农业工程
时间:
2014/10/08
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一、学科简介
湖南农业大学1958年创建农业机械化本科专业，它是湖南省唯一设有农业机械化及其自动化本科专业的学校。1992年经国务院学位委员会批准获得我省唯一的农业机械化工程硕士学位授予权，现有博士生导师2人、硕士生导师9人。到目前为止，已培养该专业的本科生2000多人，硕士研究生63名，在读研究生69人。
本学科方向针对南方主要农作物生产机械化进行了耕作、种植、收获的装备与理论研究，在耕整地机械化、种植机械化、收获机械化及田间作业自动化与智能化等方面形成了稳定研究方向，取得了显著的经济效益和社会效益。
在耕整地机械化方面，围绕稻田耕整地机械开展理论研究和结构设计。为适应南方不同土壤特性的耕作要求，应用机器—土壤—生物系统的基本理论，进行了水田耕整地机械装备研究和新产品开发，解决了压实土壤、犁底层破坏、秸秆焚烧、作业安全性差和作业效率低等重大问题。取得国家专利6项，发表论文11篇。研制的水田耕整机和多功能机滚船已分别推广20多万台和7多万台，研制了集压秆、埋秆、碎土、平地多项功能于一体的多功能船式耕作机械及集成水田犁、耙、旋耕和滚耕以及旱地旋耕、开沟等多种耕整技术的多功能轮式耕作机，均已转化到企业批量生产。其中航富牌1BF-0.9机滚船研究与开发成果于2004年获湖南省科技进步三等奖。
在种植机械化方面，围绕钵体苗育秧、水稻芽种偏心顶杆排种器工作机理、插秧机高速分插机构、秧爪运动轨迹、油菜机械化免（浅）耕直播机械、烟草种植机械等关键技术与装备开展研究。研制出了YM-0819型全自动水稻育秧播种流水线、2ZF-430手扶式插秧机、2BYF-6型油菜免耕直播联合播种机和2BYD-6型油菜浅耕直播施肥联合播种机、2ZY-1型烟草移栽机等装备均已进入企业批量生产。其中油菜免耕直播联合播种机的开发与推广成果于2010年获得湖南省科技进步二等奖。
在收获机械化方面，结合南方农田特点开展水稻、油菜收获理论和试验研究，在土壤表层通过、履带差速转向、离心轴流组合风机分选、二次切割、实时监测作业面积、站杆收获、柔性脱粒、温控脱粒等关键技术上取得一定的成果，解决了水稻、油菜联合收获机的田间行驶和转向困难、收获效率低、脱粒破碎率高和夹带损失严重等难题。研制的适应于山区水田的小型4LZ-1.0A水稻联合收获机和4YC-1.8型双滚筒油菜联合收割机于2010年通过省级科技成果鉴定并进入企业批量生产。其中小型水稻联合收割机开发与推广2006年获湖南省科技进步二等奖，
在田间作业自动化与智能化方面，以南方使用较广的机滚船、插秧机、播种机和联合收获机为研究对象，进行了无标识非结构化环境下的定位系统、在线监测报警系统的关键性技术和理论研究。实现了农业装备水温、转速、油位、油压等传感器信号的远程监测；研究了基于模糊算法的遥控驾驶电控气动执行系统，完成了转向、速度、制动、启动、停机、耕深调节等工作的远程精确控制；开发的基于卡尔曼滤波的激光三点定位和惯性传感器的多种传感器融合系统，实现了田间作业机器人的的亚分米级定位精度；研制了基于红外线检测技术的油菜播种机播量在线监测报警系统，实现了对6个排种通道的排种情况同时监测与报警；研制了基于超声测距技术的谷物联合收获机在线监测系统，实现了收获工作过程实时测量行进速度、行程及割幅，实现收割面积实时测算。该成果2008年通过省级鉴定，2009年获得衡阳市科技进步一等奖。
湖南是一个农业大省,也是水稻、油菜主要农作物生产区，农业机械化工程依托相关学科可实现工程与农艺的良好结合，经过近半世纪发展，该学科已具备明显的学科建设优势。1）师资力量强。已形成一支合理的教学研究团队，其中教授9人，副教授9人，博士6人，硕士16人。2）国际交流广泛。已与美国、日本等国家科研机构建立了长期科技合作关系。3）平台基础好。拥有湖南省现代农业装备工程技术研究中心、部省共建电气技术实验室、部省共建机械基础实验及现代农装、湖南农友等科研成果转化基地。4）科研经费充足。现承担省部级以上课题8项，经费近2000多万元。5）科研成果显著。本学科近五年获省级以上科技奖励2项，获国家发明专利8项，发表论文147篇，其中SCI收录3篇，EI收录26篇，出版专著3部，教材10本，科技成果鉴定8项。
