科创中国

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。

本技术装备获授权国际发明专利1件，中国发明专利5件、其他专利10件，发表科研论文12篇（其中：EI收录3篇）。经农业农村部科技发展中心组织成果鉴定，专家一致认为：该装备是世界割胶工具的重要变革，成果达到国际领先水平。先后获得第20届中国国际高新技术成果交易会“优秀产品奖”、第八届中国创新创业大赛（海南赛区）暨海南省第五届“科创杯”创新创业大赛初创企业组二等奖、中国技术市场协会第三届三农科技服务金桥奖优秀项目奖，中国热带农业科学院评科技创新一等奖、“‘十三五’十大转化技术成果”奖。

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，发布国内首个电动割胶刀团体标准、专项鉴定大纲、机械化割胶企业技术规范，取得农业机械试验鉴定证书，被海南省列为2021年农业主推技术，纳入农机专项补贴。在中国（海南占45%）及世界12个主要植胶国推广10000余台，市场占有率超过70%；培训国内外胶工和技术人员12000余人次，累计应用面积超过100万亩；装备加工制造和销售企业累计实现产值1000余万元，企业累计新增利税300余万元；节约用工30-40%，胶工年收入可增加40%以上，新胶工培训节本60%，胶园实现节本增效100-150元/亩·年，产业5年累计实现节本增效超过5000万元，经济效益显著。

5-8秒完成单株割胶作业；技术难度降低60%、劳动强度降低60%，效率提升30-40%，可节本增效15-20%；较传统胶刀节约培训时间60%左右、节约新胶工培训成本1000元/人以上；平均每亩胶园每年机械成本在25-30元，每亩可本增效100-150元。

主要应用于天然橡胶机械采胶领域，适用于中国、泰国、柬埔寨、斯里兰卡、印度、缅甸等世界植胶国家，可解放部分产业劳动力力从事其它经营，增加胶工家庭收入。目前已在中国、越南、泰国、印度、斯里兰卡、缅甸、老挝、柬埔寨、马来西亚、印度尼西亚等13个植胶国推广1万余台，培训国内外胶工13000余人次。

8-10秒完成单株割胶作业；技术难度降低50%、劳动强度降低50%，效率提升30-40%，可节本增效10-15%；较传统胶刀节约培训时间一半以上左右、节约新胶工培训成本1000元/人以上；平均每亩胶园每年机械成本在25元左右，每亩可本增效100-150元左右。

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4.0”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。

1.社会效益

（1）推动了产业科技进步和可持续发展。技术成果在国内外13个主要植胶国开始产业化应用，实现了采胶机械“从无到有”的转变，填补了采胶机械装备应用空白。形成的系列知识产权，得到国内外同行的普遍认可，提升了我国在割胶装备领域的国际影响力和话语权。革新了使用近100年的传统割胶工具，大幅降低了技术难度和劳动强度，使割胶不再完全依赖壮年技术胶工，极大拓展了胶工来源，缓解了产业用工荒难题，增加弃管弃割胶园复割，对于促进产业发展具有重要意义。

（2）技术成果的推广应用，符合国家“走出去”和“一带一路”战略倡议，促进了国际合作交流，提升了影响力。

（3）在海南儋州、白沙、琼中三市县相关政府部门的主导下，技术成果服务建档立卡贫困植胶农户4240余人，提升其割胶技术水平，助力割胶脱贫、防止脱贫返贫，起到良好的促进作用。

（4）可解放胶农家庭40%的劳动力从事其它经营活动，增加家庭收入。

2.生态效益

（1）天然橡胶种植周期长达30年以上，是重要的人工生态林，对热区生态环境维护发挥了重要作用，全国划定了1800万亩核心保护区。

（2）通过本技术成本推广应用，产业节本增效明显，对于应用对胶价低迷影响、稳定种植面积、助力产业可持续发展、减少人为违规砍伐、维持热区森林覆盖率、实现“绿水青山就是金山银山”具有重要意义。

（3）本技术成果采胶绿色清洁能源，符合国家环保要求。技术成果为绿色清洁割胶技术，对环境无害无污染。

通过与企业合作，加强产学研的结合，以国家项目与企业投资的支持为主导、以达到成果关键技术熟化、推广以及应用的目的。