精量播种机,一次作业可完成种床整形、开沟铺膜铺带、播种、覆土等工序.阐述了播种机整机结构及工作原理,对仿形机构、宽幅机架、举升装置和液压系统等关键部件进行设计分析,确定了各部件的最佳尺寸及影响升降过程平稳性的关键因素;通过ADAMS软件对整机展开与升降过程进行刚柔耦合分析,得到展开过程中宽幅机架最大受力点位置以及滑轨梁的变形曲线.为验证折叠式棉花宽幅铺膜播种机的作业性能,对其铺膜、铺带、播种性能进行田间试验,试验结果表明,采光面宽度合格率为92.1％,单粒率为96.4％,膜下播种深度合格率为95.7％,穴距合格率为96.3％,滴灌带纵向拉伸率为0.73％,满足行业标准及农艺要求.

    棉花铺膜播种机宽幅折叠

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    非圆齿轮-连杆组合式水稻钵苗膜上移栽机构优化设计与试验

    辛亮王明成张浩孙国玉...
    63-70页
    查看更多>>摘要：为实现机械化一体式水稻钵苗膜上移栽要求,提出非圆齿轮-连杆组合式行星轮系移栽机构,用一套机构实现取苗、送苗、破膜挖穴和栽植4个工序协同配合作业,满足水稻钵苗膜上移栽所需的轨迹与姿态要求.对移栽机构进行理论分析并建立运动学模型,结合优化目标,基于Matlab GUI平台开发了数字可视化优化设计软件,通过人机交互获得1组满足移栽要求的机构参数.根据优化参数对机构开展结构设计与三维建模,通过ADAMS软件完成了虚拟样机仿真验证.研制了水稻钵苗膜上移栽机构物理样机与多功能试验测试台架,开展了移栽机构在空转和带苗状态下运动学特性和工作性能试验,结果表明,理论轨迹、虚拟样机仿真轨迹和物理样机台架试验轨迹在误差允许范围内保持一致,验证了移栽机构设计的一致性与正确性,性能试验结果:取苗成功率为94％,移栽成功率为92.36％,栽植株距变异系数为2.67％,满足移栽作业要求,验证了水稻钵苗膜上移栽机构设计的合理性与可行性.

    水稻钵苗膜上移栽齿轮-连杆组合机构非圆行星轮系优化设计

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    基于改进YOLO v5n的工厂化育秧田间铺盘装置设计与试验

    虞佳佳李玉周延锁胡万里...
    71-80,116页
    查看更多>>摘要：针对目前工厂化育秧育苗田间铺盘自动化程度低、成本高等问题,设计了一种全自动双边轨道式田间铺盘装置,并配备苗床异常凸起视觉检测模块.首先对铺盘结构工作原理进行分析,之后对铺盘装置满载作业状况进行结构设计、受力分析和仿真分析.为了防止苗床异常凸起导致铺盘时秧盘倾斜,影响炼苗成活率,提出了一种基于CBAM-YOLO v5n的苗床异常凸起目标识别算法,改进后的YOLO v5n算法添加了注意力机制,对苗床异常凸起目标检测准确率、召回率和平均精度均值分别为98.1％、91.7％和94.9％,相对于原模型分别提高1.2、1.7、0.9个百分点.对设计的铺盘样机进行了正交试验,试验结果表明,当铺盘高度为90 mm、铺盘机构转速为550 r/min、铺盘箱平移速度为0.14 m/s时,铺盘成功率最高为96.4％,植入机器视觉模块后,铺盘成功率可达99.3％.设计的铺盘装置可有效降低人工铺盘劳动强度,降低铺盘劳动成本.

    田间铺盘工厂化育秧双边轨道式机器视觉YOLOv5n

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    基于改进 A*算法+LM-BZS算法的农业机器人路径规划

    张万枝赵威李玉华赵乐俊...
    81-92页
    查看更多>>摘要：针对目前农业机器人在全局路径规划过程中存在规划效率低、规划路径折线段多、折线角度大、作业不稳定等问题,以果园履带机器人为运动学模型,提出一种基于改进A*算法+低阶多段贝塞尔曲线拼接(Low-order multi-segment Bezier curve splicing,LM-BZS)算法的路径规划方法.首先,根据先验地图获取果园环境信息,将果树和障碍物视作不可通行区域,并结合机器人本体尺寸,对不可通行区域进行膨胀拟合处理;然后,利用改进A*算法搜索路径,对初步生成路径进行树行节点调整;最后,采用LM-BZS算法对调整后的路径点进行优化处理,生成符合果园履带机器人作业要求的行驶路径.仿真试验结果表明,相较于传统A*算法,本文所提出的改进算法在无障碍和有障碍环境中,路径规划时间分别减少76.75％、86.40％,节点评估数量分别减少36.68％、39.37％;经LM-BZS算法优化所得路径在无障碍环境中,相较于传统A*算法和高阶贝塞尔算法,平均曲率分别降低45.81％、18.94％;在有障碍环境中平均曲率分别降低56.98％、27.81％.场地试验结果表明,果园履带机器人在对本文算法生成路径进行跟踪行驶时,在无障碍和有障碍环境中,最大横向误差分别为0.428、0.491 m,平均横向误差分别为0.232、0.276 m,平均航向偏差分别为11.06°、13.76°,符合果园履带机器人自主行驶条件.