湖南农业大学农业机械化工程学科的教学科研人员“十一五”期间在队伍建设、科研、教学改革和人才培养等方面都有了较大的进步，尤其是针对湖南乃至南方水田地区的特殊条件所进行的农业机械研究取得了显著的成绩。同时也清楚地认识到我校的农业机械化工程学科与学科发展快的兄弟学校相比还存在一定的差距：
① 学术队伍还有待继续发展壮大，有待加大引进高学历的人才的力度；② 学科办学的历史较长、硕士点也建得比较早，但学术梯队建设还有待进一步加强；③ 教学科研条件还有待进一步完善。
二、学科方向
（一）研究方向名称：耕整地机械化
主要学术带头人及学术骨干姓名：孙松林教授、陶栋材教授、全腊珍教授
1.工作的主要内容、特色和可能取得的突破
本研究方向针对我国南方地形地貌特点及主要农作物机械化生产，开展机械化耕整地机械关键技术与装备研究，重点解决稻田生产中耕整地作业环节的装备适应性、可靠性、动力性和经济性问题，提高南方地区农业生产的耕整地机械化水平。
十一五以来，围绕稻田耕整地机械开展理论研究和结构设计。为适应南方不同土壤特性的耕作要求，应用机器—土壤—生物系统的基本理论，进行了水田耕作机械装备研究和新产品开发，解决了压实土壤、犁底层破坏、秸秆焚烧、作业安全性差和作业效率低等重大问题。研制的水田耕整机和多功能机滚船已分别推广20多万台和7多万台，其成果曾于2004年获湖南省科技进步三等奖。采用圆与类椭圆等周长变形凸轮控制，研制了车轮－履带式多路况自动变形轮，解决了水、旱田通过性与行驶阻力矛盾。采用四轮独立驱动、独立动力离合和船式机体承载、变速动力传动，并融合耕深无级调节、遥控驾驶等技术，研制了集压秆、埋秆、碎土、平地多项功能于一体的多功能船式耕作机械，解决了提高生产率和作业质量、减少土壤压实、保护犁底层、秸秆还田、增强驱动力、提高安全性、降低劳动强度等问题，实现了旋耕、犁耕、蒲滚多项作业一次完成，该成果2008年已通过鉴定，达到国内领先水平。采用乘坐式蒲滚，二维可调活动式平地耙，铧式犁偏转连接装置，左右不等宽驱动轮等技术，研制了多功能轮式耕作机，集成水田犁、耙、旋耕和滚耕以及旱地旋耕、开沟等多种耕整技术，实现了一机多能、水旱田兼用，提高了平整效果和工作效率，对于改善山丘区机械化耕作起到了重要作用，该成果已转化到企业批量生产。取得国家专利6项，发表论文11篇。
本方向紧密结合南方稻区机械化耕作要求，重点研究适应山丘区和洞庭湖区稻田耕整地机械的关键技术和装备，“十二五”期间将实现本区域耕整地机械的定型和改造，使耕整地机械化水平达到80%。
2.当前重点研究内容：
(1)实现一机多用，提高动力与机具的配套比；
(2)研究分别适应湖区和山丘区机械化生产的关键技术和装备。
3.学术带头人简介
孙松林，男，1963年生，教授，博士，博士生导师。现任湖南农业大学工学院院长，湖南省高等学校青年骨干教师培养对象，中国农业工程学会理事，中国农业机械学会理事，中国农业机械教育工作委员会副主任，湖南省农业机械与工程学会副理事长，中国农业机械学会农业机械化分会委员，《农业工程学报》编委，《农机化研究》编委。先后发表科研论文47篇，EI收录论文3篇。出版著作2本，教材1本。取得国家专利12项，获得研究成果奖励11项，主持在研科研项目8项。
(二)研究方向名称：种植机械化
主要学术带头人及学术骨干姓名：吴明亮教授、汤楚宙教授、陈文凯副教授
1.工作的主要内容、特色和可能取得的突破
本研究方向针对我国南方主产农作物水稻、油菜、烟草等的种植机械化中所存在的问题，开展工厂化育苗、水稻芽种直播、水稻插秧、油菜免（浅）耕直播、烟草移栽等关键环节的瓶颈技术与配套装备研究。
