他們是山地拓荒者——記西北農(nóng)林科技大學(xué)丘陵山地農(nóng)機(jī)裝備研究團(tuán)隊(duì)

（科學(xué)網(wǎng) 2022年10月12日）

最近一段時(shí)間，西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院楊福增教授在琢磨一件事：今后，團(tuán)隊(duì)在丘陵山地農(nóng)機(jī)研究方面的側(cè)重點(diǎn)到底在哪里？

圍繞社會(huì)需求，楊福增教授帶領(lǐng)丘陵山地農(nóng)機(jī)裝備研究團(tuán)隊(duì)長期耕耘，把一篇又一篇論文寫在黃土山坡上：他們研制出多臺(tái)山地拖拉機(jī)樣機(jī)，將智能拖拉機(jī)開進(jìn)山地，有兩臺(tái)山地農(nóng)機(jī)甚至還登上了央視的舞臺(tái)；他們牽頭編寫了國內(nèi)首個(gè)“山地履帶拖拉機(jī)（團(tuán)體）標(biāo)準(zhǔn)”，打造了國內(nèi)首個(gè)原創(chuàng)性基礎(chǔ)科學(xué)研究平臺(tái)“山地農(nóng)機(jī)-土壤-作物綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”。

為丘陵山區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展“智造”農(nóng)機(jī)，并不斷改進(jìn)完善、超越自我，丘陵山地農(nóng)機(jī)裝備研究團(tuán)隊(duì)稱自己是山地拓荒者。

爬上甘肅山地的第一臺(tái)“農(nóng)機(jī)”

1966年，楊福增出生于甘肅會(huì)寧農(nóng)村，這里是典型的黃土山區(qū)，耕地坡度大，農(nóng)事勞作停滯在人力、畜力的傳統(tǒng)方式中，父老鄉(xiāng)親勞動(dòng)的艱辛和生活的貧困讓這個(gè)農(nóng)家子弟從小就心生夢想：“有機(jī)會(huì)一定要為家鄉(xiāng)做點(diǎn)事?！?/p>

1985年，楊福增考入西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)與制造專業(yè)，當(dāng)年給父母親寫信甚至連郵票都不敢買的他，每年寒暑假回到家鄉(xiāng)總是羞于告訴鄉(xiāng)親們自己在大學(xué)里學(xué)什么。心有余而力不足，楊福增只能將造農(nóng)機(jī)的想法藏在心底。

本科畢業(yè)后，楊福增在學(xué)校免推上了碩士并留校工作，之后讀了博士，還赴西北工業(yè)大學(xué)從事博士后研究。在西北工業(yè)大學(xué)期間，他帶領(lǐng)同事及學(xué)生研制出第一臺(tái)現(xiàn)代化的山地農(nóng)機(jī)樣機(jī)——山地遙控耕地機(jī)，該機(jī)器遙控操作，可在坡地上保持自身平衡的同時(shí)還能穩(wěn)定作業(yè)。首次將藍(lán)圖變成現(xiàn)實(shí)，楊福增激動(dòng)之余又有些發(fā)愁：耕地機(jī)動(dòng)力小、配套作業(yè)機(jī)具單一暫且不說，光是超過5萬元的昂貴造價(jià)就一定會(huì)讓丘陵地區(qū)的老鄉(xiāng)們望而卻步！

如何以最少投入實(shí)現(xiàn)丘陵山地農(nóng)業(yè)機(jī)械化？2015年國慶長假，楊福增與三位老師帶著兩名研究生回到甘肅老家，花費(fèi)3000余元購買了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備，將西北農(nóng)村廣泛使用的架子車改裝為一臺(tái)“山地農(nóng)機(jī)”。在“突突”聲中，這臺(tái)甘肅山地上的第一臺(tái)“農(nóng)機(jī)”跟隨楊福增的父母上山拉土豆， 一路輕松上坡，一路愉快收獲，但下坡時(shí)突然出現(xiàn)意外：制動(dòng)器失靈，裝滿土豆的“農(nóng)機(jī)”動(dòng)能和勢能“非線性疊加”，以“瘋狂”的速度順著23度的大土坡飛奔而下，一頭栽在坡下的一道水溝里，土豆灑滿了黃土坡，駕駛“農(nóng)機(jī)”的研究生朱麗元摔倒在水溝下。

