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大馬力無級變速VS新能源拖拉機，哪種更好用？

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北京：小麥種植全程無人作業技術集成示范

2023-11-14 11:24:24 來源：北京市農業機械試驗鑒定推廣站閱讀量：14838 評論

　　【農機網地方農機】通過集成應用新一代物聯網、大數據、無人駕駛等現代農業信息技術，應用智能拖垃機、植保無人機、智能水肥一體化設備、智能收割機等農業智能裝備為核心的智能農機具，踐行產學研評推用的合作模式，開展機群全程無人作業試驗示范2400余畝，在京郊建設集成示范區。

　　一、基本情況

　　智能農機設備主要包括大馬力無級變速無人駕駛拖垃機、植保無人機、智能水肥一體化設備、出苗率和長勢監測無人機、無人駕駛收割機等，可實現小麥生產全程無人作業。項目集成智能農機，在密云建設農機無人作業試驗示范基地，基地占地面積457畝。通過“產、學、研、評、推、用”高效合作模式，以“智慧種地”為目標，以“機器換人”為手段，打造成全國高水平農機無人作業試驗示范基地。

　　二、主要做法

　　實施背景：通過發展數字農業、精準農業、智慧農業等現代農業方式賦能農業高質量發展，助力鄉村振興，是“十四五”期間實現農業農村現代化的關鍵舉措。在當前我國農村青壯年勞動力流失加劇的嚴峻形勢下，在全程農業機械化的基礎上，發展無人化農機作業技術裝備，通過“機器代人”，解決誰來種地，誰來高效種地的問題，代表著最先進農業生產力，是未來農業的發展方向，必將引領數字農業、精準農業、智慧農業等現代農業方式的發展。

　　主要內容：本項目通過集成應用新一代物聯網、大數據、無人駕駛等現代農業信息技術，應用智能拖垃機、植保無人機、智能水肥一體化設備、智能收割機等農業智能裝備為核心的智能農機具，踐行產學研評推用的合作模式，開展機群全程無人作業試驗示范，在京郊建設集成示范區。

　　主要技術：已實現農機自動路徑規劃、全程無人駕駛、作業自動控制和監測，極大地提高了農業生產效率和作業質量。

　　1.東風2204無級變速無人駕駛拖拉機

　　東風2204無極變速無人駕駛拖拉機基于電控底盤以及無級變速技術，結合北斗/GNSS定位技術，能夠自動完成預先設定地塊的耕整地、播種以及中耕等作業任務，具備遠程啟停，遠程協助、遠程控制等能力。電控能力包括：擋位控制、動力輸出、液壓輸出以及液壓提升。該系統主要包括規劃模塊、控制模塊、定位模塊。路徑規劃模塊負責規劃作業路徑以及掉頭軌跡，定位模塊負責獲取農機位姿信息，控制模塊負責跟蹤規劃路徑以及控制機具升降，最終控制精度能夠到達±2.5cm。

　　主要參數：

　　1.電控轉向：-540°-540°，精度1.0°；

　　2.電控制動及油門：0-100%，精度1%；

　　3.檔位控制、PTO控制、機具升降、液壓輸出；

　　4.行駛速度：0-35km/h；

　　5.控制周期：0.1s；

　　6.定位控制精度：±2.5cm；

　　7.變速箱：無級變速CVT。

2.大型噴灌機水肥一體系統

　　圓形噴灌機具有智能施肥系統(Intelirri ZFB300)，遠程水泵控制、入機流量及壓力監測、基于北斗定位的運行位置監測、手機APP控制等功能。系統具備本地及遠程控制，運行狀態監視等能力，可融合域內氣象、視頻等信息，實現精準水肥一體化灌溉。

　　主要參數：

　　1. 整機長度：187米(3跨+懸臂)；

　　2. 噴頭：62個(Nelson D3000)，搖臂式噴頭1個；

　　3. 行走速度：2.06米/分鐘(100%運行一周耗時：8.4小時)

　　4. 入機流量：55立方米/小時

　　5. 定位控制精度：±2.5米

　　6. 施肥流量：300升/小時(柱塞泵Intelirri ZFB300)

　　7. 施肥調節范圍：10%-100% (工作壓力：0-0.8MPa)

　　8.施肥桶容積：2000升

　　9.通信方式：4G移動通信(支持5G)

3. T30型電動六旋翼枝向對靶植保無人飛機

　　大疆T30型六旋翼植保無人機飛行性能強大且作業效果出色，將無人機最大載重提升至30L，大田植保作業效率達到新高度每小時240畝；采用革命性“變形” 機身，實現枝向對靶施藥，提高農藥利用率20%以上，大田、果樹植保噴灑效果出類拔萃，配合數字農業解決方案，實現綠色精準施藥。

