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出版者:机械工业出版社

作者:连赛英 编

出品人:

页数:214

译者:

出版时间:2007-1

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787111051497

丛书系列:

图书标签:

• 机床
• 电气控制
• 数控
• 自动化
• 工业控制
• PLC
• 伺服
• 电机
• 传感器
• 电路

现代农业机械化发展趋势与技术应用 内容概要： 本书系统梳理了全球现代农业机械化发展的历史脉络、当前面临的挑战与未来趋势，并深入探讨了支撑这一转型的关键技术体系。全书共分为六个主要部分，涵盖从宏观政策引导到微观技术实现的多个层面，旨在为农业机械化领域的科研人员、工程师、政策制定者以及相关从业者提供一本全面、深入且具有前瞻性的参考读物。 第一部分：全球农业机械化进程回顾与宏观背景 本部分着重分析了不同国家和地区在推进农业机械化过程中的经验与教训。首先，详细剖析了自20世纪初至今，农业机械化如何从传统的动力替代（如蒸汽机、内燃机）逐步演进至以信息技术为核心的精准农业阶段。特别关注了发达国家如美国、德国、日本在不同发展阶段所采取的产业政策、技术路线和人才培养策略。 随后，本书深入探讨了当前全球农业机械化面临的宏观挑战，包括人口增长带来的粮食安全压力、气候变化对农业生产模式的冲击、农村劳动力结构的老化与转移，以及可持续发展对农业绿色化的要求。我们不再将机械化视为单纯的效率提升工具，而是将其置于全球食物系统重构的大背景下进行审视。本章还引入了“农业4.0”的概念，探讨了数字化、智能化如何成为下一轮农业发展的主要驱动力。 第二部分：精准农业与数据驱动的农机系统 精准农业（Precision Agriculture, PA）是现代农业机械化的核心体现。本部分详细阐述了构建精准农业系统的关键要素。 2.1 传感器技术与环境感知： 深入分析了各种用于土壤监测、作物健康评估、气象数据采集的传感器技术。内容包括光谱分析仪在作物营养诊断中的应用、土壤墒情传感器的数据校准方法，以及无人机搭载高分辨率成像系统（如LiDAR、多光谱、高光谱）的数据获取与预处理流程。 2.2 全球导航卫星系统（GNSS）与作业路径规划： 详细介绍了RTK（实时动态定位）和PPK（后处理动态定位）技术在农机高精度导航中的应用。重点解析了路径优化算法，如何减少重复作业和漏耕面积，实现亩产效益的最大化。 2.3 可变速率施肥与作业控制： 这是数据驱动的直接体现。本章讲解了如何将田间土壤养分图、长势图等空间数据，转化为农机执行机构的实时控制指令，实现变量播种、变量施肥和变量喷药。分析了不同控制模型（如基于区域、基于点、基于模型的控制）的优缺点及适用场景。 第三部分：智能农机与自主作业系统 本部分聚焦于赋予农机“思考”和“自主行动”能力的关键技术，是未来农业机械化的主要方向。 3.1 农业机器人与自动化技术： 概述了应用于田间除草、采摘、巡检等任务的各类农业机器人。讨论了它们在复杂非结构化环境中的感知、决策与执行机制。特别是对基于机器视觉的作物识别、目标定位与路径规划技术进行了细致的分析。 3.2 自动驾驶农机系统： 深入讲解了实现拖拉机、联合收割机等大型农机完全自动驾驶所需的技术栈。包括传感器融合技术（摄像头、雷达、激光雷达的协同工作）、冗余备份系统设计、以及在恶劣天气和复杂地形下的鲁棒性增强策略。特别分析了现行标准下农机人机共驾与完全自主作业的法律与技术障碍。 3.3 决策支持系统（DSS）： 阐述了如何将海量数据转化为可执行的农业决策。这涉及到作物生长模型、气候预测模型与生产成本模型的集成，为农场管理者提供最优的作业窗口和资源配置建议。 第四部分：高效动力系统与新能源农机 随着环保法规日益严格和能源结构转型，农机的动力系统正经历深刻变革。 4.1 传统内燃机的高效化改造： 分析了现代农业柴油机在满足国标排放要求的同时，如何通过电控燃油喷射、废气再循环（EGR）等技术提升燃油经济性和动力输出特性。 4.2 电动化与混合动力技术： 详细介绍了纯电动拖拉机、小型电动作业平台的技术路径。重点讨论了高能量密度电池包在农机应用中的热管理挑战、续航里程限制以及充电基础设施的部署策略。对混合动力系统在需要大扭矩输出作业中的应用潜力进行了评估。 4.3 动力传动系统的优化： 探讨了液压传动、机械传动以及电液混合传动在不同农机上的性能匹配。特别是针对动力换挡、无级变速（CVT）技术在提高作业效率和降低燃油消耗方面的作用进行了量化分析。 第五部分：人机工程学与农机作业安全 本部分强调了在追求效率的同时，必须关注操作人员的健康和作业环境的安全。 5.1 驾驶室设计与人机交互： 讲解了先进驾驶室的设计原则，如何通过优化减振降噪、气候控制来降低驾驶疲劳。详细分析了基于触摸屏、语音控制的智能人机交互界面（HMI）的设计规范，确保信息清晰、操作直观。 5.2 作业安全与风险规避： 探讨了农机作业中常见的安全隐患，如侧翻、碾压、高空作业风险。提出了基于CAN总线和安全PLC的故障诊断与紧急制动系统设计，以及如何通过自动化技术减少人员暴露在高风险作业环境中的时间。 第六部分：农机化服务体系与可持续发展 现代农业机械化已从单一产品销售转向全程化、专业化的服务输出。 6.1 农机租赁与共享经济模式： 分析了当前农机合作社、专业化服务组织（植保队、耕整队）的组织架构、运营模式和盈利点。探讨了物联网技术如何支持农机资产的远程监控和调度，实现资源最大化利用。 6.2 农机报废更新与全生命周期管理： 关注农机设备的维护、维修与回收体系。引入了预测性维护（Predictive Maintenance）的概念，利用历史运行数据预测关键部件的失效时间，指导维修计划的制定，延长设备使用寿命，降低全生命周期成本。 6.3 政策导向与标准建设： 梳理了国家在农机购置补贴、报废补贴、绿色制造等方面的最新政策导向，并分析了国际标准化组织（ISO）在农业机械安全与性能测试方面的最新进展，为我国农机标准的制定提供参考。

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