朱麗元雖然沒有受傷，但楊福增震驚不已?！爸两裣肫饋矶夹挠杏嗉?！”楊福增說，從那一刻起，他就把安全放在山地農(nóng)機(jī)研究的首要位置，“人的安全得不到保證，造機(jī)器還有什么意義呢！”家鄉(xiāng)驚心動(dòng)魄的經(jīng)歷，成為楊福增團(tuán)隊(duì)后續(xù)研發(fā)安全實(shí)用的高可靠山地農(nóng)機(jī)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。而那臺(tái)助力架子車被楊福增教授珍藏在團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，永遠(yuǎn)記錄著他們的教訓(xùn)和夢想。

編制全國首個(gè)山地農(nóng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)

在隨后的歲月里，楊福增教授團(tuán)隊(duì)在丘陵山地農(nóng)機(jī)研究領(lǐng)域持續(xù)探索，農(nóng)機(jī)由“從無到有”逐漸邁上了“從有到優(yōu)”。團(tuán)隊(duì)不僅研制出丘陵山地小型履帶遙控拖拉機(jī)和xn-402p遙控全向調(diào)平山地拖拉機(jī)，還研制出配套的郁閉果園噴藥機(jī)、施肥機(jī)以及旋耕、播種等糧田機(jī)具。這兩種山地拖拉機(jī)集成了姿態(tài)調(diào)整、多種仿形作業(yè)、無級(jí)變速和遙控等技術(shù)，可大幅度提高拖拉機(jī)坡地作業(yè)的穩(wěn)定性、操縱人員的安全性，2020年登上央視“超級(jí)新農(nóng)人”挑戰(zhàn)賽舞臺(tái)并獲得“新農(nóng)人挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”，成為我國山地農(nóng)機(jī)創(chuàng)新研究中的“明星拖拉機(jī)”。

在楊福增教授團(tuán)隊(duì)埋頭苦干的時(shí)候，國內(nèi)眾多企業(yè)和高校也紛紛加入，丘陵山地農(nóng)機(jī)研究一時(shí)間熱鬧起來。同行們的競爭能帶來更多創(chuàng)新思想和前行動(dòng)力，楊福增在欣喜的同時(shí)又有些擔(dān)心：“山地農(nóng)機(jī)與平地農(nóng)機(jī)不一樣，我們走過的彎路，同行們不能再走。”

楊福增與團(tuán)隊(duì)商議，得盡快制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范和引領(lǐng)丘陵山地農(nóng)機(jī)研發(fā)與生產(chǎn)。大家認(rèn)為，不論履帶式農(nóng)機(jī)還是輪式農(nóng)機(jī)，在丘陵山地作業(yè)，都要特別重視駕駛員的安全性、下坡的制動(dòng)性?！斑@其實(shí)源于那個(gè)觸動(dòng)我們靈魂深處的助力架子車事件?！眻F(tuán)隊(duì)成員劉志杰副教授回憶說。

初心已成其遠(yuǎn),日久而見其真。楊福增教授與團(tuán)隊(duì)師生們從2017年開始，搜集和整理以往研究的相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)與中國一拖集團(tuán)有限公司、湖南農(nóng)夫機(jī)電有限公司、陜西農(nóng)康農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備制造有限公司等多家企業(yè)合作，最終在今年1月成功編寫出《山地履帶拖拉機(jī)通用技術(shù)條件》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)（以下簡稱“標(biāo)準(zhǔn)”），該標(biāo)準(zhǔn)由中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)、中國農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合發(fā)布，今年4月份正式實(shí)施。

“標(biāo)準(zhǔn)”針對(duì)山地拖拉機(jī)特有的“坡地作業(yè)穩(wěn)定性”“爬坡性能”“下坡制動(dòng)安全要求”和“專用液壓懸掛裝置”等，分別做了明確規(guī)定，它的發(fā)布使我國山地履帶拖拉機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造有理可依，有據(jù)可循，對(duì)于丘陵山地通用動(dòng)力機(jī)械的技術(shù)水平提升和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要作用。

