农业装备及其自动化大纲

农业装备及其自动化大纲河南农业大学擊大纲机电工辜院学院本科专业教学大纲机电工程学院学院分册教学大纲目录1. 课程名称2. 课程名称3. 课程名称第一篇 课程教学大纲页码 页码 页码2.实验课程名称第二篇实验教学大纲页码1.专业名称第三篇实习教学大纲2专业名称（方向）页码2.课程名称第四篇课程考试大纲页码Agricultural equipment and automation课程基本信息课程编号：课程总学时：实验学时：1048课程性质：独立课程属性：专开设学期：设课业必修适用专业：农业机械化及其自动化先修课程：农业机械学主撰人：余泳昌审核人：大纲制定（修订）日期一、课程的性质、地位和任务农业装备及其自动化是农业工程一级学科下 农业机械化及其自动化本科专业的专业必修课，本 课程是在学习传统农业机械学的基础上使学生进一 步了解新型农业装备机械在现代化农业生产中的应 用，特别是电子技术与农业机械结合将会极大的提高农业机械效率和拓宽应用范围。通过本课程的学 习，获得新型农业装备技术必要的基本理论、专业知识和使用新装备的基本技能，具有对新型农业机械设备进行设计和应用的能力，为从事新装备机械 化规划与管理、教学与科研、营销与服务等相关的 工程技术工作打好基础。二、课程教学的基本要求1、理论知识方面:让学生了解新型农业装备的内容及所涉及的科 学技术领域，掌握新型农业装备组成的结构原理及 设计方法；运用电子控制技术用于农业机械监控的 基本原理和设计方法；了解现代农艺、生物、电子 及信息技术与农机技术结合的内涵和基本思路。2、实验技能方面:通过本课程课堂教学与相关的实验，让学生了解新型农业装备技术应用于农业机械化生产将有广VTi r阔的前景，使学生掌握智能控制技术、传感器等微电子装置与农业机械监控部件结合的方法和在实际生产中的作用，能够理论与实际结合，把电子技术与农业装备结构组合应用到生产实际，从机械设计 到生产使用中的维修管理等。三、理论教学内容及学时分配（38学时）第一章%:学时数：41.1现代化农业与农业机械化的关系12新时期的农业装备现代化 1.3国内外发展概况 1.4我国农业机械化发展面临的问题与对策教学目的:通过本章节课堂教学，让学生了解现代化农业与农业机械化的关系，国内外农业机械化发展状态， 我国的农业现代化离不开农业生产工具的现代化。教学重点和难点:让学生充分了解目前我国发展农业现代化在农业装备需求和使用方面存在的问题及解决问题的对策，传统农业机械与课程提出的农业装备是什么关 主要教学内容及要求：现代化农业装备的概念；农业装备在农业生产 中的地位，目前国外发展状况，国内存在的差距； 影响农业装备现代化发展的因素及解决办法。要求 学生在课堂学习的同时，注意查阅与本课程相关的 国内外文献资料，掌握国内外该领域发展的最新动 向。第二章新型农机动力装备学时数：82.1. 农业机械动力的分类2.2. 农业机械动力新技术2.3. 电子技术在农机动力装备上的应用2.4. 现代柴油机共轨电控系统2.5. 自动化控制技术在农业机械方面的应用教学目的：通过本章节课堂教学，让学生了解用于农业生 产中机械化工具所使用的机械动力的类型，在前期 掌握农用拖拉机、电动机结构和工作原理知识的基 础上，更深一步了解目前有哪些新的动力机械和新 的技术用于生产，特别是电子技术、电喷柴油机技 术如何应用到新型拖拉机上面。教学重点和难点：本章教学重点集中在新型农用动力根据使用对象的分类；电子喷射式柴油机的结构原理，与传统 柴油机的区别，新型柴油机高压共轨系统的组成原 理，工作过程；自动化控制技术在农业机械方面的 应用等。