从春秋时期鲁班的木制飞鸟,到三国时期诸葛亮的木牛流马,几千年来,人类一直探索着机械代替人力的可能。制造业已经成为立国之本、强国之基,国家经济命脉所系。据工信部公布的数据,我国制造业规模已连续13年位居全球第一。据央视财经《第一时间》栏目报道:预计到2025年,仅制造业十大重点领域技能人才缺口将达到近3000万人。早在2015年,国务院印发的《中国制造2025》,便明确将农机装备列为大力推动的十大重点领域之一。当前,四川农业大学正大力推进农业工程学科专业建设,推进智慧农业与智慧农机装备技术研发与运用。
四川农业大学农业工程学科的前身可追溯至1958年成立的农业机械化专业,经过不断凝练,学位点已形成农业机械化工程、农业水土工程、农业电气化与自动化以及农业信息工程4个稳定且特色鲜明的学科方向。
学科紧扣四川农业大省的金字招牌,以服务西南地区现代农业和经济社会的发展为己任,面对西南地区中小型农机具匮乏、农业信息测控技术落后、农业水土资源利用不足、农业信息化水平低等痛点,依托学校作物学、畜牧学等优势学科,围绕制约西南地区现代农业工程发展的共性关键问题,开展了较为系统的研究。
依托学校作物学、畜牧学等优势学科,该学科强调机械、电气、电子、信息、水利等工程类学科与生物、作物、畜牧、园艺、土壤等理学或农学学科的交叉,将机电一体化、智能控制技术、传感器技术、灌溉技术、网络通信技术、物联网技术等工程类学科技术应用于传统的农业生产、作业和管理过程中,通过资源整合、数据共享、技术攻关等,促进传统农业作业的技术革新和农业装备的转型升级,体现了工程技术与农业生物技术相互渗透与集成的特色。
其中,围绕西南丘陵山区薄弱环节农机装备“无机可用”、“无好机用”等瓶颈问题,农业机械化工程学科方向主要开展水稻、油菜、玉米/大豆间作(2020年中央一号文件、农业部主推技术)等粮油作物耕、种、管、收机械化作业技术和农机农艺相融合技术的研究;行走装置对土壤结构和作物生长的影响研究;中小型农机装备的高效化、精量化、智能化等关键技术的研究,充分利用新技术、新材料、新工艺研发新样机,以促进西南丘陵地区粮油作物种植的农机化水平。
四川农业大学与四川刚毅合作研制的勺轮式大豆玉米一体机
围绕西南地区特色经济作物无损检测、农业信息检测与控制技术亟需提升的现实需求,农业电气化与自动化学科方向主要开展特色经济作物品质参数的光谱分析、无损检测的理论和技术研究;农业生产中的计算机视觉分析、模式识别与智能检测处理技术研究;特色经济作物农业机器人、农业装备及设施的信息检测、图像处理、路径规划和智能控制系统的原理、方法与技术研究,以提高农业生产系统的信息检测水平与农业装备智能化水平。
四川农业大学自主研发的果园智能精量喷施机器人
通过突破西南地区制约现代农业机械化、信息化、智能化以及农业水土工程发展的“卡脖子”技术,四川农业大学农业工程学科取得了一系列研究成果,快速提升了西南地区现代农业工程技术的发展水平。如
——主持的四川省科技成果鉴定《无线遥控喷施机的关键技术及其应用示范》以高性能嵌入式控制器为核心,解决了边配边喷、全方位旋转喷施以及变比例选药配药的技术难点,可避免作业人员与药液的接触,并减少药液体的使用量,实用性强、性价比高,节省劳动力并保护了作业人员健康,先后在雅安市、内江市、乐山市等地市进行了应用示范;
——主持的四川省科技成果鉴定《丘陵山区小型多功能底盘的研究》首次将双边反向差速系统应用于小型农业机具中实现了原地转向,研制的悬挂机构采用油缸调节实现了犁的耕深无极调节,有效解决了丘陵山区农机具小半径转向的瓶颈问题;
——形成了以玉米大豆带状复合种植为核心的全程机械化技术,研发了以玉米大豆间作播种机、小型大豆联合收获机等为代表的新技术和新产品,解决了在玉米大豆带状复合种植模式下“无机可用”或“无好机用”的尴尬境地,此类农机具的研发可促进该类种植模式在更大范围内的推广,部分技术已实现成果转化,部分成果(如玉米大豆间作播种机等)已进入产品推广阶段,作为其中的核心技术获2020年四川省科技成果进步奖一等奖……
玉米大豆间作新农艺机械化智能化装备开发合作项目签字暨启动仪式
此外,四川农业大学机电学院下设农业机械化及其自动化本科专业,专业培养具备农业机械装备设计制造、自动控制、农业工程相关学科科学研究及农业生产过程管理等方面的基本能力,从事农业机械装备的设计、制造、推广、农业机械化规划管理、企业经营与管理的高素质复合型工程技术人才。
近年来,学院本科生创新成果频出,“车载移动式直升飞机停机坪”、“履带式火灾隔离车”获得全国创新设计大赛二等奖;“小型智能玉米收获机”获得省级大学生创新实验项目三等奖;“智能鞋柜”、“变形概念床”等共计10余项项目获得全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组一等奖、二等奖等。
四川省大学生智能农业装备创新设计大赛
在前段时间举行的四川省大学生智能农业装备创新设计大赛中,川农大参赛师生展示了一系列贴近农业装备实际需求的智能农机装备,一项又一项充满青春创意的农机“黑科技”,让人目不暇接。其中,履带式油菜智能播种机器人、柑橘智能采摘机器人、无人机水稻飞播装置的研究与试验3件作品斩获大赛一等奖。
四川省大学生智能农业装备创新设计大赛
现代农机装备是持续保障国家粮食安全和重要农产品有效供给的“国之重器”,是确保把中国人的饭碗牢牢端在自己手中的基础保证,只有实现了农机装备产业的高质量发展,才能实现我国农业机械化的高质量发展。推进我国农业机械化高质量发展,川农人一直在路上!
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注:文章部分素材来自四川农业大学官微、新闻网、机电学院,新华网、央视、 清华农研院