國內(nèi)首個(gè)山地履帶拖拉機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的制定發(fā)布，讓團(tuán)隊(duì)頗為自豪，而楊福增教授更感任重道遠(yuǎn)，“團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)是基礎(chǔ)，之后上升為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，最后才能變成國家標(biāo)準(zhǔn)，我們還需要繼續(xù)深耕，再接再厲?！?/p>

醞釀新的丘陵山地農(nóng)機(jī)夢

2022年，是我國進(jìn)入全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國家、向第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)進(jìn)軍新征程的重要一年，也是鄉(xiāng)村振興全面展開的關(guān)鍵之年。今年1月，團(tuán)隊(duì)“標(biāo)準(zhǔn)”發(fā)布不久，中央“一號(hào)文件”也發(fā)布了，在這份《關(guān)于做好2022年全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興重點(diǎn)工作的意見》第九條中寫到：“全面梳理短板弱項(xiàng)，加強(qiáng)農(nóng)機(jī)裝備工程化協(xié)同攻關(guān)，加快大馬力機(jī)械、丘陵山區(qū)和設(shè)施園藝小型機(jī)械、高端智能機(jī)械研發(fā)制造并納入國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃予以長期穩(wěn)定支持?！?/p>

“丘陵山地農(nóng)機(jī)研究的春天到了?！睏罡Ｔ鼋淌谧屑?xì)閱讀后很是激動(dòng)，他介紹，中共中央、國務(wù)院出臺(tái)丘陵山地農(nóng)機(jī)裝備的相關(guān)政策始于2016年，團(tuán)隊(duì)匯總發(fā)現(xiàn)，國家對(duì)丘陵山地農(nóng)機(jī)裝備的重視程度逐年增加，今年的“一號(hào)文件”更是給高?？萍脊ぷ髡邘砹酥匾獧C(jī)遇。

楊福增教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)迅速行動(dòng)起來了。為了更好推進(jìn)山地農(nóng)業(yè)研究成果有效轉(zhuǎn)化為老百姓可用的產(chǎn)品，團(tuán)隊(duì)正在牽手濰柴雷沃、四川川農(nóng)拖拉機(jī)制造公司等國內(nèi)龍頭企業(yè)和北京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)等高校，商議成立丘陵山地農(nóng)機(jī)研究校企聯(lián)盟，在大批量生產(chǎn)群眾能夠買得起的山地農(nóng)機(jī)的基礎(chǔ)上，研發(fā)制造可適用于不同地域、不同作物、不同農(nóng)藝模式以及不同收入人群的山地農(nóng)機(jī)，為丘陵山地農(nóng)業(yè)發(fā)展提供更加豐富的先進(jìn)適用產(chǎn)品。

團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了國內(nèi)第一個(gè)基礎(chǔ)科研平臺(tái)—— “土地農(nóng)機(jī)-土壤-作物綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”，用于坡地土壤比阻、承壓特性參數(shù)和拖拉機(jī)牽引力、發(fā)動(dòng)機(jī)功率等重要數(shù)據(jù)的采集和計(jì)算，為山地農(nóng)機(jī)研究提供第一手原始數(shù)據(jù)資源和理論支撐；團(tuán)隊(duì)與西北工業(yè)大學(xué)空天地海一體化大數(shù)據(jù)技術(shù)國家應(yīng)用工程實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合,成功打造了“丘陵山區(qū)空地協(xié)同與智能農(nóng)機(jī)試驗(yàn)場”，為無人飛行拖拉機(jī)的創(chuàng)制提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和前期實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備；團(tuán)隊(duì)還和其他單位聯(lián)手，積極申報(bào)“非結(jié)構(gòu)化復(fù)雜場景信息全天候智能感知處理與無人化作業(yè)系統(tǒng)”的研究項(xiàng)目。

“我們有一個(gè)夢想，將來要研發(fā)出會(huì)飛的拖拉機(jī)，立體服務(wù)丘陵山區(qū)鄉(xiāng)村振興事業(yè)！”作為一名中共黨員，楊福增教授對(duì)團(tuán)隊(duì)未來的山地拓荒充滿信心。

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