学习难点是四代高压共轨系统各自的特点, 应结合实验实习课去了解掌握。菇 主要教学内容及要求：菇本章主要教学内容包括1农业机械动力的分 类； 2.农业机械动力新技术； 3.电子技术在农机动力装备上的应用；4.现代柴油机共轨电控系统；5.自动 化控制技术在农业机械方面的应用。要求学生结合 课堂教学，课程实验，课外收集学习最新的农业机 械动力的相关论文、参考书等文献资料，详细了解 高压共轨柴油机的结构、工作原理，能根据所学习 的机械、电子专业知识概念分析理解新型柴油机的 特点，以便结合实际，在后期学习工作中加以综合学时数：4应用，能分析、解决实际工作中存在的问题。第三章保护性耕作技术与装备3.1农业耕作技术的一场革命32保护性耕作的定义与耕作原理3.3. 保护性耕作的基本技术内容3.4. 保护性耕作机械装备3.5. 保护性耕作技术与农艺要求教学目的:通过本章节课堂教学，让学生了解在现代化农业生产中农田保护性耕作的意义及其重要性，认识到农业机械专业的学生应增加学习农艺知识，了解 只有农艺与农机技术相融合才是实现现代化农业生 产高产高效的途径，深入了解保护性耕作的基本技 术内容，在保护性耕作技术中农业机械起到的作用, 掌握保护性耕作机械装备的分类、机械装备结构、工作原理，使用注意事项，农艺要求等。教学重点和难点:保护性耕作技术中农艺技术要点，农田土壤学专业知识，保护性耕作概念、机理与关键技术，保 护性耕作专用农业机械装备的特点，与传统农业机 械的区别。应根据农机专业学生农学知识掌握较少 的特点把课程难点放在农艺技术与工程机械技术结 合的机理部分。主要教学内容及要求：本章主要教学内容包括：1.保护性耕作的定义 与耕作原理；2.保护性耕作的基本技术内容；3.保 护性耕作机械装备；4. 保护性耕作技术与农艺要求。要求学生先预习前期学习农业机械知识基础上， 学习一些农艺技术要点和农田土壤学专业知识，特 别是采用保护性耕作后弄已有那些要求，机械使用 中注意事项等。第四章种植机械创新技术与装备学时数：64.1. 传统播种技术与播种机械存在的不足4.2. 现代种植技术对机械的要求4.3. 播种机械的技术创新4.4. 作物移栽技术与装备4.5. 智能控制技术在种植机械上的应用教学目的：茄通过本章节课堂教学，让学生基本了解传统播 种技术与原有播种机械存在的不足，现代农业种植 技术对播种、栽植机械的要求，重新认识现代种植新型播种机和禾苗移栽机的机构特点、工作原理，特别是智能控制技术在种植机械上的应用原理及类 型；重点掌握新型播种机的排种器组成原理，设计 方法；目前各类移栽机的结构、工作过程，原理， 设计方法；现代播种、栽植机械的技术创新前景。教学重点和难点:该章节的教学重点是新型播种机械的排种器 曰曰DTi结构组成，设计原理；禾苗移栽机的不同类型，适 用原则，设计原理，工作过程；智能控制技术在种 植机械上的应用原理及类型；技术难点是新型播种 机排种器播种工程与农艺要求，几种移栽机的结构 原理，设计实现过程。主要教学内容及要求:本章主要教学内容包括：1、国内外精密播种曰曰技术及设备研究现状及发展趋势；2、现代种植工程 技术的农机农艺学研究；3、现代排种器技术、禾苗 移栽技术及设备；4、投种原理和结构的演变；5、智能控制技术在种植机械上的应用等。要求学生到 实验室或生产现场学习调查目前农业种植技术现状，着重掌握新型排种器设计要点，移栽机结构要 点，电子技术与播种栽植机械技术结合的关键学术 知识要点，将学习知识与实际工作结合起来。第五章收获机械创新技术与装备学时数：85.1.