2013年,中国农业科技领域的“一号工程”——中国农业科学院科技创新工程正式启动。作为国家农机行业的排头兵,南京农机化所在中国农科院28个申报研究所中脱颖而出,成为第一批试点进入科技创新工程的研究所。经过两年试点期的历练,创新成了南京农机化所的主旋律——以科研团队为实施单元,构建了项目、人才、平台、资金、制度等资源向学科集聚的新机制。两年的改革探索在这里催生出一批在国际上也数得着的重要成果,这些值得载入史册的成就完全得益于科技创新工程所开创的科研新视界。自本期开始,小编将陆续向读者介绍南京农机化所科研团队的创新研究成果,供大家交流学习。
耕整地创新团队
一、人员构成
团队现有13人,包括首席研究员陈小兵,骨干专家7人,科研助理4人,硕士以上学历4人。团队实现每个成员的自由发展,分工合作,充分发挥每个成员的优势,从而使团队更容易创新。
二、研究领域
创新团队的研究领域为耕种机械,针对稻麦轮作区农机与农艺融合要求,开展稻麦秸秆机械化深埋全量还田和粉碎还田浅层覆盖复式耕整作业技术、水田秸秆全量还田和免耕或少耕覆盖轻型栽培为主的保护性耕作技术研究,探索高效适用的耕整作业技术和模式,研究稻麦秸秆机械化还田耕整复式作业技术和装备。针对影响旋耕机械能耗水平的因素,开展机组配套技术和刀具形式研究,探讨高效节能机组配套技术方法,研究节能型刀具的选型设计方法;研究探讨旋耕机旱耕能效评价方法和评价指标。
三、研究成果
1.超大型折叠式深松机
该机配套大马力轮式拖拉机为动力,其左、右框架分别通过联接锁销和液压油缸与中间支架通过螺栓铰接固定在中间支架上,并形成转动副联接,可以方便机具折叠运输,进而解决超宽问题并提高工作效率,从而实现类似于普通深松机具的通过性效果。
2.小型履带自走式多用耕整地机
该机由小型汽油机或柴油机为动力,完全由链条和皮带组合实现变速、正反向传动,推拉杆转向,通过由金属和非金属结合的履带驱动和紧凑型结构形成的主动力机械,可与自带动力的旋耕部件和旋耕起垄部件、深松部件、铧式犁部件、施肥部件等固联形成整体机械,并通过更换工作部件,实现耕作、起垄、深松、施肥等多功能的轻型履带自走式耕作机械。
3.弯腿式深松铲
该机采用扭转铲尖体,后掠式刃口的铲尖,刃口带齿、前后倾斜的工作铲柄以及可快速更换铲尖、工作铲柄,以降低铲尖的切土阻力,增加土壤的扰动,提高深松作业质量。该技术申请了实用新型专利。
4.《旋耕机作业质量》、《秸秆还田机作业质量》技术规范修订,发布实施。
5.完成耕整地机械田间作业功耗和土壤耕作特性测试设备的配置。
6.研发的深松灭茬耙整联合由灭茬旋耕机构、深松机构、圆盘耙整机构、碎土整压机构组成,作业幅宽220—250厘米,灭茬深度8—10厘米,深松深度25—35厘米,耙压深度≥13厘米,配套动力为80.8—99.2千瓦,具有根茬切碎灭茬好、深松动土层大、碎土效果好、地表平整的特点,一次进地可实现玉米茬地灭茬、深松、碎土作业,使土壤达到良好待播状态,主要用于北方玉米茬地的耕整地作业,是保护性耕作的一种复式作业技术,尤其适用于干旱、土质硬的土壤。
7.深松整地联合作业机
该机由新型高效曲面倒梯型深松铲、缺齿耙式镇压辊和旋耕机组成,工作幅宽350厘米,深松深度25—35厘米,旋耕深度16—20厘米,配套动力110—120千瓦。一次进地可实现小麦或玉米茬地的全方位深松、碎土和旋耕作业,使土壤达到良好待播状态,尤其适用于干旱、土质坚硬的土壤,具有全方位深松、地表平整、碎土率高、能耗低的特点,是保护性耕作又一种新型复式作业机械。