　　4.無人駕駛小麥收獲機

　　全車采用了純電控方式，操作簡便。控制系統采用雙天線高精度定位，誤差不超過2.5cm，可實現：(1)路徑自動規劃，多路徑方式作業，完全模擬人工操作，作業效率高。(2)車輛點火熄火控制；(3)車輛前進、倒退、停車控制； (4)車輛自動轉彎控制；(5)車輛路徑規劃行駛控制；(6)車輛手自動駕駛一鍵切換控制；(7)車輛遠程云端控制；(8)電控HST系統；(9)割臺升降控制；(10)卸糧桶自動控制，撥禾輪自動控制。

　　主要參數：

　　1. 型號：沃得 4LZ-6.0EK(Q)

　　2. 動力：常柴125馬力

　　3. 作業幅寬：2.2米割幅

　　4. 喂入量:6kg

　　5. 糧倉容積:1.7立方

三、取得成效

　　本項目以智能農機為核心、高標準農藝為保障、精準化栽培為手段，踐行產學研評推用合作模式，在密云建立農機無人作業試驗示范基地。項目實現種植遠程智能管控模式，大幅提高生產管理決策能力，實現品質、產量和效益提升。具備顯著的“全天候、全過程、可復制、可推廣”的示范效果與廣泛的推廣價值。

　　(1)經濟效益

　　一是提高作業質量。農機手使用傳統拖拉機進行田間作業時的精度約在10厘米，經過長時間勞作后，作業精度大大降低，從而降低了作業質量，不利于前后環節的配套作業。本項目的無人駕駛拖拉機基于GPS/北斗雙模的自動導航技術，作業精度約可控制在±2.5厘米，可以有效地避免重播和漏播，提升作業質量。另外，根據自動導航過程中存儲的路徑數據，還可以使拖拉機在后續作業環節定位到固定的作業路徑，有效保證農機各環節作業配合精度。由原來的作業質量靠機手的經驗變為作業質量精準、一致、可控。

　　二是降低機手勞動強度。農機在無人駕駛作業過程中，不再像以往一樣需要機手在農機上進行實時操控，機手只需要在道路交通駕駛農機行駛至目標農田，然后便可以由農機根據規劃路線自主作業，從傳統意義上的農機作業由一個機手一臺車改變為一個機手可以負責多臺車作業。這樣使駕駛員從單調重復、高強度的勞動中解放出來，可延長作業時間，提高機車的使用效率。

　　三是減少投入成本。由于無人駕駛行進中作業速度與發動機轉速更為平穩，結合本課題的三維地形精準控制，匹配度更高，動力控制性能較優越，且路徑規劃方案優化，減少了不必要的行駛路程。因此相較人工駕駛，可降低油耗7%，減少環境污染。另外，優越的路徑規劃降低在播種期間的重播率，提高直線度60%以上，因此可有效減少種肥消耗，降低投入成本。

　　四是提高配合效率。本課題的多機協同系統能夠進行任務級別的規劃，讓農機編隊作業，覆蓋耕種管收全環節，作業效率相較人為操控提高25%。多機協同能極大減少農機間作業溝通成本，實現提前規劃，作業無縫銜接。如收獲小麥過程中，轉運車能實現接滿即走，空車自動接上，工作期間收獲機停車時間大大減少。

　　(2)社會效益

　　形成作業大數據。智能化農機上傳大量的傳感器數據能更加準確反映作業效率、計算作業面積等情況。匯總所有農機提供農業作業大數據，為我國農業作業分布、播種收獲情況、農機轉移等農業宏觀數據分析提供堅實基礎。

　　(3)生態效益

　　無人駕駛相較人工駕駛行進中作業速度與發動機轉速更為平穩，結合三維地形精準控制，匹配度更高，動力控制性能較優越，且路徑規劃方案優化，減少了不必要的行駛路程，可降低油耗，減少環境污染。另外，優越的路徑規劃降低在播種期間的重播率和漏播率，因此可有效減少種肥消耗，減少環境污染。

　　四、經驗啟示

　　小麥無人作業技術應用在密云區河南寨鎮陳各莊村無人作業試驗示范基地，面積457畝，目前基地已實現小麥關鍵環節無人作業，種植效果良好?；厥峭ㄟ^產學研評推用高效合作模式，開展農機全程無人作業技術與裝備試驗示范、展示交流等工作。重點展示無人作業多級協同管理、高效任務動態路徑規劃、障礙物快速識別與避障、大型拖拉機及聯合收獲機的自主控制、智能灌溉施肥等一系列高精尖技術，基地還配套應用栽培、土肥、植保等新技術，實現農機農藝融合、農機化與信息化融合。

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