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湖北大学生钻研新疆棉花四年 研发的收获机解决两大难题 获得“挑

发布日期:2022-04-19 20:25   来源:未知   阅读:

  在全国人民声援新疆棉花的时候,位于湖北荆州的长江大学有一群学生,通过四年坚持不懈地努力,用实际行动交上一份满意答卷——该校“疆拓团队”的《棉田棉秆残膜联合收获机——拔秆伏“魔”助棉白》项目,一举拿下第十七届“挑战杯”全国大学生课外科技作品竞赛全国特等奖。该项目将有效解决新疆棉花采收后的两大难题,助力新疆棉花高质量、可持续发展。

  2021年新疆棉花总产量512.9万吨,占全国棉花产量近九成。但是,多年来有两大问题困扰着包括新疆在内的西北地区棉农:一是残留地膜使用机械无法全部回收,二是现有农林机械无法将棉秆连根拔取。

  “疆拓团队”学生负责人、长江大学机械11801班本科生杜帅龙解释,西北地区少雨、低温,因此普遍采用地膜植棉的方式,在棉田地面铺设一层像保鲜膜一样的地膜,可以有效保温保湿,还能降低病虫害。“棉农为了节约成本,一般选用较薄的地膜,这些地膜经过风吹日晒后非常脆弱,容易破损,如果用机器回收容易留下较多的残留,形成白色污染。”杜帅龙说,另一方面,采摘完棉花后棉秆怎么处理也是难题,残留的棉秆存在传播棉花黄萎病的风险。

  2018年,正在读大一的杜帅龙等学生,得知学校机械工程学院张善彪老师,一直在致力于这两项问题的科研攻关,便主动要求加入。

  “一套成熟的方案技术参数有4700多个,关键技术难点有30多个,对于这些本科生来说非常困难。”张善彪老师表示,师生团队经历了四年,一千多个日夜的不断尝试、攻关,终于研发出“长大造”棉田棉秆残膜联合收获机。

  这台收获机的主要创新点在于,研究出了不对行柔性滑拔机构和定向偏心弹齿搂膜机构,达到了现在市面上普通机器无法做到的“拔秆不断根,搂膜不漏膜”的效果,实现棉秆残膜一站式回收。前者可以理解为用机械模拟人工手法,准确地抓住一个根根棉秆,通过合适的角度和力度连根拔起;后者就像一根躺在地上旋转的“狼牙棒”,它的弹齿可以和地膜保持固定的角度,将地膜顺利地挑起,同时还可实现“自我清洁”。

  就这样,联合收获机可以实现头部拔秆、尾部起膜,不间断地工作,地膜回收率从目前的60%左右提升到90%以上,棉秆拔净率高达97%以上。

  “纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”从大一参与团队到大四获得“挑战杯”全国特等奖,杜帅龙等学生说,收获的不仅是能帮助到棉农的自豪感,还有自己专业能力和动手能力的提升。

  杜帅龙介绍,“疆拓团队”学生前后有20人左右,来自长江大学机械、装备、光电和法学等不同专业。张善彪老师补充道,还有一些本校研究生甚至外校的学生参与了该项目,很好地体现了跨学科、跨地域的合作。

  “完成这个项目要经过整体设计、机构设计、设备组装、实地验证、改良优化等步骤,四年研发过程中我们克服了很多困难,也有很多有意思的经历。”杜帅龙笑着回忆,在制作弹齿的卡套时,大家为了节省在外面订制的费用,决定手工打造。同学们抡起大锤锤钢构件,一个卡套至少要锤四五下,一套设备一共需要200多个卡套,“大家锤累了就换人,轮流上,锤了有三四天,后来手都抬不起来了。”

  团队成员张湛颇印象最深的则是,为了更好地熟悉农机性能,团队成员在荆州一家农场实地考察时,向当地农民请教各种农业机械的操作,比如如何输出动力、如何驾驶拖拉机等。

  在农民伯伯的细心指导下,几名有驾照的大学生很快就掌握了农用拖拉机的驾驶。坐在威风的拖拉机上,张湛颇颇有成就感,“在枯燥且艰难的研究过程中澳门跑狗论坛资料,能开着拖拉机‘兜兜风’很是惬意。”

  张善彪介绍,这几年他每年都要在新疆待1-3个月,棉田棉秆残膜联合收获机项目样机在湖北荆州市岑河农场、新疆昌吉市芳草湖农场等多地进行的田间试验,取得了非常理想的效果,较于人工效率提高了125倍以上。包括中国工程院院士陈学庚在内的专家学者,对项目给予了肯定。

  “这几年,同学们把论文写在祖国的大地上,把丰收带进农民的心窝里,而下一步,就是要实现科技成果转化。”张善彪透露,目前,联合收获机产品定型工作已接近尾声,不久的将来就可以推出成熟的产品。经专业测算,该项目一台产品市场定价约为120万元,单台产品可带来的市场价值约140万元,在新疆的市场需求约有1.2万台。该项目还获得了出口许可证,未来打入全球市场约有3万-5万台的市场需求空间。

  通过四年来的锻炼,“疆拓团队”的学生也都取得了长足的进步:团队成员顺利申请了专利13项,目前8项实用新型专利全部授权、5项发明专利也全部公开实审;团队成员多次获得国家级竞赛奖项;多名学生成功考研或保研。