国外收获机械化技术与机具的发展52收获机械的自动监测与控制53经济作物收获机械的发展5.4人工智能用于农作物收获教学目的：菇通过本章节课堂教学，让学生基本了解国内外农 产品机械化装备的最新发展状况，时刻关注收获机 械与技术研发前沿的最新成果，深入了解在收获机 械产品上添加的自动监测与控制装置与技术的科技 新知识以及有那些新的经济作物采用了机械化收 获，重点掌握人工智能技术用于农作物机械收获的新科技知识，将所学习的机电一体化综合知识用于与本专业相关的收获机械设计与应用中去。教学重点和难点:农产品收获机械中的自动监测与控制技术内容， 经济作物收获机械的类型与结构，人工智能技术用 于农作物收获的技术要点，其教学难点是人工智能 技术与农产品收获机械相结合的技术切入点。主要教学内容及要求：本章主要教学内容包括：1.国外收获机械化曰曰技术与机具的发展；2.收获机械的自动监测与控制;3.经济作物收获机械的发展；4.人工智能用于农作 物收获。因农产品收获机械领域发展较快，要求学 生除在课堂上学习基本内容以外，应该到资料室和 网络上查询最新的与本章节相关的之心学术论文和 资料，掌握国内外收获机械发展状态，完成一篇文 献综述报告。第六章精细农业与农业机械化新技术学时数：86.1. 精细农业技术体系6.2. 精细农业的技术支撑6.3. 精细农业技术与农业机械化技术的结合6.4. 电子信息技术发展与农业机械化技术创 新教学目的：通过本课程的学习，应使学生了解和掌握精细 农业技术的有关基本理论、基础知识和它的发展趋 势，为精细农业技术的研究和实施奠定一个良好基 础。教学重点和难点：菇教学重点以信息技术、遥感技术、传感技术、变量作业技术等为基础，掌握精细农业的基本原理 和基本知识，并具有从事精细农业研究和实施的初 步能力。以 3S 技术为主线，了解和掌握精细农业研究的基本原理和实施方法，掌握GPS （全球定位系 统）设备和GIS （地理信息系统）软件的应用方法, 了解RS （遥感系统）技术的基本原理及应用方法。 教学难点是变量作业机械的组成结构，如何利用GPS、GIS和传感器实施田间土壤属性信息与作物 生物信息采集。主要教学内容及要求:本章主要教学内容包括：1精细农业技术体系；2精细农业的技术支撑；3.精细农业技术与农 机械化技术创新。要求学生对精细农业技术的发展 趋势有一定了解。通过课程试验熟悉变量控制技术 与农业机械化技术的结合基本方法和实现路径。业机械化技术的结合；4.电子信息技术发展与农业DTi四、实验教学内容及学时分配（10学时）序号柴油机高压共轨系统结构组成及工作原理秸秆还田机主要工作部件工作过程模拟播种机排种器性能测试GPS接收机性能试验与测试智能播种施肥机械工作原理验证学时演示性试验综合型试验设计性试验演示性试验验证性试验实验要求必做必做必做必做必做五、考试方法(闭卷；总成绩计算时办法：平时成绩占20%,考试成绩占80%) 六、使用教材1、选用教材:(1) 理论课教材:农业机械与设备 宋建农主编 中国农业出 版社 2007（部分章节选用）高等农业机械学马旭主编吉林大学出 版社 2006.（部分章节选用）（2）实验课教材：自编（3）实习指导书：自编2、参考书：（1）农业生产机械化 蒋恩臣主编，中国农业 出版社，2003年；（2）精确农业技术与应用承继成主编，科学岀 版社，2004年；（3 ）精确农业何勇等主编，浙江大学出版社,2003 年；（4）拖拉机汽车学高连兴编，中国农业出版社, 2009 年；（5）农业机械化工程技术汪懋华主编，河南科 学技术出版社， 2005 年。