毫米級電動膠刀的“傻瓜型”作業
發布時間：2017-07-20 08:52:30 193 人瀏覽
來源： 橡膠技術網
當前，我國天然橡膠種植面積超過1700萬畝，人工割膠成本占生產成本的60%以上。采膠機械是世界性難題，雖然研究了近40年，但關鍵技術難題仍未突破，大面積植膠幾十年來，生產上仍完全依賴人工割膠。
近日，這一世界性難題得到了解決，中國熱帶農業科學院橡膠研究所科研人員經過近3年的科研攻關，成功突破機械采膠“傷樹、產量、效率、勞動強度、技術難度、商業化生產”等多項關鍵技術難題，研發出第一代4GXJ-1型便攜式電動膠刀，給割膠帶來了新的體驗，有助于產業轉型升級。
采膠機械化難以實現
近年來，受世界金融危機及國際石油價格大幅下降的影響，天然橡膠價格遠低于成本價格，農墾膠園和植膠種植戶連續虧本經營，膠工收入大幅降低難以維持生計，膠園棄割、棄管現象嚴重，產業損失巨大，迫切需要實現機械采膠、解決產業用工荒難題。
如何實現機械化割膠？這個問題早在40多年前就開始在科學家腦海中翻騰，然而關鍵技術始終難以突破。
“由于采膠的特殊性，對機械要求非常高。這與水稻、小麥等全株收獲作物不同，橡膠是一種多年生、長周期經濟作物，收獲過程中不能傷樹，這對采膠機械提出了非常高的要求，需要達到毫米級別的精準控制。”電動膠刀技術攻關負責人、中國熱帶農業科學院橡膠研究所研究員曹建華在接受《中國科學報》記者采訪時說。
不僅如此，以前機械、電子及電池技術達不到精巧化要求，限于當時的科技與加工工藝制造水平，以前試制出來的樣機又大又笨重，膠工不愿意接受。而橡膠園工況環境太復雜，地形起伏不平、膠樹生長不規則，也給實現機械采膠蒙上了一層陰影。
此外，天然橡膠的比較效益相對較低，昂貴的機械設備生產上用不起，所以使得采膠機械陷入兩難的境地，即要精度高、微小型化，又要成本便宜，極大地限制了采膠機械的研發。
聯合攻關破解難題
面對企業的困境和產業的急迫需求，中國熱帶農業科學院院長王慶煌親自抓落實，成立了以副院長張以山為組長的智能割膠機械攻關領導小組，從全院抽調精兵強將組建了“橡膠研究所智能化采膠設備研究室”，院（所）舉全力支持，在人、財、物方面優先給予保障，組織申報并獲批科技部2016重點研發專項“天然橡膠收獲技術與裝備研究”，熱科院和橡膠所在基本業務費方面給予重點專項支持。
“我們以研發電動膠刀為突破口，并適時開展全自動智能化采膠機械研發，以緩解植膠企業用工荒難題，推動割膠由勞動密集型向技術密集型轉變，實現節本增效，保障產業可持續發展。”曹建華說。
經過近3年的攻關，科研團隊成功突破機械采膠的多項關鍵技術難題，先后設計了17款電動膠刀，經生產試驗試割、篩選、優化并定型第一代4GXJ-1型電動膠刀。隨即，他們與專業電動工具生產大型企業——寧波漢浦工具有限公司合作，建立了我國第一條電動膠刀生產線，以加快成果轉化應用。
經大田試驗試割表明，這款膠刀具備諸多優點。“這款產品輕巧簡便，整體按人機工程學設計，外形美觀、手感舒適，僅350克，相當于一個蘋果的重量。如果配套兩個2000mAh高能鋰電池，滿電一次可完成2~3個樹位割膠。”曹建華表示。
易學好用效益顯著
這款膠刀簡單易學，新手正常情況下3~5天能學會，即可上崗割膠，較傳統膠刀培訓時間減少20天以上，節約了大量培訓成本，使割膠作業“由專業型轉變為大眾型、傻瓜型”，割膠不再是專業膠工的特有工作。熟練使用電動膠刀可比傳統膠刀效率提升15%~30%。
在割膠效果方面，割膠深度和耗皮厚度由機械控制，并可根據樹齡和生產需要由膠工自行調節，不再時時依賴膠工的技術經驗，割膠技術難度大幅降低。膠工只要按技術規程操作，幾乎不傷樹，割線平順，膠樹耗皮量可控制在傳統膠工的80%~90%，讓膠樹割得更長久，延長了橡膠樹經濟壽命。
不僅如此，電動膠刀割膠有效皮高、重刀回刀少，刀片對割線乳管壓迫少，排膠初速度加快，有效皮含量高，有利于獲得穩定產量。
由于此款產品成本低廉，逐漸受到了膠農的喜愛。按一個膠工管理40畝計算，加上中間更換一些易損部件和刀片費用，每畝膠園每年使用成本在20~30元，膠農用得起。
“下一步，我們會收集膠農使用反饋意見，來改進和優化膠刀，讓膠刀的工藝越來越完善，割膠效果越來越好。我們還將往無人化方向去研究，因為今后人工會越來越貴，割膠的成本會更高。盡管將面臨重重困難，但我們有信心去攻克各項技術難關。”曹建華說。
轉自：橡膠技術網，橡膠行業門戶網站！
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