科创中国

该项目针对长期以来大坡度丘陵山地果园果实、农资和作业机具等上山和下山运输难题，实现了丘陵山地果园运输装备“从无到有，从有到精”的转变，显著提高了我国丘陵山地果园运输机械化水平，并取得原创性突破。 1.针对丘陵山地果园大坡度动力稳定传递与高效驱动难题，阐明了绳轮摩擦传动和“链传动反向利用”轮齿啮合传动规律，满足大坡度山地果园重载荷安全运输要求。探明了轨道坡度和工作参数对运输机力学性能与平顺性的影响规律，满足小坡度丘陵果园高效率平稳运输需求。 2.探明了单轨运输机轮轨配合形式、运行速度与钢丝绳排布状态等对运输机安全性的影响，解决了运输机在大坡度单轨上运行时的安全难题。 3.解析了丘陵山地环境下不同通信方式的可靠性，构建了全覆盖运输机工作环境的通信模式，优化了应用于多运输机协同的调度方案，解决了丘陵山地果园中运输机精准控制的难题。 4.集成创制了适应不同地貌共7大类18种规格的系列丘陵山地果园运输装备，构建了“纵横全覆盖”的运输新模式，突破了山地果园运输设备缺乏的关键瓶颈，实现农资上山、果实下山及轻简适应性作业，有力支撑了丘陵山地果园全程机械化。

该项目针对长期以来大坡度丘陵山地果园果实、农资和作业机具等上山和下山运输难题，实现了丘陵山地果园运输装备“从无到有，从有到精”的转变，显著提高了我国丘陵山地果园运输机械化水平，并取得原创性突破。

1.针对丘陵山地果园大坡度动力稳定传递与高效驱动难题，阐明了绳轮摩擦传动和“链传动反向利用”轮齿啮合传动规律，满足大坡度山地果园重载荷安全运输要求。探明了轨道坡度和工作参数对运输机力学性能与平顺性的影响规律，满足小坡度丘陵果园高效率平稳运输需求。

2.探明了单轨运输机轮轨配合形式、运行速度与钢丝绳排布状态等对运输机安全性的影响，解决了运输机在大坡度单轨上运行时的安全难题。

3.解析了丘陵山地环境下不同通信方式的可靠性，构建了全覆盖运输机工作环境的通信模式，优化了应用于多运输机协同的调度方案，解决了丘陵山地果园中运输机精准控制的难题。

4.集成创制了适应不同地貌共7大类18种规格的系列丘陵山地果园运输装备，构建了“纵横全覆盖”的运输新模式，突破了山地果园运输设备缺乏的关键瓶颈，实现农资上山、果实下山及轻简适应性作业，有力支撑了丘陵山地果园全程机械化。

实现指标：遥控牵引式山地果园轨道运输机：承载重量400kg，最大爬坡角度45°，最小转弯半径4m；遥控自走式山地果园轨道运输机：承载重量200kg，最大爬坡角度45°，最小转弯半径4m；遥控电动滑触式山地果园轨道运输机：承载重量200kg，最大爬坡角度45°，最小转弯半径4m。

针对丘陵山地果园运输亟待突破的主要技术难题，提出“从无到有、安全可靠、精准高效、广泛适用”的应用目标，围绕“动力驱动高效稳定、安全防护到位、运行控制精准、多场景系统化集成”的总体路线，经过15年技术创新取得原创性突破：

创新点1：阐明了绳轮摩擦传动和“链传动反向利用”轮齿啮合传动规律，发明了多槽绳轮摩擦双向牵引驱动系统，创制了“链条驱动轮-链齿式轨道”驱动系统，解决了丘陵山地果园运输动力稳定传递与高效驱动难题。

创新点2：创制了“T”型夹紧轮组、失控安全制动装置、钢丝绳限位轮组、离合制动换向一体变速器等系列安全装置，解决了运输机侧翻、加速下滑、自滑、脱轨和钢丝绳脱离轨道等问题，保障了轨道运输机安全可靠运行。

创新点3：探明了不同通信方式在果园环境下信号传输的可靠性，开发了适用于运输机工作环境的多类型结合的控制系统，构建了多运输机协同优化调度策略和基于多传感器融合的监控云平台，提高了操控便捷性和任务调度高效性。

