首页期刊导航|农业机械学报
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

    基于PSO-Stacking的河蟹投饵量预测模型

    李家弟陈子瑜高晨孙龙清...
    303-309,379页
    查看更多>>摘要：河蟹作为我国重要的水产养殖物种之一,深受消费者喜爱,在河蟹养殖过程中,科学的投饵量是保证河蟹健康生长及提高养殖效益的关键因素.本文通过综合分析影响河蟹养殖投饵量的多种因素,采用集成学习算法建立河蟹养殖投饵量预测模型.搭建数据采集系统,采集包括河蟹生物量、河蟹数量、性别比例、水体pH值、温度、溶解氧含量以及河蟹摄食量等关键参数数据,建立投饵量数据集;运用数据预处理技术对数据集进行平滑处理以及归一化,减少异常值对预测结果的干扰,同时消除特征数据不同量纲的影响;引入粒子群优化算法改进集成学习,建立了河蟹养殖投饵量预测模型,实现河蟹养殖投饵量的准确预测.实际应用测试结果表明本文模型平均绝对误差为0.34971 g,均方根误差为0.491 14g,决定系数达0.903 58.

    机器学习集成学习粒子群优化算法投饵量预测

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    面向炭化产线的秸秆原料成分检测模块设计

    潘宇轩李福朋姜含露朱志强...
    310-318页
    查看更多>>摘要：秸秆作为我国最主要的农林废弃物,是制备生物炭的主要原料,秸秆原料的固定碳、挥发分、灰分含量是影响成炭品质的关键指标,也是炭化热解工艺参数的调控依据.针对当前秸秆炭化产线上对秸秆固定碳、挥发分、灰分成分含量的快速检测需求,设计了一种秸秆原料成分检测模块.首先基于近红外光谱技术开展秸秆炭化成分检测方法的研究,基于在线检测需求选择便携式光谱传感器并设计漫反射检测光路,搭建面向产线的光谱采集单元,采集粗切秸秆在1100～2 500 nm范围内的漫反射光谱,结合Savitzky-Golay卷积平滑(SG)、多元散射校正(MSC)、标准正态变换(SNV)预处理方法和偏最小二乘法(PLS),分别建立了基于全波长和基于竞争性自适应重加权法(CARS)筛选的特征波长的秸秆固定碳、挥发分、灰分含量预测模型,结果表明特征波长的建模效果优于全波长,对固定碳、挥发分、灰分质量分数预测的最优模型分别为SG+MSC-CARS-PLS、SG-CARS-PLS、SG+MSC-CARS-PLS,测试集决定系数R2分别为0.8916、0.9317、0.929 7,预测集均方根误差分别为1.46％、1.39％、0.42％,相对分析误差分别为2.54、3.44、3.18,能够实现精确预测.然后进行秸秆成分在线检测模块设计,模块分为光谱采集单元、供电单元、控制与传输单元,嵌入已构建的秸秆成分预测模型,基于Raspberry Pi 4B开发板和其自带的Wi-Fi模块实现秸秆在线光谱采集、模型计算、数据传输等功能,通过样机试验证明该模块设计及开窗位置选择可以采集满足在线分析要求的近红外光谱曲线,同时采用斜率/截距校正的方法,将实验室模型转移到产线进行在线应用,固定碳、挥发分、灰分含量预测精度均得到提升,可以达到在线分析需求,为热解工艺参数的调控提供数据支撑.

    秸秆炭化产线在线检测近红外光谱

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    不同氢氧化钙投加条件下两段式氨吹脱处理餐厨垃圾沼液性能研究