3、推荐网站：1）网站名，网址2）网站名，网址农业装备与自动化实验课教学大纲Agricultural equipment and automation）课程编号:课程属性:必修适用专业: 先修课程:课程性质：独立设 课承担实验室：农业 机械农业机械化及其自动化农业机械学课程总学时：10专业专业开设学期：7主撰人：余泳昌审核人:大纲制定（修订）日期：20126（一）实验课程简介本课程是在学习传统农业机械学的基础上使学生进一步了解新型农业装备机械在现 代化农业生产中的应用，特别是电子技术与 农业机械结合将会极大的提高农业机械效率 和拓宽应用范围。二）实验教学目的和基本要求通过与课程内容相关的实验， 让学生了解机电一体化技术应用于农业机械化生产将有广阔的前景，使学生掌握单片机、传感器等微电子装置与农业机械监控部件结合的方 法和实际生产操作技能，达到能够在实际使用中完成操作调整、进而掌握电子技术与农机设计相结合的理论和方法;最终学生应能够理解实验原理及实验方案，掌握正确操作规程，掌握各种仪器的使用，了解其性能参数、适应范围及注意事项等。（三）实验项目名称与学时分配序号01柴油机高压共轨系统结构组成及工作原理02秸秆还田机主要工作部 件工作过程模拟3播种机排种器性能测试04GPS接收机性能试验学时、宀类型z实验要求2演示性试验必做2综合型试验做2设计性试验做2演示性做与测试试验05智能播种施肥机械-工作原理验证2-验证性试验做（四）实验方式及基本要求学生15人为试验教学组，部分动手设计性试验 分为3人一小组。采用室内试验与工作现场试 验相结合的方式，要求学生按规定分成试验 小组，分工负责，在试验台架生测试数据， 做好记录，再与现场实际效果记录对比分析, 写出试验报告和试验总结。（五）考核方式及成绩评定考核方式为现场考核与试验报告写作质 量相结合，考核与试验报告列入平时成绩。（六）实验教材选用自编教材（七）教学参考书目1）农业生产机械化蒋恩臣主编，中国农业出版社，2003 年；（2）精确农业技术与应用承继成主编，科学出 版社，2004年；（3 ）精确农业何勇等主编，浙江大学出版社,2003 年；（4）拖拉机汽车学高连兴编，中国农业出版社, 2009 年；（5）农业机械化工程技术汪懋华主编，河南科 学技术出版社，2005年。（八）实验内容安排【实验一】 柴油机高压共轨系统结构组成及工作原理1实验学时：22实验目的：通过本课程试验让学生进一步了 解新型柴油发动机与传统发动机在结构上的区别， 详细了解新型柴油发动机高压共轨系统的结构组3实验内容：在实验室由技术人员根据提供的 试验样机或教学模拟机做一次工作过程的模拟，让 学生观察各工作部件的变化状态，工作完成过程， 记录实验结果，通过测试一起记录工作变化曲线。4实验要求：本实验属于演示试验，学生在指导教师带领下分组做演示表演，详细观察实验变化， 记录实验结果，根据理解情况变化实验次数，最后 填写相关实验要求表格，整理实验报告，完成试验 报告的编写，提交实验报告作业。5实验设备及器材：柴油机高压共轨系统模型一套，柴油机一台，拆卸工具一套。【实验一】秸秆还田机主要工作部件工作过程模拟1实验学时：2 2实验目的：围绕课程要求的保护性耕作技术中农艺技术要点，农田土壤学专业知识，通过几种 保护性耕作机具实际工作过程充分了解保护性耕作 概念、机理与关键技术，保护性耕作专用农业机械装备的特点，与传统农业机械的区别。通过试验观察相关机械的工作过程，对农田土壤的作用效果， 认识到保护性耕作的作用。