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让专利之花盛放田间地头

发布时间:2019年01月25日 12:57   来源:网络整理   关键词:专利
导读:大学已经进入了寒假季,江苏大学农业装备工程学院的会议室内依然在进行着一场热火朝天的研讨。李耀明团队的教授、研究员、博士生、硕士生和企业工程师等二十余人,正在紧锣密鼓地开展深泥脚田水稻联合收割机及其智能化技术的研究,解决泥脚深度达40cm以上...

大学已经进入了寒假季,江苏大学农业装备工程学院的会议室内依然在进行着一场热火朝天的研讨。李耀明团队的教授、研究员、博士生、硕士生和企业工程师等二十余人,正在紧锣密鼓地开展深泥脚田水稻联合收割机及其智能化技术的研究,解决泥脚深度达40cm以上水稻田的机械化收获难题,进一步提高整机的作业性能、效率,降低机手操纵强度,促进产品的升级换代。

“传统联合收割机也能收超级稻,就是有点不好使!”“哪里不好使?”“这种水稻含水量高、草谷比大,收不快也收不好。”一旦离开实验室来到田间,李耀明教授又会放下那些技术术语,开始跟操作机手拉家常、唠唠嗑。

这位来自江苏大学农业装备工程学院的教授一直致力于研究收获机械关键技术及应用,不久前,他的“一种轴向喂入式稻麦脱粒分离一体化装置”发明专利,斩获由中国国家知识产权局和世界知识产权组织共同主办的第二十届中国专利奖金奖。

“不管是夏季和秋季,我们团队都在农田里做试验,和一线机手打成一片,也最了解农田里需要什么样的收获机械。”李耀明的这一专利技术显著推动了行业产品的升级换代,增强了民族品牌的竞争力,我国高端履带式联合收割机外资品牌的市场占有率因此从80%缩减至20%。

李耀明教授认为,评价一个专利是否优秀,专利的来源非常重要。“优秀的专利凝练的是行业的难题,不是坐在办公室里想出来的,也不是拍脑袋决定的。”中国水稻种植面积约4.55亿亩,总产量世界第一。2017年超级稻推广面积达到1.36亿亩,已成为我国粮食安全的重要保障。然而,与常规水稻相比,超级稻具有单产高、茎秆含水率超70%、草谷比大、穗大粒多等特殊性,传统水稻联合收割机在收获超级稻时遇到了诸多难题。

“比如说,脱粒时籽粒破碎率和夹带损失率严重超标,脱出物杂余含量高达30%以上,脱粒滚筒喂入口容易堵塞,秸秆粉碎抛洒不均匀等等。”这些难题正是李耀明团队长期和各地机手交朋友,坚持去田间进行试验,从一线了解到的真实情况。

通过田间试验,李耀明发现确实是作物品种更新导致的新问题,原有的机器参数、结构已经明显不适应高产水稻收获的基本要求。在李耀明看来,这些技术难题如果不解决,机器作业时会造成籽粒夹带损失大、浪费严重,籽粒破碎率高、储藏容易发霉,整米率下降等系列问题。

脱粒分离装置是联合收割机的核心工作部件。针对超级稻的特殊性,团队主要研究采用什么样的脱粒滚筒来提高脱粒性能,什么样的分离装置来提高分离性能,什么样的喂入装置能提高喂入性能、减少堵塞,什么样的秸秆粉碎抛洒装置能实现满幅抛洒还田,以此有针对性地解决超级稻脱粒、分离、喂入、抛洒四大难题,“并且,我们把几个难题集中起来,从整体出发统一考虑脱粒分离装置的四个关键部分一体化装置。”

江苏大学建有世界先进、国内一流的收获机械工作部件试验台架,团队通过理论分析与计算、设计新的工作部件,对不同结构、不同转速、不同间隙、不同参数进行大量台架试验。得出较好的结构和运动参数后,团队和龙头企业合作开发整机,再到农田进行田间试验。

鉴于水稻品种多样,从海南到黑龙江,从江苏高产水稻地区到湖南湖北地区,团队在我国水稻主产区建立了15个机械化高效收获试验、示范基地,通过大量的田间试验优化结构和运动参数,提升收割机作业性能。

试验证明,团队对脱粒分离装置进行的创新设计,包括刀形齿栅格盖板与纵轴流滚筒一体化脱离结构、导流式分离凹版筛、螺旋-轴流叶片锥形喂入头、动定刀碎草及抛草导流等新技术,解决了传统脱粒分离装置收获含水量高、草谷比大的高产水稻时存在的系列难题。该发明的脱粒分离效率提高了25%,籽粒夹带损失降低了50%,脱出物杂余含量降低了20%。

目前,专利技术已在江苏沃得农业机械有限公司、雷沃重工股份有限公司、星光农机股份有限公司和江苏上骐重工科技有限公司等履带式联合收割机龙头企业得到应用,建成多条高效能联合收割机生产线,形成了年产6万台的生产能力,有效解决了我国水稻收获高端产品不足、低端产品过剩的结构性矛盾。近三年共销售产品86082台,新增销售额69亿元,利润8.9亿元。

“除了用于收获水稻外,这一专利技术还可以用于小麦、大豆、谷子、油菜、玉米等作物的收获,实现了一机多用,具有广阔的市场前景。”以“一种轴向喂入式稻麦脱粒分离一体化装置”发明专利为核心,李耀明团队构建了联合收割机专利群,已授权中国发明专利22件、美国专利1件。

“寒假春节我们就放假十天,2月11日全体成员返校正常上班。”李耀明告诉记者,国产联合收割机已经实现了1小时收割10亩超级稻的目标,下一步,他们正在研究如何实现更大喂入量、更高收获效率、更加智能化的高端联合收割机,进一步提升作业效率、优化作业性能,打响国产联合收割机的民族品牌。

江苏经济报记者侯力明 通讯员吴奕

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