科创中国

为助力我国粮食安全与绿色发展的战略目标，针对传统燃油拖拉机对化石能源依赖程度高、加剧能源危机和环境污染，以及使用灵活性差等不足，研发了一种重心纵向可调的小型电动拖拉机，提出了利用动力电池代替拖拉机原有配重且通过动力电池移动调整电动拖拉机纵向重心的方法，设计了电动拖拉机动力系统、重心纵向调整机构等关键结构，开发了电池管理系统、重心纵向调整系统、整车控制系统以及电动拖拉机作业状态可视化实时监测软件，开展了其功能性能与作业适应性研究，明确了其在满足小型燃油拖拉机功能与性能的基础上能够有效提高牵引效率、作业性能和耕深稳定性，研发的重心纵向可调的小型电动拖拉机具有结构紧凑、操作简单、低碳高效和维修成本低等优点，其可应用于现代农业中各种作业机械的牵引和驱动。

西北农林科技大学机械与电子工程学院开展了电动拖拉机核心技术——重心纵向可调的小型电动拖拉机的研究，小型拖拉机电动化和重心纵向可调的关键技术问题已基本解决。实现指标：最高行驶速度为21.6 km/h；最大牵引力为4020.3 N；犁耕作业克服牵引阻力为3557.7 N，滑转率为22.2%较于无重心调整降低11.4%。

传统燃油拖拉机对化石燃料依赖程度高、加剧能源危机和环境污染，拖拉机无重心调整时其牵引效率低、稳定性差以及人工添加配重时费时费力严重。

本项目生产同等或优于传统燃油拖拉机功能性能的小型电动四轮拖拉机，使用性和经济效益可观。具有以下特点：

1）具有驱动电力化、配重替代化、重心可调化的技术亮点，使用电机电池代替柴油机作为驱动系统，研发小型电动四轮拖拉机；

2）使用动力电池组代替原有配重，简化电动拖拉机结构提高使用灵活性；

3）动力电池组纵向移动调整电动拖拉机纵向重心，提高牵引效率和作业性能。

总体上，本项目研发的小型电动四轮拖拉机从节能、稳定性、便捷性、作业性能等方面均优于传统拖拉机。

本研究研制的重心纵向可调的小型电动拖拉机可应用于现代农业中各种作业机械的牵引和驱动，可在大田农业、设施农业和畜产养殖等农业生产模式以及无人农场、丘陵山地和盐碱沼泽地等复杂农业生产环境下具有重要应用前景。

西北农林科技大学机械与电子工程学院《农业机械智能化技术研究团队》，依托于农业机械化工程、农业电气化与自动化、机械制造及其自动化等优势学科和农业农村部农业物联网重点实验室、陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室等科研平台，以农业生产智能装备为研究方向，针对西北地区特色果业、设施园艺等作业环境，系统开展信息感知、智能控制和装备集成等研究工作，研制果蔬智能化生产装备。团队现有主要成员11人，其中副高以上职称7人，具有博士学位以上8人。近十年来，团队先后承担“863”计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金面上及青年基金、陕西省重点研发计划、陕西省科技统筹等国家级和省部级项目20余项

1.崔永杰，教授，博士生导师，农业机械化工程专业，长期从事果蔬生产机器人、设施农业自动化生产装备等智能农机装备及智能检测控制领域研发工作，研制重心纵向可调的小型电动拖拉机、草莓采摘机器人、猕猴桃采摘机器人、幼苗穴盘搬运装置等装置10余种，团队负责人。

2.李智国，教授，博士生导师，农业机械化工程专业，长期从事果蔬智能化采摘等智能农机装备研发工作，团队主要研发人员。

3.傅隆生，教授，博士生导师，农业电气化与自动化专业，从事智慧农业技术与装备研究，团队主要研发人员。

4.史颖刚，副教授，农业电气化与自动化专业，从事采摘机器人和果蔬分级、农业机器人导航定位方面研究，团队主要研发人员。

5.闫锋欣，副教授，硕士生导师，机械制造及其自动化专业，从事采摘机器人和果蔬分级、农业机器人导航定位方面研究，团队主要研发人员。

6.牛子杰，副教授，硕士生导师，农业电气化与自动化专业，从事农业装备和仪器设计、遥感、超声电机等方面的研究，团队主要研发人员。

7.洪旗，青年副教授，机械电子工程专业，从事智能制造装备与数控系统、机电耦合理论与方法等方面的研究，团队主要研发人员。

8.杨兵力，讲师，机械制造及其自动化专业，从事自动控制、智能检测、电力电子等方面的研究，团队主要研发人员。

9.刘利，讲师，农业电气化与自动化专业，从事农业电气化和机电一体化装备等方面的研究，团队主要研发人员。

10.谭海，讲师，机械工程专业，从事微尺度表界面科学、摩擦学与表面科学及柔性传感器等方面的研究，团队主要研发人员。

11.张军，讲师，机械设计及理论专业，从事智能农机装备、超声电机及其驱动控制等方面的研究，团队主要研发人员。

项目研究团队在进行重心纵向可调的小型电动拖拉机的研发过程中已投入各类经费达20余万元，已研发重心纵向可调的小型电动拖拉机初步样机1台，获取论文1篇，专利2项和软件著作权2项等知识产权；针对重心纵向可调的小型电动拖拉机研发过程中尚需完善的重心纵向调节技术、整车精准化控制技术和外观设计等技术，预期需要再投入经费100余万元、时间3年左右。

研发的重心纵向可调的小型电动拖拉机所提出的利用动力电池移动调整电动拖拉机纵向重心的理念和技术对于推动科学技术进步具有重要作用，同时整车使用电力作为动力源，清洁可再生能源的使用能够对实现“双碳“目标和保护自然资源或生态环境提供有效的支撑；其可应用于现代农业中各种作业机械的牵引和驱动，可在大田农业、设施农业和畜产养殖等农业生产模式以及无人农场、丘陵山地和盐碱沼泽地等复杂农业生产环境下应用，能够有效提升农业机械化水平和保障粮食安全，同时促进国家和社会安全。

以技术转让的方式将重心纵向可调的小型电动拖拉机相关科技成果转移给他人使用。通过高校与受让企业签署转让协议，将科技成果转让给受让企业，包括已经取得知识产权保护的科技成果和未取得知识产权保护的科技成果、申请知识产权保护的资格等；科技成果的所有权、风险和收益即转让给受让企业。

重心纵向可调的小型电动拖拉机在农业民用方面进行转化，企业在综合考虑原有样机、方法和技术的基础上，对其按照农业装备民用标准对重心纵向可调的小型电动拖拉机进行改进和优化，通过试验提升形成产品，最终实现其商品化和产业化发展。