3实验内容：学生分成3个实验小组，实验内容包括预先测量三种机具的结构性能参数，再由实验指导教师带 领分别作实验室提供的三种机具的工作过程演示， 提前由讲课教师指导绘制相关数据表格，在实验过 程中通过仪器记录和人工记录内容现场填写数据表 格，现场对记录数据进行初步整理，发现不正常数 据要在试验过程中查找原因，知道完善为止。4实验要求：本实验属于综合性试验，学生在 指导教师带领下分组做机械实际运行表演，应详细 观察实验变化，记录实验结果，根据理解情况变化 实验次数，最后填写相关实验要求表格，整理实验 报告，完成试验报告的编写，提交实验报告作业。相关表格由实验室提供；略）5实验设备及器材：秸秆还田机、秸秆粉碎还田机、旋耕机各一台，拆卸工具一套。【实验三】播种机排种器性能测试1实验学时：2 2实验目的: 配合课堂教学要求通过试验了解最新型播种机排种器工作过程，以及与传统播种机播种效果的区 别，了解新型排种器的组成结构，理解新机械的设 计理念，掌握新型种植机械发展动态。3实验内容: 按照GB697386单粒（精密）播种机试验方法中排种性能指标的计算方法，应用LabWindows CVI软件编制的排种性能指标统计计算 程序，计算各性能指标值；在自制的排种器试验台 和多功能性能检测装置上，通过改变排种动盘不同 的结构参数、转速、推刮种器型式和品种等因素对其排种性能进行了对比试验。4.实验要求：本实验属于综合性试验，学生在指导教师带领=J下分组做机械实际运行表演，应详细观察实验变化, 记录实验结果，根据理解情况变化实验次数，】 填写相关实验要求表格，整理实验报告，完成试验 报告的编写，提交实验报告作业。（相关表格由实验 室提供；略）5实验设备及器材：提供至少三种最新型不同 的排种器，自动控制排种器试验台一台，拆卸工具【实验四】GPS接收机性能试验与测试1实验学时:22实验目的：掌握GPS接收机的基本操作GPS 信号接收软件的基本操作，激光测距仪、掌上电脑、土壤水分传感器的基本操作。学会用掌上电 脑，GPS,激光测距仪完成实际的点、线、面状地 物测量，并能用GIS处理测量数据，绘出地图。3实验内容：在室内集体学习各种GPS接收机的使用方法，能正确设置GPS接收机的数据输出格 式，能正确联接GPS接收机与掌上电脑。正确设置 掌上电脑上的GPS接收软件，学会其所有相关操 作。学会使用激光测距仪，并掌握使用GPS与土壤 水分传感器结合来记录农田位置信息和水分信息。配合课堂上讲过的GPS理论，学习实际的GPS操 作。并学习激光测距仪的使用，土壤水分含量测定 仪的使用（结合GPS信号输入）。在学习过程中，说 明现在所学的内容，会在下一次实验中用出来，从 而激发学生的学习兴趣。4.实验要求：学生分为若干小组，每组自选出一小组长。每组所配的硬件的设备为掌上电脑、GPS、激光测距仪，软件为掌上电脑上的数据接收软件、台式机上的GIS软件。各组必须完成：用GPS/掌上电脑对校园内一不规则水域的测量，一个规则的矩形的篮球场地的测量，另外还要自选二个 地物（可以是校园内的树、农田、池塘等）。篮球 场地的测量需再用激光测距仪测量一次。实验报告 中必须对激光测距仪的结果与GPS的结果进行比 较。所有的GPS测量结果都由学生自己导入到台式 机上，进行相关的数据转换，并绘出电子地图。实 验报告中必须包含的内容有：实验人员、人员分工、 实验内容、实验过程、实验结果（包括地图）、实验结果分析、实验中遇到的困难及如何解决、经验 教训。5.实验设备及器材：Agl32 GPS、掌上电脑及软件、激光测距仪Arc View 3.2 软件多光谱照相机，光谱仪，LEGO Mindstorms 套件Micros team car 配件【实验五】 智能播种施肥机械工作原理验证 1试验学时：2 2.