    王洪芹陈志豪王亮才徐剑翔...
    319-329页
    查看更多>>摘要：为改善氨吹脱技术处理餐厨垃圾沼液时碱剂利用率低、气液接触效果差和氨吸收率低等问题,提高餐厨垃圾沼液氨回收效率和工艺经济性,提出两段式沼液氨吹脱处理工艺,探究了不同氢氧化钙添加量和气流量对餐厨垃圾沼液氨吹脱效果的影响;研究了不同预吹脱(进液速度、预吹脱时间、曝气速度)和氨吹脱条件(投碱量、气液比)对两段式氨吹脱工艺运行效果的影响;并进行了餐厨垃圾沼液氨吹脱工艺经济性评价.结果表明,当氢氧化钙添加量为4.0、8.2、8.7 g/L时,沼液氨氮去除率提升显著(P≤0.05),氨氮去除率分别为85.00％、87.64％、91.79％;当气流量为1、2、3 L/min时总氮去除率分别为81.80％、82.45％、83.46％(P＞0.05);通过氨吹脱装置试验确定两段式氨吹脱工艺处理餐厨垃圾沼液最适条件为第1段预吹脱8h(进气速度20 L/min),第2段投碱吹脱12h(Ca(OH)2投加量8.7 g/L、进气速度40 L/min),最终氨氮去除率为86.61％,总磷去除率为22.21％;对两段式氨吹脱处理餐厨垃圾沼液工艺运行进行评价,投碱氨吹脱条件下处理每立方米沼液成本为7.584元、每千克NH4+-N成本为2.68元.研究结果为两段式氨吹脱工艺处理餐厨垃圾沼液应用提供了参考.

    餐厨垃圾沼液两段式氨吹脱预吹脱氢氧化钙投加氮磷去除

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    不同微藻培养处理下餐厨垃圾沼液氨吹脱剩余液净化效果研究

    郭春春郭亭王亮才徐剑翔...
    330-339页
    查看更多>>摘要：餐厨垃圾沼液富含丰富的营养物质,沼液经过氨氮吹脱后的剩余液仍然含有大量的氮磷养分,是微藻培养潜在的优质培养基.选取小球藻和四尾栅藻两种微藻为研究对象,对餐厨垃圾沼液氨吹脱后的剩余液(本文中称为"氨吹脱沼液")进行微藻培养处理,研究其在不同浓度沼液(质量分数20％、40％、60％、80％和100％)中的生长特性、对沼液中污染物净化效果以及胞外聚合物的分泌情况.研究结果显示,两种微藻在中低浓度沼液(质量分数40％～60％)中生长状态良好,小球藻在质量分数40％的沼液中可获得最高生物量1.0 g/L,四尾栅藻在沼液质量分数为60％时获得最大生物量0.9 g/L,但是在高浓度沼液(质量分数80％～100％)中微藻生长受到一定抑制,氮磷的去除效果降低.利用中低浓度沼液(质量分数20％～60％)培养小球藻和四尾栅藻时,对总氮、硝态氮、总磷和化学需氧量的去除效果较好,小球藻对应的去除率最高分别为41.14％、48.64％、77.70％和62.08％;四尾栅藻对应的去除率最高分别为59.10％、58.39％、82.65％和63.43％,高于小球藻.经过胞外聚合物分析,发现随着培养时间的延长,微藻的胞外聚合物含量先增加后减少;小球藻在40％沼液中含量最高,而四尾栅藻在80％沼液中含量最高,且通过三维荧光光谱分析发现,胞外聚合物主要有机物为溶解性微生物副产物和富里酸.因此,综合考虑微藻生物量、氮磷养分去除效率和沼液稀释成本,四尾栅藻在餐厨垃圾沼液处理中表现出较高的适应性.

    沼液氨吹脱小球藻四尾栅藻氮磷去除胞外聚合物

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    便携式多品种花生种子活力无损检测装置研究

    尹田振彭彦昆李永玉胡黎明...
    340-347页
    查看更多>>摘要：开发了一种基于近红外光谱技术的便携式多品种花生种子活力无损检测装置.该装置以近红外光谱仪为核心,具有成本低廉、检测速度快等优势,可实现对多品种、多状态花生种子的高效非破坏性活力评估.研究发现,种子老化过程中,脂肪和水分等营养成分明显消耗,与种子活力呈显著关联性.为提高检测准确性,采用竞争自适应重加权抽样算法精确识别了水分和脂肪的特征波长,主要分布在1 000～1 150 nm、1 250～1 350 nm和1 400～1 500 nm.基于这些特征波段,建立水分和脂肪质量分数的定量预测模型.对于含水率,采用SNV预处理方法的模型在预测集上达到0.948 6的相关系数和0.292 7％的均方根误差.对于脂肪质量分数,使用SG-MSC预处理后获得了0.852 1的预测集相关系数和2.569 9％的均方根误差.在上述基础上,引入稀疏偏最小二乘判别分析建立了花生种子活力判别模型.结果表明,改进后的模型在所有状态种子的分类准确率均有显著提高.鲁花8号、粒粒红、落日红和小白沙分类准确率分别达到91.20％、90.80％、90.00％和90.00％.相比不考虑特征波长的建模分类准确率(小白沙,74.40％),改进后的分类方法提高15.60个百分点.特别地,当脂肪质量分数低于45％且含水率低于4％时,判定为非活性种子.本研究开发的无损检测装置为花生种子活力的快速、准确评估提供了创新方法,具有在种子质量控制、育种选择以及农业生产中广泛应用的潜力.

