科创中国

农、林、牧、渔业,农、林、牧、渔专业及辅助性活动

该成果针对我国重要国防战略物资和工业原料——天然橡胶采收环节完依赖人力，技术要求高、劳动强度大、生产成本高，导致技术胶工大量流失、胶园弃管弃割严重，急需实现机械化采胶以解决采胶“卡脖子”问题的重大需求，以便携式割胶装备研发为突破口，开展了橡胶树皮力学特性、采胶技术、采胶方式以及配套装备的结构原理、功能部件、仿真分析、采胶效果等研究，确定了往复式切割为最优方式；解决了复杂树干工况的科学仿形、割胶深度和耗皮量毫米级精准控制、旧胶线干涉、胶水污染、伤树、装备微小型加工制造工艺等重大采胶机械技术难题，创新集成试制装备，形成了机械化采胶配套技术规程，实现了采胶机械“从无到有”的突破，降低割胶技术难度和劳动强度60%，单株割胶速度可提升1倍，新胶工培训时间缩短60%，割胶效果优于现有采胶技术标准要求。革新了产业发展100年来落后的割胶工具，填补了世界割胶机械装备应用领域的空白。在助力海南建档立卡贫困胶农割胶脱贫、乡村经济振兴、疫情后复工复产中发挥了良好作用。被海南省列为2021年农业主推技术，获得农机专项鉴定证书，纳入了海南省农机专项补贴，惠及万千胶农。

1.突破了机械化采胶毫米级精准控制与低损切割仿形核心关键技术。创新设计限位导向器与切割刀片，二者协同，实现割胶深度和耗皮量毫米级精准控制；优选往复切削式原理，解决了旋转铣削式旧胶线干涉、胶水污染难题；首次提出以割线内切口为基线，实现了对树干的科学仿形切割，解决了割胶深度不一致导致减产问题。 2.突破了装备加工制造工艺技术难题，创新集成多功能、小型化低、成本采胶装备。基于要素功能一体化设计，装备主机净重296g，具备开割线、水线、高低线及阴阳刀割胶、推割、拉割等功能，实现了装备的多用途广适性，满足了不同割制及使用需求，采胶效果达到甚至优于现行标准。 3.实现了割胶轻简化。装备降低割胶技术难度和劳动强度60%、新胶工培训时间减少2/3；单株割胶速度可提升1倍，胶园平均效率提升30%-40%；切割下的树皮均为长条状有效皮，胶水清洁无污染；起收刀够深、够整齐，割线平顺、刀身对割线摩擦、挤压少、排胶速度更快，保障了产量，熟练使用增产效果明显（10%以上）。 4.实现了研发→样机→产品→市场化（量产）→大面积推广。装备被纳入《农业机械分类》标准目录。

机械装备与自动化研究室下设智能化采胶设备研究课题组，以张以山二级研究员为专家顾问、曹建华三级研究员为学科带头人，由农学、机电一体化、信息技术专业人才组成创新团队，并与所外农业机械化、自动化、智能化科研单位、企业大联合、大协作，主要开展天然橡胶等热带农业机械化、自动化、智能化技术、装备研发与应用。 研究室立足天然橡胶产业“提质增效、节本增效”的重大需求，围绕提升天然橡胶生产效率、降低作业技术难度和劳动强度、节约劳动力成本、增加产业经济效益，从革新割胶工具、逐步实现机械化采收胶入手，围绕天然橡胶种植、加工及生产管理机械与智能化装备需求，着力打造“物联网+橡胶”、“天然橡胶农业***”模式、构建天然橡胶生产管理机械化、信息化、智能化平台，助力“天然橡胶大科学工程”和国家热带农业科学中心建设。 研究团队成员共11人，其中：研究员2人，副研究员2人，助理研究员2人，工程师2人，研究实习员2人，其他1人。海南杰出人才1人，南海名家、海南拔尖人才1人，海南自由贸易港高层次E类人才2人。

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