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科研平台--智能农机装备湖南省重点实验室

时间: 2022/11/29   作者:   点击:

实验室网站:https://iae.hunau.edu.cn/ (点击链接可获取更多实验室信息)

智能农机装备湖南省重点实验室依托湖南农业大学机电工程学院,于2018年7月经湖南省科技厅批准组建而成,2021年通过湖南省科技厅组建验收。现有固定研究人员36人(其中正高级职称10人,副高级职称13人,具有博士学位人员29人,40岁以下人员20人),客座研究人员14人,人员结构层次上老中青相结合,涵盖了农业机械设计、加工制造、机电液一体化、智能控制等学科专业,研究实力雄厚。实验室总面积超1800㎡,拥有高性能服务器、离散元仿真软件、24通道高速动态数据采集系统、超视距农机视频遥控驾驶平台、三维扫描仪、三坐标测量仪、拖拉机导航与智能驾驶平台、田间信息采集系统、多光谱植被冠层相机、高速摄影机、机械结构动力学测试分析系统、比表面测量仪、金相显微镜、六度空间振动试验台、测振仪、液压系统故障诊断实验台等先进试验设备与测试仪器,设备总值超1000余万元,能很好满足农机装备开发与智能控制技术研究的需求。

实验室建设目标与定位:建设省内一流、国内先进的科研创新平台、人才聚集平台。围绕南方农机领域重大科技问题,组织高水平的基础和关键技术研究,为形成一批具有区域特色和优势明显的智能化农机装备提供基础研究与关键核心技术,促进湖南省乃至全国农机产业的转型升级,推动智能装备制造农机智能化领域研发资源的合理布局,服务区域经济发展,促进乡村振兴战略的落实。深化协同创新战略,促进农机智能化理论与技术的发展,为年青科研人员、研究生提供研究与学习交流平台,提高农机人才的开拓创新意识和业务水平,提高人才培养质量。

实验室研究内容与研究方向:围绕区域内主要农作物生产中的耕、种、管、收等关键环节,重点突破动力装备、种植装备、田间管理装备、收获装备等智能化升级技术瓶颈,通过重大关键技术研究开发和集成式协同攻关,实现智能化农机装备关键工作部件与控制系统创新。实验室下设四个研究方向:

一、南方水田农用动力机械关键技术与智能装备研发

针对南方水田泥脚深、水旱轮作等特点,以解决水田机械作业适应性、保护耕作层和提高作业效率等为目标,研究机具和水田界面泥水膜的形成机理、水田动力装备的行走动力学特性,构建水田作业泥水膜滑行阻力及功耗模型;基于水田拖拉机数字化与模块化设计,突破水田拖拉机部件轻量化、高效驱动、姿态实时调整、配套机具悬挂装置自适应、多点动力输出等核心技术,集成研制智能化水田专用拖拉机。

二、高效精准种植与多功能田间智能管理技术及装备研发

针对南方作物规模化、机械化生产过程中,播种、栽植作业精准高速,高效减量施肥、喷药需求, 研究高速作业条件下的低损排种、种肥气流集中输送、播深一致性调控、漏播堵塞故障诊断与反馈、高速仿生减阻开沟等关键技术,创制水稻、油菜等作物的高速精量播种装备;研究高速作业下的自动定量输苗、精准栽植以及秧苗无损伤、智能监控等关键技术,开发取苗、栽植装置及其智能控制系统,研制水稻、油菜、蔬菜等高效低损栽植装备;研究精量施药、精量配混施肥、苗带识别等关键技术,研发智能自走式植保装备。

三、高效低损智能收获关键技术与装备研发

针对南方水稻、油菜收获高通量、高效率、高质量的发展需求及柑橘、油茶、茄果类蔬菜等作物果实相互遮掩,识别不清,采摘效率低下的问题,研究基于作物产量信息感知、喂入量判别、收获损失实时监控、工况参数自动调节等多参数融合的智能调控策略与适时反馈系统技术和理论基础,研发水稻、油菜等作物的智能高效低损联合收获装备;研究植株冠形与果实位置形状信息在线获取、高效低损采收关键技术,研发适合于南方地区林果与蔬菜智能化采收装备;研究水稻、油菜、果品、蔬菜干燥品质转变机理,突破高水分多重结构干燥工艺、多源分程变温组合干燥、基于品质的智能化干燥参数调控等关键技术。

四、农机作业智能化管控与制造关键技术研究

针对农机作业过程中土壤和作物对象互作规律不清、作物生产过程信息表征不明、作业质量和效率不高,作业粗放等问题,研究作业过程中农机与土壤质构规律,揭示土壤—植物—机器系统优化自适应与系统防粘减阻降耗机理;研究农机表面与土壤、农业物料之间的互作机理,突破土壤工作低阻耐磨部件涂层、低损农业物料织构等表面结构制造关键技术;研究复杂开放工况下农机自主作业智能化技术、精细生产管控理论与方法,开发农机作业环境与本体信息快速获取传感器及精准控制智能决策系统、适合农业复杂环境下基于北斗的多系统高精度定位、自组网络数据传输链路、机器视觉与多传感器组合导航系统;基于互联网和手持网络终端、卫星定位、无线通讯技术和传感技术,构筑农机综合信息化服务大数据平台。

实验室建设成效:自2018年批准组建以来,实验室先后承担纵向项目70余项,其中国家级项目5项,湖南省科技计划重点项目与自然科学基金项目20余项,承担横向项目15项,到账纵向科研经费2200余万元、横向经费350余万元;授权发明专利70余项,发表科研论文140余篇,其中SCI/E收录论文40余篇;突破了履带拖拉机原位转向变速技术、牵引机具姿态自适应调整技术、排种器播量在线监测技术,田间管理机苗带识别与路径跟踪、在线混药技术,果蔬果形与位置等信息在线获取技术、农机装备液压系统故障在线诊断决策技术等系列关键技术,研究成果获湖南省科技进步奖二等奖1项、湖南省技术发明二等奖2项;实验室人员参与起草并发布行业标准1项,湖南省地方标准3项;积极推动湖南省智能农机产业发展,深度参与湖南省工信厅产业链规划—《湖南省打造智慧智能农机产业链发展新高地“十四五”发展规划》的编制工作。人才培养方面,培养研究生70余人,学生获得包括全国大学生智能农业装备创新大赛获特等奖在内省级以上学科竞赛、科技成果创新奖励20余项。关键技术成果转化与社会服务成效显著,转化履带装备比例转向式变速器和多功能动力底盘关键技术相关发明专利6项;对接湖南农友、湖南龙舟、益阳富佳、郴州农夫、湖南阜丰等农机企业、农机合作社10余家开展技术服务,通过集中培训、田间实地指导等方式为省内农机手、种植大户超400人提供技术指导。

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