十五以来，围绕水稻机械化插秧和芽种直播及工厂化育秧关键技术与装备开展研究，就钵体苗育秧、排种器排种机理、插秧机高速分插机构、秧爪运动轨迹等技术理论进行研究。在该领域获得发明专利1项，发表论文5篇，研制出的YM-0819型全自动水稻育秧播种流水线通过了省级成果鉴定，成果处于国内领先水平，现已批量生产；研制出的2ZF-430手扶式插秧机通过了省级成果鉴定，成果处于国内领先水平，现已批量生产；与华南农业大学合作，先后对偏心顶杆排种器工作机理进行了深入研究，将华南农业大学开发的2BD系列水稻精量穴直播机在湖南进行适应性试验与推广示范，取得了较好效果，获发明专利1项，实用新型专利2项，发表论文4篇。
十五以来，围绕油菜机械化免（浅）耕直播机械关键技术与装备开展研究，承担了省部级油菜领域重大项目5项，获国家发明专利2项，发表EI收录论文8篇。所研制的2BYF-6型油菜免耕直播联合播种机和2BYD-6型油菜浅耕直播施肥联合播种机已通过省级成果鉴定，成果均处于国际先进水平，2007年开始大面积推广应用。该成果于2010年获得湖南省科技进步二等奖。
十一五以来，围绕烟草种植机械关键技术与装备开展研究，承担中国烟草总公司和湖南省烟草专卖局的南方烟区烟叶生产全程机械化装备研究与开发项目3项，公开国家发明专利4项，发表科研论文4篇。研制的2ZY-1型烟草移栽机，已通过省级成果鉴定，成果处于国际先进水平，现已转化到企业批量生产。
十二五期间，本研究方向将继续紧密围绕水稻、油菜、烟草等湖南主要农作物种植环节机械化瓶颈技术与配套装备开展研究，重点研究工厂化育苗（钵体秧苗育秧、毯状秧苗育秧、田间育秧）成套设备、适合超级杂交水稻的插秧机、精准变量施肥播种机及幼苗移栽机等关键技术与装备研究。将在幼苗移栽机械、工厂化育苗（秧）机械等领域取得突破。在十二五期末，将实现油菜精准变量播种、稻田幼苗移栽装备处于国际领先水平，工厂化育苗（秧）装备达到国内领先水平。
2.当前重点研究内容：
① 工厂化育苗（钵体秧苗育秧、毯状秧苗育秧、田间育秧）成套设备研究
② 超级杂交水稻机械化栽插，油菜、烟草等幼苗移栽关键技术与装备研究
③ 油菜机械化免（浅）耕精准变量直播关键技术与装备的研究
3.学术带头人简介
吴明亮，男，1972年生，教授，博士，硕士研究生导师，湖南省青年骨干教师培养对象，湖南省青年科技创业杰出奖获得者，湖南省力学学会理事，中国农业工程学会高级会员。曾在湖南大学、西安外国语学院、日本埼玉大学进修学习。公开发表科研论文37篇，其中第一作者15篇，EI收录论文12篇，出版专著2本，教材1本，获国家授权发明专利6项，获湖南省科技进步二等奖2项，地厅级科研、教学成果奖励7项，省级科技成果鉴定5项，承担省部级科研项目8项。
(三)研究方向名称：收获机械化
主要学术带头人及学术骨干姓名：谢方平教授、高英武教授、杨文敏副教授
1．工作的主要内容、特色和可能取得的突破
该方向以南方主产农作物水稻、油菜等的机械化收获为目标，采用现代设计方法、自动控制理论研究开发适应于我国尤其是南方的水稻、油菜等作物收获的新型农业机械装备。
十五以来，结合南方农田特点开展水稻收获理论和试验研究，在土壤表层通过、履带差速转向、离心轴流组合风机分选、二次切割、实时监测作业面积、站杆收获、柔性脱粒、温控脱粒等关键技术上取得一定的成果，解决了水稻联合收获机水田行驶和转向困难、收获效率低、脱粒破碎率高和夹带损失严重等难题。研制的适应于山区水田的小型4LZ-1.0A水稻联合收获机转化到企业生产，2006年获湖南省科技进步二等奖，4年来累计推广1.5万台。以湖南省科技厅重大专项油菜产业化关键技术研究与示范项目为契机，重点开展了油菜联合收获与脱粒降损、分离技术的研究，研究的4YC-1.8型双滚筒油菜联合收割机采用横置轴流式双脱粒机构，能一次完成割、送、脱和清选的联合作业。2010年通过省级科技成果鉴定，鉴定意见评价为其整体水平达到国内先进水平。2010年5月由湖南省农机局组织在宁乡县回龙铺镇的油菜机械化收获现场演示会上，得到参会代表和当地村民的一致好评，并得到中央电视台新闻频道的专访。