实验目的:(1) 、通过试验了解几种智能化农业机械组成的基本原理和结构，根据模型演示过程分析智能化控制 装置如何在实际农机装备上实现；(2)、掌握智能化农业机械模型基本操作和功能分 析。3.实验内容：(1)、拆卸分解智能农业机械模型结构，观察组成 结构和原理及线路原理图，对组成的电子元件的类 型、标号记录和识别;(2) 、组装、连接试验模型，进行运行操作，观察 运行中出现的各种现象，记录相关运行数据;(3) 、对记录数据进行对比分析，写出分析报告4.实验要求：学生以小组形式，使用LEGO Mindstorms制作和研究农业生产中的智能农业机械模型，包括能自 动导航的拖拉机，自动转向的联合收割机，微型蒸 汽汽车等，并对模型进行运行可靠性进行测定；结 合课堂教学内容写出试验报告，至少画出一种智能 农业机械控制路线图，并加以解释。5.实验设备及器材：1)、智能播种机、施肥机试验台各一套；(2)、与试验相关的电子元件若干件；3)、相关测试仪器仪表；(4) 、试验所用仪器设备拆卸工具一套附件4：考试大纲格式农业装备与自动化考试大纲(Agricultural equipment and automation)课程基本信息课程编号：课程学时：48课程学分：3主撰人：余泳昌 审核人： 大纲制定(修订)日期、课程的性质和地位DTi农业装备及其自动化是农业工程一级学科下 农业机械化及其自动化本科专业的专业必修课，本 课程是在学习传统农业机械学的基础上使学生进一 步了解新型农业装备机械在现代化农业生产中的应 用，特别是电子技术与农业机械结合将会极大的提 高农业机械效率和拓宽应用范围。通过本课程的学 习，获得新型农业装备技术必要的基本理论、专业 知识和使用新装备的基本技能，具有对新型农业机 械设备进行设计和应用的能力，为从事新装备机械 化规划与管理、教学与科研、营销与服务等相关的 工程技术工作打好基础。二、理论教学部分的考核目标考核学生了解新型农业装备的内容及所涉及的科学技术领域，掌握新型农业装备组成的结构原 理及设计方法；运用电子控制技术用于农业机械监 控的基本原理和设计方法；了解现代农艺、生物、 电子及信息技术与农机技术结合的内涵和基本思 路。第一章 标题内容一、一般学习目的与要求1. 一般了解：宋体五号字，1.5倍行距2. 一般掌握：宋体五号字，1.5倍行距3. 熟练掌握：宋体五号字，1.5倍行距二、考核知识点宋体五号字，1.5倍行距三、考核要求1、识记：宋体五号字，1.5倍行距2、领会：宋体五号字，1.5倍行距3、简单应用：宋体五号字，1.5倍行距4、综合应用：宋体五号字，1.5倍行距第二章同上三、实验、实习教学部分的考核要求(1)(2)宋体五号字，15倍行距四、考试题型宋体五号字，15倍行距五、考试方式理论与实践教学考试方式及时间等 六、成绩评定理论与实践成绩所占比例，卷面和平时成绩所占比例等。设置要求：采用Word排版，中文格式，A4纸印刷，页面设置具体要求为：(1) 纸型：A4；页边距：上25cm，下2. 8cm，左2. 5cm,右2. 8cm；页脚15cm,板式选定奇偶页不 同；页码插在页面底端外侧。双面打印。(2) 标题、正文字体及字号按模板中的说明执行。(标题使用宋体五号字体加粗，文章内容使用宋体五号字)(3) 正文行间距设为1.5倍行距。(4) 表格内容使用宋体小五号字体(5 )教学大纲目录按通识教育平台、学科教育平台、 专业教育平台先后顺序排列，实验大纲紧跟在该课 程后面。实习大纲按培养方案中的顺序排序。