创新点4：创制了适应不同地貌的系列丘陵山地果园运输装备，构建了“纵横全覆盖”的运输新模式，攻克了丘陵山地果园长期无运输机可用的难题。

华中农业大学工学院水果生产机械化技术与装备研究团队，近年来先后承担现代农业（柑橘）产业技术体系科学家岗位、公益性行业（农业）科研专项经费项目、湖北省自然科学基金等国家和省部级科研课题10余项，完成重庆忠县、浙江杭州、香港中文大学等处的横向合作项目10余项。团队近年来发表高水平研究论文60余篇，获得授权国家专利20余项（其中发明专利6项），已培养40余位硕士研究生和10余位博士研究生。自主研发的遥控牵引式单轨道山地果园运输机、无人驾驶自走式单轨道山地果园运输机和遥控牵引式无轨道山地果园运输机等10余种类型的山地果园运输机技术，解决了不同动力条件和不同地形条件的山地果园中果品和农资等的运输问题，在国内处于领先地位；自主研发的果枝修剪机、果枝粉碎机、生物质炭化炉和开沟施肥机等实现了果枝从修剪粉碎到炭化后施入土壤的整个过程机械化，具备良好的技术基础和生产能力。核心研发团队人数13人，均具有博士学位；其中教授1人，副教授10人，高级工程师1人，讲师1人；其中现代农业(柑橘)产业技术体系岗位专家（机械岗位）1人。目前在读博士研究生5人，在读硕士研究生65人。

1经济效益

2019-2021年间，在湖北省累积应用面积达108万亩，果农通过应用丘陵山地果园运输装备，节本增效19.44亿元。技术辐射到江西、安徽、浙江、重庆、湖南、四川、福建、广东等水果产区，近3年省外累积推广约6万亩，节本增效近1.37亿元，显著提高了丘陵山地果园运输机械化水平，提质增产效果显著。

经济效益计算说明：

（1）丘陵山地果园运输装备解决了果园纵向、横向运输问题，根据实际情况，轨道运输设备运输范围可向左右辐射100米；每100米轨道运输设备可解决100米×200米=20000平方米（约30亩）果园的运输问题。

（2）以柑橘园为例，按照亩产柑橘3000公斤计算，果实运输成本0.4元/公斤，柑橘运输费用为1200元/亩.年；根据实践统计，化肥、农药等农资以及搭载小型作业机具运输费用约为果实运输成本的一半，即600元/亩.年；柑橘种植户使用上述装备可获得节本增效（省时、省工等）平均超过1800元/亩.年。

（3）根据数据统计，近3年推广应用面积占累计推广应用面积的60%，节本增效占累计节本增效的60%。

（4）基于丘陵山地果园运输装备的应用，使得部分果园有机肥替代项目及机械化作业顺利实施，水果增产10%-20%，产生了一定的间接经济效益。

2 社会效益

（1）显著降低丘陵山地果农的劳动强度，保证安全生产。丘陵山地果园运输人力为主，劳动强度大，生产效率低，运输成本高，存在安全隐患。应用丘陵山地果园运输装备显著减少了人力投入，提高了运输效率，保证安全生产。

（2）推动湖北省丘陵山地水果产业发展，助力乡村振兴。水果成熟期比较集中，丘陵山地果园运输装备的大力推广和应用，解决了水果及时运输问题，避免了水果的“过剩”现象，促进了水果销售，有利于水果产业可持续发展。

（3）促进我国丘陵山地果园运输装备全覆盖，推动农业机械化进程。通过本项目技术与装备的应用，保障了果园生产产前、产中、产后中水果、化肥和农药等生产资料以及小型作业机具的安全高效运输。

（4）提供技术服务和人才培育综合平台，促进水果生产领域技术进步

3 生态效益

丘陵山地果园运输装备的推广应用为农业农村“两减”提供重要装备支撑，促进农业生产绿色发展。成果中系列果园运输机安装简便，占地面积小，有效解决了农田基础设施建设中对山体、植被和原生态环境破坏的难题，有力推动了农家有机肥上山进园施用，为农村绿色发展提供了技术保障，产生了较好的生态效益

许可他人使用该科技成果

通过订立许可合同，科技成果所有人向被许可人授予科技成果的使用权，被许可人从而获得实施科技成果的权利。科技成果许可费双方协商决定。