问题

农业机械如何实现技术创新?

回答
农业机械的技术创新,就像是给辛勤耕耘的土地装上更聪明的头脑和更有力的臂膀。这不仅仅是简单地把零件换一换,而是涵盖了从设计理念、核心技术到应用场景的方方面面。咱们就来聊聊,这些“铁牛”是怎么一步步变得越来越懂我们,越来越能干的。

一、 核心驱动力:智能化与自动化是灵魂

这是当前农业机械创新的绝对主角。过去我们说农业机械,更多的是指能耕能种的工具,但现在,它们正在变成会思考、会执行的“伙伴”。

感知升级:让机械“看得见”“听得懂”

传感器技术的大爆发: 这就像给机械装上了眼睛和耳朵。高精度的GPS、RTK定位系统,让它们能精确知道自己在田地里的位置,偏差在厘米级别。视觉传感器(摄像头)、红外传感器、激光雷达,能“看到”土壤的湿度、肥力、作物长势,甚至能识别出杂草和病虫害。土壤传感器更是细致入微,能监测土壤的酸碱度、有机质含量等关键指标。
大数据融合与分析: 收集到的海量数据,不再是孤立的信息。通过云计算和边缘计算,这些数据被整合、分析,形成对作物生长环境的全面理解。这就好比医生通过一系列检查来诊断病情,机械通过数据来“诊断”土地和作物。

执行升级:让机械“会操作”“更精准”

精准施肥与灌溉: 结合传感器数据,机械不再是“一刀切”地撒肥洒水。而是根据不同地块、不同作物的需求,按需、按量、按时进行施肥和灌溉。这大大提高了肥料和水的利用率,减少了浪费和环境污染。比如,变量施肥技术可以根据土壤养分状况,在不同区域施加不同剂量的肥料。
自主导航与路径规划: 自动驾驶技术让拖拉机、收割机等可以在田间自主作业,无需人工干预。它们能规划最优作业路径,避免重复耕作和漏耕,还能在复杂地形下安全行驶。这不仅解放了人力,也保证了作业的规范性和高效性。
智能识别与作业: 杂草识别与清除技术,通过机器视觉识别杂草,然后利用机械臂或定向喷洒除草剂的方式将其清除。这比传统的大面积喷洒更精准,大大减少了农药的使用。采摘机器人更是能识别成熟的果蔬,并轻柔地进行采摘,减少损伤。

人机协作:解放劳动力,提升效率

遥控与监控: 操作员可以在远程监控机械的作业状态,并通过遥控进行干预或调整。这尤其适用于恶劣环境或危险作业场景。
人机交互优化: 操作界面越来越直观友好,很多机械甚至可以用语音指令进行操作。这降低了操作门槛,让更多人能够轻松驾驭先进的农业机械。

二、 动力与效率的进阶:更清洁、更强劲

除了智能化,动力系统的革新也是关键。

新能源动力:
电动化趋势: 电动拖拉机、电动收割机等正在逐步推广。它们具有噪音低、零排放、维护成本相对较低等优点,对改善农村环境非常有益。电池技术的进步是关键驱动力。
氢燃料电池: 虽然还在发展阶段,但氢燃料电池技术因其能量密度高、续航里程长且排放物仅为水,被认为是未来重型农业机械的潜在动力来源。

效率优化:
模块化设计与通用性: 许多机械采用模块化设计,可以快速更换作业模块,实现一机多用。比如一台底盘拖拉机,可以根据需要装配犁、播种机、喷雾机等。这提高了机械的利用率,降低了用户的投资成本。
材料科学的进步: 更轻便、更坚固的材料(如高强度合金、复合材料)的应用,使得机械在保持强度的同时,重量更轻,能耗更低,对土壤的压实也更小。

三、 作业场景的拓展:适应更多样化的需求

创新也意味着农业机械的应用场景在不断拓宽。

小型化与多功能化: 针对小农户、家庭农场或特殊作物(如温室蔬菜、水果)的需求,出现了更多小型化、多功能的农业机械,它们更加灵活,操作简便。
无人机在农业领域的应用: 农业无人机早已不是新鲜事物。它们在植保(喷洒农药、叶面肥)、播种、授粉、作物监测(利用多光谱、热成像等技术)等领域发挥着重要作用。无人机技术的发展也带动了农业机械的创新。
地下作业机械: 除了地表的耕作,对土壤的深层改良、地下管道的铺设等地下作业机械也在不断创新,以满足更全面的农业生产需求。

四、 创新生态的构建:协同合作的力量

技术创新并非孤立的存在,而是需要一个良好的生态系统来支撑。

产学研用紧密结合: 高校和科研机构负责基础研究和前沿技术探索,企业负责将技术转化为产品,农民作为最终用户提供反馈和需求。这种紧密的合作是技术迭代的加速器。
政策引导与支持: 政府在研发投入、税收优惠、推广应用等方面提供支持,鼓励企业加大创新力度,推动农业机械的升级换代。
大数据平台与服务商: 专业的农业大数据平台和技术服务商的出现,为农业机械的智能化升级提供了技术支撑和解决方案。它们可以帮助整合、分析数据,并提供定制化的运营和维护服务。

总而言之,农业机械的技术创新是一个持续演进的过程,它围绕着“更聪明”、“更高效”、“更环保”的目标不断突破。从能耕善种的铁牛,到能够自主学习、精准决策的智慧伙伴,农业机械正在以前所未有的速度改变着我们的农业生产模式,让农业变得更轻松,也更有未来。