8.已获发明专利:自走式粮食清扫机。
已经授权的发明专利:一种旋耕播种秸秆粉碎覆盖还田机;一种旋耕开沟装置;一种驱动圆盘深松复式作业机;一种开沟施肥机;一种反转灭茬旋耕机;串行分层深松施肥机;旱田反转埋草小麦播种机;水田小麦秸秆掩埋水稻条播机。
已获实用新型专利:仿生减阻深松铲;一种仿生减阻深松铲;旋耕播种秸秆粉碎覆盖还田机;旋耕开沟装置;驱动圆盘深松复式作业机;开沟施肥机;一种反转灭茬旋耕机;一种深松耕犁;一种新型偏置开沟机;一种旋耕机;一种弯腿式深松铲;串行分层深松施肥机;旱田反转埋草小麦播种机;水田小麦秸秆掩埋水稻条播机。
已发表论文《基于Workbench的深松铲铲体曲面的仿生优化设计及试验分析》、《我国华北地区棉花生产耕种管机械化技术探讨》、《Soil-cutting Performance Analysis of a Handheld Tiller’s Rotavator by FEM Method》。
首席简介
陈小兵,1987年7月毕业于华中工学院机械制造工艺与设备专业,工学学士。从1987至今,在农业部南京农业机械化研究所从事耕整地机械、种植机械和收获机械、植物保护机械及农机检测技术研究。先后任助理工程师、工程师、副研究员、研究员等技术职务。同时,先后任研究室副主任、研究中心主任、国家质检中心常务副主任等职务。共负责和参与完成国家“863计划”、“科技攻关计划”、“科技支撑计划”、“成果转化”、“标准制订”,农业部“948”引进、“行业科技专项”,江苏省“三项工程”等重大科研项目15项。
折叠深松机
履带旋耕机
种植机械创新团队
一、人员构成
种植机械创新团队10人,骨干专家5人、科研助理4人,后备成员2人,实有成员12人,硕士以上学历6人。
二、研究领域
团队近十年来相继在水稻、油菜、玉米、小麦等生产机械化方面共承担公益性行业专项、948引进、国家科技支撑、成果转化、省支撑、省自然基金、行业标准、院本科研等各类科研项目18项,取得水稻蔬菜育苗播种自动流水线、稻麦油直播机、水稻插秧机、油菜烟草移栽机等一批研发成果,获专利近25项,为相关行业发展提供了有效技术装备支撑。
三、研究成果
1.2BFG—12稻麦油复式播种机
主要由机架、旋耕开沟部件、播种施肥部件,覆土镇压部件等组成,与中型拖拉机配套,可一次性完成浅耕、灭茬、开沟、作畦、播种、施肥、镇压等多道工序。
作业效率为6—10亩/小时;行数为12行;行距为0—170毫米,可调;配套动力为65—90马力轮式拖拉机。
2.三插臂水稻插秧机
集成了非圆齿轮行星轮系三插臂栽插机构、精确分格移箱、纵向送秧机构以及辅助装秧装置,并与改进的高速插秧机底盘匹配,在提高作业工效的前提下降低转速,减少振动,同时降低了漏插率和伤秧率,有利于构建水稻机械化栽插高产群体。
超级稻2±1株/穴≥85%;漏插率≤5%;作业行数6行;作业速度≥1米/秒;栽植深度0—40毫米;相同作业条件下较常规高速插秧机伤秧率降低10%以上。其他指标符合国家相关标准。
3.2BQT—400气力式通用精密育苗播种流水线