    种子活力无损检测特征波长稀疏偏最小二乘判别分析

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    盐渍裙带菜茎叶分离设备设计与试验

    吴树桥黄伟荣袁翔李秀辰...
    348-360,388页
    查看更多>>摘要：针对我国暂无裙带菜茎叶分离专用设备,人工作业存在劳动强度大、人工成本高、工作环境恶劣的问题,以盐渍裙带菜为研究对象,设计了一种立式对辊裙带菜茎叶分离设备.通过对裙带菜茎叶分离过程进行运动学分析和受力分析,确定了影响裙带菜茎叶分离的主要结构参数与作业参数.利用ANSYS/LS-DYNA建立了裙带菜茎叶分离刚柔耦合模型,对茎叶分离过程进行仿真分析,以剥叶辊长度、嵌入棒直径、嵌入棒个数为仿真试验因素,以剥净率为评价指标进行正交仿真试验,根据试验结果利用Design-Expert软件对茎叶分离装置结构参数进行优化,求取剥净率最高对应结构参数分别为:剥叶辊长度140mm、嵌入棒直径15mm、嵌入棒个数10个.以上述结构试制裙带菜茎叶分离设备样机,并开展试验研究,以夹持辊转速、剥叶辊转速、啮合深度为影响因素,以剥净率和破损率为评价指标,开展了正交试验.设定剥净率最高、破损率最低为约束条件得到最佳作业参数为:夹持辊转速60r/min、剥叶辊转速400r/min、啮合深度2 mm,此时剥净率为84.3％,破损率为5.5％.以此最优参数进行样机试验验证,得到裙带菜茎叶分离设备的剥净率为87.0％,破损率为5.0％,试验结果与响应面优化后结果相似.综上所述,该裙带菜茎叶分离设备能够满足生产需求,且对裙带菜损伤较小,为裙带菜茎叶分离提供了有效的解决方案和设计参考.

    茎叶分离剥叶辊LS-DYNA剥净率破损率

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于DEM-MBD仿真的滩涂贝类振动采收设备设计与试验

    李航企张国琛刘法伟李秀辰...
    361-370页
    查看更多>>摘要：针对我国滩涂贝类机械化程度低、理论研究匮乏等问题,设计了一种履带式滩涂贝类筛-刷协同振动采收设备,设备采用双层振动筛-多级滚刷协同采收技术完成贝类挖掘、筛分、输送与分级等作业.以四角蛤蜊为研究对象,对双层振动筛与一级人字形双螺旋采收滚刷进行理论分析,推导其主要结构参数与运行参数范围.基于离散元法与多体动力学耦合仿真方法开展滩涂贝类振动采收仿真研究,确定设备关键结构参数:双层振动筛曲柄长度10 mm,一级人字形双螺旋采收滚刷螺旋升角30°.在辽宁省锦州市对样机开展滩涂贝类采收田间试验,以设备曲柄转速、一级人字形双螺旋采收滚刷转速、二级清理滚刷转速为试验因素,以贝类采收效率、破碎率与漏采率为试验指标完成滩涂贝类采收正交试验,求解设备运行参数最佳组合:曲柄转速为870 r/min、一级人字形双螺旋采收滚刷转速为65r/min、二级清理滚刷转速为110r/min,贝类采收效率为133.80 kg/h、贝类破碎率为5.25％、贝类漏采率为7.46％.采收后50 mm深滩涂底质剪切强度降低65.13％,稚贝回滩率为92.29％,有利于贝类可持续化养殖.该设备满足滩涂贝类采收生产需求,为我国滩涂贝类机械化采收装备的设计提供了参考.