网友意见

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艾玛第一次被人邀请好激动

谢邀,接下来是正文:

首先农机的技术创新这一点我国是一直在做的,来来来,看些图

这个是水稻插秧机械,还有全自动不用人操作的那种我没找到图片,大概差不多就是多了个单片机控制系统。这东西一边开一边就插完秧了,对比下

解放生产力啊!而且种植间隔均匀,排的也很直,为将来除草施肥自动化提供了一定的保障。并且,这机器是真正意义上的农机在中国因地制宜的结果!!别的科技点较高的国家一般不大规模生产水稻。

从这一点看,农机的创新是逐步的,中国的国情与发达国家并不一致。农机的普及虽然解放生产力但是同时也会让相当一部分农民失业,对于剩余生产力如果不能消化那么农机的普及就是笑话。这个就有点政治了。

再来看个图,并附新闻:

近日,多家中央和省级媒体记者走进绍兴新昌县捷马机械有限公司,现场观摩该公司在茶园“机器换人”方面的最新成果——自主研发的茶园中耕机在茶园里劳动。据了解,这种茶园中耕机一天可以耕地10亩,是人牲工作效率的20倍。曹连荣 摄
——绍兴网

这个是2014年10月的新闻。再来张图

这个是日本静冈县的一处茶园景象,09年的图,不得不说很漂亮。对于一下自动化水平!再来一张国内的

这个是中国的采茶机,发明时间蛮早的,原理就是一个电锯在前面,后面一个大口袋,然后鼓风机什么的往里面吹。

对于茶叶这一点,我想表达的是:在茶园农机自动化这方面,中国茶园受制于地形、农民经济状况以及顾客喜好等因素始终难以发展。一些实用的新型农机往往都是轻便的、功能单一的。

中国很多地形都制约了大型农机的发展,比如翻耕,要是在平地,想日本那种茶园的话直接大型翻耕机进去就好了(其实中国也有茶园作业的翻耕车,但是特别小,没找到图),但是中国茶园多在坡地。另外,日本食用茶的方式——抹茶对茶形不注重,所以采茶时只要方便些即可。但是中国自明朝后就不再食用抹茶,对茶形的挑剔使得在茶的采摘上难以实现自动化。上面那种采茶机采的茶一般用作茶包吧反正是上不了中国人的台面的。


上面的叙述有点凌乱,总结一下:

1.农机的发展势必能够解放生产力,同时也会造成大量从事农业工作的人失业,我国的农机发展势必是循序渐进的,激进的发展一定会遇到重重障碍。

2.由于中国地形的限制,很多新型农机往往是轻便,功能单一的。这样可以灵活组合,对卖农机的和买农机的都好。

3.中国人对农产品的一些要求往往会使得农机发展受限,比如对茶形的要求使得简单的采茶机不能满足需求。

另外,一般对于国外优秀机械能引进的一般就直接引进了,没必要做太大改动。不适合本土条件的一般也就做个参考,没必要改动后再引进。然后优秀的适用的引进后的改进,这方面应该和汽车行业差不多吧过程,我也不清楚,如果有人知道的话,希望能够提出来,不胜感激。


以上,均为个人见解,如有不当之处,还请不吝指教


=======2.10号更新线========


评论区里

@李润泽

回复说记得插秧机是日本引进的,查了下觉得水稻插秧机的发展还是很符合该问题的,特此更新

接下来我所说的水稻插秧机都是指将水稻秧苗移到图里的设备

水稻插秧机的原始发明者为杨国新,发明时间是1949年,最早为梳齿形的,是在手摇纺纱木车的基础上发明的,样子是这样的:

这首先回答了插秧机的诞生地问题,其全称为“无锡农科一号齿轮梳发式畜力插秧机”,接下来的岁月里,杨国新先生在这基础上将材质改成铁质,并且将其幅宽加大,用牲畜做动力,并进行了一定的改进。

1956年4月11号,我还记得,我带着插秧机到武昌参加全国水稻插秧机发明试验会,那么试下来,我这台插秧机大家共认是成功的。这样,我这台插秧机就通过武昌会议在全国推广了,大家都学去了,最后就变成了中国的铁制结构的牛拖的插秧机。
——杨国新

此图为杨国新先生以及他的插秧机。莫名想到那个年代的机械多是简单却又含有智慧的,其工艺虽然并不一定精良,但是其中所包含的人类在困境下所迸发的智慧的曙光却是耀眼的。

接下来,时间到了1962年,这个发明传入日本并为各国所接受,人称“杨氏插秧机”。

时间到了1965年,那个躁动的岁月里,还是杨国新,对当时已有的插秧机进行创新性的改进

可以对比上面两张图,细节上来看还是有不少差别的。还有这个发明最后死于大浩劫也是一件令人悲痛的事情。

图片资料来自

世界第一架水稻插秧机发明者杨国新提供的资料和说明[ 注目无锡 东林书院

另外,手扶式插秧机确实是从日本引进的,最早引进应该是在改革开放后。

这是手扶式插秧机,几年前又有了乘坐式插秧机,不过是中国还是日本发明的不得而知,但是可以肯定的是,有那么一大波学农机的在研究这方面的东西。对于国外优秀的发明是有必要引进的,但是我们自己也需要不断改进。具体现在是在哪些方面有所努力和突破,由于专业局限,尚未可知。就我所知的只有一个华中某大学的关于插秧机器人的发明,即无人操作即可前行并在走到底的时候自动转弯继续下一排,老师给看的视频,百度不到,不能给图了,各位见谅。

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