    农业机器人改进A*算法路径规划LM-BZS算法

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    油菜薹对行自走式收获机设计与试验

    单伊尹廖庆喜万星宇袁佳诚...
    93-104页
    查看更多>>摘要：针对我国双低油菜"油蔬两用"多功能开发与利用过程中,油菜薹人工收获效率低、成本高且机械化收获技术与装备缺乏等问题,提出了集低茬双动切割、柔性夹持输送、抛送铺放、横向输送、集箱等环节的油菜薹机械化对行收获工艺方案,并在分析油菜薹种植农艺与机械化收获要求的基础上,设计了油菜薹对行自走式收获机.阐述了整机结构与工作原理,开展了切割装置、夹持输送装置、横向输送装置等关键部件结构设计与理论分析,结合油菜薹沿输送路径迁移的几何与运动学条件确定了收获机主要结构参数与工作参数.田间试验结果表明,当刀机速比系数为0.8、夹持输送速度为0.37 m/s、横向输送速度为0.5 m/s时,收获作业过程中无漏割,夹持输送成功率为93.69％、作业损伤率为7.4％、作业生产率达0.17 hm2/h,收获机各关键部件运行较稳定,可一次性实现切割、夹持输送、横向输送、集箱等工序,各项性能指标满足油菜薹机械化收获作业要求.

    油菜薹对行收获机往复式切割夹持输送横向输送

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    瓶栽鹿茸菇自动采收装置设计与试验

    吴彦强侯献伟喻俊源石浩彤...
    105-116页
    查看更多>>摘要：针对瓶栽鹿茸菇工厂化采收装备缺失的问题,提出了一种"输-定-切-夹"采收工艺,并设计了相应的自动采收装置,阐述了装置总体结构及工作原理,确定了整机作业流程.通过对栽培筐输送过程运动学与力学分析,确定了导流条安装角及输送辊筒参数;基于ANSYS LS-DYNA对切割过程进行了仿真分析,以切割速度、进给速度、带锯条前角及齿距为试验因素,以切割反作用力为响应指标,通过响应面法进行了切割性能建模和优化.结合物理试验确定了最优参数组合:切割速度为6.49 m/min、进给速度为0.12 m/min、前角为25°、齿距为7 mm;采用ABAQUS软件对柔性手指弯曲过程进行了仿真,结合物理试验确定了柔性手指最优结构参数为:气腔厚度2 mm、气腔7个、气压25 kPa、限制层厚度3 mm.整机试验表明,装置运行平稳,采收作业效果良好,平均采净率、平均损失率和平均损伤率分别为98.18％、3.66％和2.75％,满足瓶栽鹿茸菇实际采收要求.

    瓶栽鹿茸菇自动采收装置回转式切割柔性夹持

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    三七茎叶采收机仿生切割刀片设计与试验

    郑嘉鑫王世顺马龙杨文彩...
    117-126页
    查看更多>>摘要：针对传统三七茎叶采收机切割刀片在滑切减阻、刀片刃口锋利性等方面存在明显不足,以切叶蚁上颚结构特征为仿生原型,运用逆向工程技术,提取切叶蚁上颚轮廓曲线,分别基于切叶蚁的切齿齿顶尖锐端和上颚轮廓曲线设计了 A、B两种不同的仿生切割刀片;开展了 EDEM仿真与台架对比试验,仿真试验结果表明,仿生刀片A、B相较于传统刀片的平均最大剪切力分别降低7.74％和3.07％;台架试验结果表明,仿生刀片A、B相较于传统刀片的平均最大剪切力分别降低8.84％和2.53％,并且仿生刀片A、B在提高三七茎秆横切面平整度方面效果显著;3种刀片仿真试验与台架试验所测得的最大剪切力误差均不大于3.64％,仿真试验结果与实际试验结果基本一致.以刀型、切割倾角、切割速度为试验因素,开展正交试验,确定了较优参数组合为仿生刀片A、切割倾角0°、切割速度400 mm/min.基于较优参数组合开展田间试验,结果显示其对三七茎叶采收平均完整率为97.37％,较传统刀片提升2.01个百分点,平均漏割率为2.64％,较传统刀片降低1.46个百分点,表明以切叶蚁上颚切齿齿顶尖锐端为特征点设计的仿生刀片能够有效提升三七采收机作业性能.

    三七茎叶采收机切割刀片仿生切叶蚁

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