十二五期间，本研究方向将进一步围绕水稻、油菜等湖南主要农作物及果蔬、茶叶等经济作物机械化收获关键技术与配套装备开展研究，重点研究稻油兼用型联合收获机械、果蔬采收机械、油茶、茶叶等采摘机械等关键技术与装备研究。将在稻油兼用型联合收获机械装备研究领域取得突破。在十二五期末，将实现稻油兼用型联合收获机械处于国际先进水平，果蔬采收机械、油茶、茶叶等采摘机械达到国内领先水平。
2．当前重点研究内容：
① 稻油兼用联合收获机械关键技术与装备研究；
② 果蔬采收关键技术与装备研究；
③ 山地特色农作物（茶叶、油茶、油桐）采收机械关键技术与装备研究
3．学术带头人简介
谢方平，男，1970年6月生，教授，硕士研究生导师，工学博士、作物学博士后。现为湖南省新世纪121人才工程第3层次人选、湖南省普通高等学校青年骨干教师培养对象、中国农业工程学会高级会员、湖南省农业机械与工程学会理事、《农业工程技术》编委。先后主持省科技厅科技计划、省教育厅优秀青年基金、重点项目5项，获得湖南省科技进步二等奖1项，地厅级教学科研成果奖励8项。申请公开或授权发明专利17项，获得实用新型专利46项，发表论文40多篇。主要研究方向为农作物收获机械设计与研究。
（四）研究方向名称：田间作业自动化与智能化
主要学术带头人及学术骨干姓名：蒋蘋教授、岳大军教授、李明副教授
1．工作的主要内容、特色和可能取得的突破
为降低劳动强度，实现农机作业过程自动化，以南方使用较广的机滚船、插秧机、播种机和联合收获机为研究对象，进行了无标识非结构化环境下的定位系统、在线监测报警系统的关键性技术和理论研究。研究了基于3δ法则的比例遥控、信息处理、信号采集和数据双向传输系统，实现了水温、转速、油位、油压等传感器信号的远程监测；研究了基于模糊算法的遥控驾驶电控气动执行系统，完成了转向、速度、制动、启动、停机、耕深调节等工作的远程精确控制；研究了电磁编码器、电磁罗盘、加速度等惯性传感器的导航定位系统，开发了基于卡尔曼滤波的激光三点定位和惯性传感器的多种传感器融合系统，实现了田间作业机器人的的亚分米级定位精度；研制了基于红外线检测技术的油菜播种机播量在线监测报警系统，通过对种子计数对实时播速及总播量进行计量，实现了对6个排种通道的排种情况同时监测，并对某通道堵种、缺种等现象进行报警；研制了基于超声测距技术的谷物联合收获机在线监测系统，可在收获工作过程实时测量行进速度、行程及割幅，实现收割面积实时测算，测量精大于95%，该成果2008年通过省级鉴定，获得了农业机械推广鉴定证书，2009年获得获衡阳市科技进步一等奖，2年来共推广3000余台。现承担省自然科学基金3项，校稳定人才项目1项，获校科技进步三等奖1项，获得国家实用新型专利5项，申请发明专利2项，发表论文20余篇。
本方向紧密结合南方稻区作业机械自动化化要求，重点研究适应山丘区和洞庭湖区的自动化和智能化农机关键技术与装备，“十二五”期间力争局部实现本区域农田作业机械的自动化和智能化。
2．当前重点研究内容：
① 农业机械性能参数实时采集系统研究
② 田间作业机械导航定位关键技术研究
③ 农业机械自动化与智能化控制技术研究
3．学术带头人简介
蔣蘋，男，1970年生，教授，硕士生导师。1992年毕业于上海交通大学热能动力机械专业，2003年获国防科技大学计算机科学与技术专业硕士学位，目前在中南大学机电工程学院攻读工程装备与智能控制方向博士学位，现任湖南农业大学工学院机电系主任，一直从事农业机械机电一体化技术与装备研究。先后主持了湖南省自然科学基金“水田作业机器人无标识环境的导航定位技术研究”、中国烟草烟草总公司科技重点项目子课题“烟苗自动剪叶机研制”、湖南省烟草专卖局重点项目“小型烟田揭膜培土机研制”、湖南农业大学稳定人才基金“耕作机械自动行走系统研究”等课题，承担了863计划“小型柴油机关键技术与产品开发（2009AA045103）”、“新型混合动力工程机械关键技术及系统（2009AA044402，2008AA04Z114）”、的研究。公开发表论文、著作56篇，其中第一作者23篇。获各类科技成果奖励11项，发明专利授权3项，实用新型专利授权8项。
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