    滩涂贝类机械化采收离散元法多体动力学田间试验

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    不同碱性电解水预处理条件下枸杞变温控湿干燥特性研究

    侯莹崔朝经王永怡郝建雄...
    371-379页
    查看更多>>摘要：干燥效率低导致的能耗高、品质劣变是浆果类热风干燥加工面临的严峻挑战.在前期基于变温控湿的热风干燥研究基础上,为提高枸杞的热风干燥品质,采用不同碱性介质浸泡法(3％Na2CO3,碱性电解水分别处理1、10、20 min)对枸杞进行预处理,探讨其变温控湿干燥特性、微观结构、色泽、复水率、收缩率和营养成分.结果表明:相较于对照组,碱性电解水预处理促使枸杞热风干燥速率提高,显著降低了热风干燥过程中枸杞到达干燥终点所需时间(P＜0.05),碱性电解水预处理10 min,枸杞热风干燥时间最短,有效水分扩散系数为5.020×10-8 m2/min;碱性电解水预处理后,表皮蜡质条带间隙变大,甚至出现条带溶解、断裂的现象;碱性电解水预处理10 min时,热风干制枸杞的色泽最接近于枸杞鲜样,复水率较高,收缩率较低,多糖质量分数、总酚含量和总黄酮含量均显著高于对照组(P＜0.05),分别为9.79％、4.18 mg/g、6.42 mg/g;碱性电解水预处理后,枸杞果胶的组成发生显著变化,包含水溶性果胶、螯合性果胶和碱溶性果胶.枸杞鲜样中果胶主要为碱溶性果胶,碱性电解水预处理干燥后,螯合性果胶含量上升.综上,以碱性电解水对枸杞预处理10 min后干燥,枸杞热风干制品品质最佳.该研究为改善枸杞热风干燥提供了一种简单有效的预处理技术,同时也为其他浆果在干燥过程中的提质、增效提供了一种绿色、环保的技术方法.

    枸杞碱性电解水预处理变温控湿热风干燥

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    乘坐式采茶机人体垂向振动模型及减振设计与试验

    翁晓星谭大鹏蔡勇王刚...
    380-388页
    查看更多>>摘要：为提高乘坐式采茶机作业舒适性,基于人体生物力学原理,通过建立符合人体振动特性的人体模型,分析人体模型参数对垂向动态等效质量、水平动态等效质量和座椅-头部传递函数的影响,并通过垂直传递率、转动传递率和表观质量仿真后得出低频段共振发生在4～6Hz、8～10Hz和20～30 Hz范围内.对整车进行茶田试验,利用加速度传感器获取驾驶员振动加速度等客观数据,分析高频以及低频段共振频率范围内的传递率、时域与频域特性.通过加装聚氨酯泡沫座椅等减振手段,降低传递率,避免产生共振,达到提高乘坐式采茶机舒适性的目的.试验结果表明:在低频段内,座椅处传递率从在0～1.0降低到0～0.2,峰值降低80％,从而改善乘坐式采茶机的噪声和振动性能.该人体模型具有一定的预测精度,可为动态环境下人机界面设计提供重要参考,对在振动环境下舒适性以及进一步研究有关人体振动有一定指导意义.

    乘坐式采茶机人体垂向振动模型人体振动舒适性减振设计

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    龙门式宽幅作业平台车架纵梁结构轻量化优化设计

    赵传波阎琨闫洪峰贾双龙...
    389-401页
    查看更多>>摘要：针对农业机械龙门式宽幅作业平台超重问题,开展了结构轻量化设计研究,提出了一种克服结构分析模型复杂度过高的结构轻量化实现方法,并给出了相应的实施流程.首先面向完整模型复杂且细节多的问题,借助代理模型发展了一种等效弹性支撑建模方法,实现了非关键分析区域的分析模型大幅简化,在保证核心区域仿真分析精度的同时有效降低计算成本.进而,面向零部件多样导致的设计参数过多的问题,采用灵敏度分析识别出影响设计区域应力与质量的关键参数.最后,采用响应面优化方法获得了轻量化设计方案.较现有设计,优化后的纵梁结构设计质量减少约1 424kg,实现整车质量减少4.31％,结构比质量降为118.67 kg/kW,同时满足强度和刚度需求,本文所建立的复杂农机平台轻量化设计方法可为龙门式宽幅作业平台的研制提供参考.

    宽幅作业平台车架模型简化响应面法轻量化

      原文链接:
    • 国家科技期刊平台
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据