毫米級(jí)電動(dòng)膠刀的“傻瓜型”作業(yè)

 

　　近日，這一世界性難題得到了解決，中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所科研人員經(jīng)過(guò)近3年的科研攻關(guān)，成功突破機(jī)械采膠“傷樹、產(chǎn)量、效率、勞動(dòng)強(qiáng)度、技術(shù)難度、商業(yè)化生產(chǎn)”等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題，研發(fā)出第一代4GXJ-1型便攜式電動(dòng)膠刀，給割膠帶來(lái)了新的體驗(yàn)，有助于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

 

　　采膠機(jī)械化難以實(shí)現(xiàn)

 

　　近年來(lái)，受世界金融危機(jī)及國(guó)際石油價(jià)格大幅下降的影響，天然橡膠價(jià)格遠(yuǎn)低于成本價(jià)格，農(nóng)墾膠園和植膠種植戶連續(xù)虧本經(jīng)營(yíng)，膠工收入大幅降低難以維持生計(jì)，膠園棄割、棄管現(xiàn)象嚴(yán)重，產(chǎn)業(yè)損失巨大，迫切需要實(shí)現(xiàn)機(jī)械采膠、解決產(chǎn)業(yè)用工荒難題。

 

　　如何實(shí)現(xiàn)機(jī)械化割膠？這個(gè)問(wèn)題早在40多年前就開始在科學(xué)家腦海中翻騰，然而關(guān)鍵技術(shù)始終難以突破。

 

　　“由于采膠的特殊性，對(duì)機(jī)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(zhǎng)周期經(jīng)濟(jì)作物，收獲過(guò)程中不能傷樹，這對(duì)采膠機(jī)械提出了非常高的要求，需要達(dá)到毫米級(jí)別的精準(zhǔn)控制。”電動(dòng)膠刀技術(shù)攻關(guān)負(fù)責(zé)人、中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所研究員曹建華在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)說(shuō)。

 

　　不僅如此，以前機(jī)械、電子及電池技術(shù)達(dá)不到精巧化要求，限于當(dāng)時(shí)的科技與加工工藝制造水平，以前試制出來(lái)的樣機(jī)又大又笨重，膠工不愿意接受。而橡膠園工況環(huán)境太復(fù)雜，地形起伏不平、膠樹生長(zhǎng)不規(guī)則，也給實(shí)現(xiàn)機(jī)械采膠蒙上了一層陰影。

 

　　此外，天然橡膠的比較效益相對(duì)較低，昂貴的機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)上用不起，所以使得采膠機(jī)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(jī)械的研發(fā)。

 

　　聯(lián)合攻關(guān)破解難題

 

　　面對(duì)企業(yè)的困境和產(chǎn)業(yè)的急迫需求，中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長(zhǎng)王慶煌親自抓落實(shí)，成立了以副院長(zhǎng)張以山為組長(zhǎng)的智能割膠機(jī)械攻關(guān)領(lǐng)導(dǎo)小組，從全院抽調(diào)精兵強(qiáng)將組建了“橡膠研究所智能化采膠設(shè)備研究室”，院（所）舉全力支持，在人、財(cái)、物方面優(yōu)先給予保障，組織申報(bào)并獲批科技部2016重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)“天然橡膠收獲技術(shù)與裝備研究”，熱科院和橡膠所在基本業(yè)務(wù)費(fèi)方面給予重點(diǎn)專項(xiàng)支持。

 

　　“我們以研發(fā)電動(dòng)膠刀為突破口，并適時(shí)開展全自動(dòng)智能化采膠機(jī)械研發(fā)，以緩解植膠企業(yè)用工荒難題，推動(dòng)割膠由勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效，保障產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。”曹建華說(shuō)。

 

　　經(jīng)過(guò)近3年的攻關(guān)，科研團(tuán)隊(duì)成功突破機(jī)械采膠的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題，先后設(shè)計(jì)了17款電動(dòng)膠刀，經(jīng)生產(chǎn)試驗(yàn)試割、篩選、優(yōu)化并定型第一代4GXJ-1型電動(dòng)膠刀。隨即，他們與專業(yè)電動(dòng)工具生產(chǎn)大型企業(yè)——寧波漢浦工具有限公司合作，建立了我國(guó)第一條電動(dòng)膠刀生產(chǎn)線，以加快成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

 

　　經(jīng)大田試驗(yàn)試割表明，這款膠刀具備諸多優(yōu)點(diǎn)。“這款產(chǎn)品輕巧簡(jiǎn)便，整體按人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)，外形美觀、手感舒適，僅350克，相當(dāng)于一個(gè)蘋果的重量。如果配套兩個(gè)2000mAh高能鋰電池，滿電一次可完成2~3個(gè)樹位割膠。”曹建華表示。

 

　　易學(xué)好用效益顯著

 

　　這款膠刀簡(jiǎn)單易學(xué)，新手正常情況下3~5天能學(xué)會(huì)，即可上崗割膠，較傳統(tǒng)膠刀培訓(xùn)時(shí)間減少20天以上，節(jié)約了大量培訓(xùn)成本，使割膠作業(yè)“由專業(yè)型轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊娦�、傻瓜�?rdquo;，割膠不再是專業(yè)膠工的特有工作。熟練使用電動(dòng)膠刀可比傳統(tǒng)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(jī)械控制，并可根據(jù)樹齡和生產(chǎn)需要由膠工自行調(diào)節(jié)，不再時(shí)時(shí)依賴膠工的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，割膠技術(shù)難度大幅降低。膠工只要按技術(shù)規(guī)程操作，幾乎不傷樹，割線平順，膠樹耗皮量可控制在傳統(tǒng)膠工的80%~90%，讓膠樹割得更長(zhǎng)久，延長(zhǎng)了橡膠樹經(jīng)濟(jì)壽命。

 

　　不僅如此，電動(dòng)膠刀割膠有效皮高、重刀回刀少，刀片對(duì)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(wěn)定產(chǎn)量。

 

　　由于此款產(chǎn)品成本低廉，逐漸受到了膠農(nóng)的喜愛。按一個(gè)膠工管理40畝計(jì)算，加上中間更換一些易損部件和刀片費(fèi)用，每畝膠園每年使用成本在20~30元，膠農(nóng)用得起。

 

　　“下一步，我們會(huì)收集膠農(nóng)使用反饋意見，來(lái)改進(jìn)和優(yōu)化膠刀，讓膠刀的工藝越來(lái)越完善，割膠效果越來(lái)越好。我們還將往無(wú)人化方向去研究，因?yàn)榻窈笕斯��?huì)越來(lái)越貴，割膠的成本會(huì)更高。盡管將面臨重重困難，但我們有信心去攻克各項(xiàng)技術(shù)難關(guān)。”曹建華說(shuō)。