适用于水稻、油菜、蔬菜、花卉等作物的通用型工厂化、智能化育苗播种成套设备,具有育苗播种且有播种质量监测系统。主要技术参数:生产率≥450盘/小时;播种均匀性≥93%;空穴率≤5%;节省劳动力成本65%。
4.插秧机栽植质量监测系统
完成了基于模式识别的插秧机栽植均匀度监测系统软、硬件设计开发,利用虚拟仪器技术,构建了基于RS482/232总线的作物姿态检测平台,通过光幕传感器测量秧苗的高度,使用串行通信采集测量光幕传感器信息,并采用贝叶斯分类算法识别秧苗姿态。秧苗姿态分类——直立、倒秧、漂秧、缺秧四种。
5.基于GPS的插秧机自动导航技术
已开展针对VP6乘坐式插秧机的辅助驾驶系统改装及实验。采用RTK—GPS定位,采用转向轮角度传感器实时采集车轮角度信号,采用电动方向盘实时对插秧机行走进行辅助驾驶及纠偏。
首席简介
张文毅,1966年11月生,中国农业科学院硕士生导师,农业部水稻生产机械化专家组副组长、秘书长,全国农业机械化与设施农业工程技术专家,江苏省水稻生产机械化专家组副组长。主要研究方向是种植机械工程技术。
播种复式机
播种流水线整机
土下果实收获创新团队
一、人员构成
土下果实收获机械创新团队共有11人,其中首席胡志超研究员、骨干专家5人、科研助理5人,拥有国家现代农业花生和甘薯产业技术体系岗位专家2人,硕士以上学历10人,团队可实际支配人员22人。
二、研究领域
以花生、薯类、甜菜、大蒜等土下果实机械收获共性技术、关键技术研究及关键部件与相关装备创制为重点研究方向,具体包括:土下果实机收低损机理研究及关键部件创制、四行半喂入花生联合收获技术研究及装备开发、八行花生捡拾摘果联合收获技术研究及装备开发、甘薯联合收获技术研究及装备开发和花生、甘薯机械化收获技术模式研究。
三、研究成果
1.花生联合收获技术装备
创制出4HLB-2型半喂入花生联合收获装备,有效破解了壅土阻塞损失大、秧膜缠绕顺畅性差、挂膜挂秧清洁度差技术难题,更换摘果等部件,可拓展功能、兼收大蒜,现已成为我国花生收获市场主体和主推产品,成果整体水平处于国际领先,获2015年国家技术发明二等奖(已通过终审)。
创制出世界首台4HLB-4型半喂入四行高效花生联合收获装备,可实现多行秧蔓聚合夹持、整齐合并输送、收获台便捷组配调节、大落差广适性摘果;创制出国内首台4HLJ-8型全喂入八行高效花生捡拾联合收获装备,可实现全喂入广适低损捡拾、果秧防缠输送、多级切流组配摘果、低损气力输果及均布集果,为我国花生生产向规模化、集约化转型发展提供了有效技术支撑。
2.花生免耕播种技术装备
延伸研发出全秸秆覆盖地花生免耕播种装备,该装备攻克入土部件挂草壅堵、架种、晾种三大难题,真正实现一次完成碎秸清秸、苗床整理、洁区施肥播种、播后均匀覆秸作业。
3.4LT-A型甜菜联合收获装备
研发的4LT-A型甜菜联合收获装备攻克了自动对行挖掘、仿形切顶、复式挖破土一体化、挖深自动调控和栅状回转圆盘式清理等关键技术,已通过国家权威部门检测,收获适应性、作业顺畅性、整机可靠性及各项作业指标均达到甚至高于国家标准。
首席简介
胡志超,二级研究员、博士生导师,农业部农机化科技创新收获机械化专业组组长,先后荣获“南京市十大科技之星”、“江苏省中青年科技领军人才”、“江苏省十大杰出专利发明人”、“江苏省突贡专家”、“国务院特殊津贴专家”、“全国五一劳动奖章”。
4HLJ-8型全喂入八行高效花生捡拾联合收获装备田间作业
甜菜联合收获作业