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出版者:科学出版社

作者:李庆风 编

出品人:

页数:214

译者:

出版时间:2004-7

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787030120830

丛书系列:

图书标签:

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现代农业机械化与智能农机系统设计 本书聚焦于当前农业生产面临的挑战与未来发展方向，深入探讨现代农业机械化进程中的关键技术、智能农机系统的构建与应用，以及面向可持续农业的解决方案。本书旨在为农业机械工程领域的学生、研究人员以及农业技术推广人员提供一本兼具理论深度与实践指导价值的参考手册。 --- 第一章：全球农业生产环境与机械化需求分析 本章首先对全球农业资源现状、气候变化对粮食安全的影响进行宏观分析。重点阐述了发展高效、精准农业的紧迫性，并剖析了传统农业生产模式在劳动力成本上升、环境承载力下降背景下面临的瓶颈。 1.1 农业可持续发展的核心挑战：资源效率与环境友好 1.2 传统农机化的局限性：通用性、作业精度与能耗问题 1.3 现代农业对智能装备的需求驱动力：降本增效与质量提升 1.4 农业生产流程的解构：从播种、植保到收获的全流程机械化需求分析 第二章：先进农机装备结构与动力学基础 本章回归基础，详细介绍了现代农业机械的核心组成部分，特别是那些为实现高精度作业而进行结构优化的关键部件。 2.1 动力系统优化：非常规工况下的扭矩匹配与能效管理 2.2 作业机构的创新设计：变深浅控制、柔性接触与自适应调整机构 2.2.1 深松与耕整作业中的土壤扰动模型与优化 2.2.2 精量播种装置的流体力学与颗粒分离技术 2.3 农机运动学与动力学：复杂地形下的稳定性分析与悬挂系统设计 2.4 农机车体结构强度与疲劳寿命评估方法 第三章：精准农业的核心技术体系 精准农业是实现资源高效利用的关键，本章系统介绍了支撑精准农业的三大技术支柱：感知、决策与执行。 3.1 农业环境与作物信息采集技术 3.1.1 多源传感器融合：光谱、雷达与机器视觉在作物长势监测中的应用 3.1.2 作物生理参数的非接触式测量方法（叶绿素含量、水分胁迫指数） 3.2 作业参数的实时决策模型 3.2.1 基于地理信息系统（GIS）的处方图生成与优化算法 3.2.2 变率施肥与变量喷药的实时控制逻辑设计 3.3 高精度空间定位与导航技术在农田中的应用 3.3.1 RTK-GNSS系统在农机上的集成与误差校正 3.3.2 惯性导航系统（INS）与视觉里程计的辅助定位策略 第四章：智能农机系统架构与控制原理 本章是本书的核心部分，深入探讨如何将先进的电子、信息技术融入传统农机，构建具备自主作业能力的智能系统。 4.1 智能农机系统层次化架构设计 4.1.1 嵌入式控制单元（ECU）与域控制器选型 4.1.2 车载网络通信协议（CAN Bus, EtherCAT在农机中的应用） 4.2 路径规划与自动导航控制算法 4.2.1 农田边界识别与作业轨迹生成（A算法与RRT算法在农田中的适应性改进） 4.2.2 偏航控制与横向跟踪：PID、模糊控制及模型预测控制（MPC）的对比分析 4.3 远程诊断与状态监测系统（IoFT） 4.3.1 农机故障的远程预警机制与基于事件的通知服务 4.3.2 农机作业数据的云端存储与分析框架 第五章：自主作业与人机交互技术 本章关注智能农机如何实现完全自主化作业，以及操作员如何有效地监控和干预系统。 5.1 障碍物感知与避障策略 5.1.1 基于激光雷达与立体视觉的农田障碍物（行人、动物、田埂）识别 5.1.2 紧急制动与安全绕行算法的实现 5.2 作业质量的自主闭环控制 5.2.1 植保作业中雾滴沉积均匀性的实时反馈与调节 5.2.2 联合收获作业中籽粒损失率的在线监测与收割参数的自适应调整 5.3 农机人机交互界面（HMI）设计 5.3.1 增强现实（AR）技术在农机维护与操作指导中的应用潜力 5.3.2 语音控制与手势识别在复杂作业环境下的有效性研究 第六章：面向特定作物的系统集成与应用案例 本章通过对不同作物种植模式的分析，展示了智能技术在特定场景下的集成应用效果。 6.1 规模化大田作物（如玉米、小麦）的无人化作业路径设计 6.2 精细化经济作物（如温室果蔬）的自动化采摘机器人技术 6.2.1 目标物体的三维重建与软体抓手设计 6.2.2 采摘轨迹规划与力反馈控制 6.3 畜牧业与设施农业中的自动化饲喂与环境调控装备 第七章：智能农机系统的可靠性、安全与法规标准 随着自主系统进入商业化应用，其安全性和法律地位成为必须深入探讨的议题。 7.1 农机系统故障模式与影响分析（FMEA） 7.2 功能安全标准（如ISO 26262在农业领域的拓展应用） 7.3 农机作业数据的安全存储与隐私保护 7.4 自动驾驶农机在公共道路与田间的法律界定与安全规范研究 --- 本书特色： 深度融合：将控制科学、人工智能、先进传感技术与传统机械设计原理进行有机结合。 实践导向：包含了多个基于实际农机平台进行的控制算法验证案例，数据翔实。 前沿视角：系统性地梳理了当前正在产业化前夜的下一代智能农机技术方向。

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