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中國專利金獎(jiǎng) 打響國產(chǎn)聯(lián)合收割機(jī)的“金”品牌

2019-02-22 10:10:11   

“傳統(tǒng)聯(lián)合收割機(jī)也能收超級(jí)稻,就是有點(diǎn)不好使!”“哪里不好使?”“這種水稻含水量高、草谷比大,收不快也收不好。”到了農(nóng)田,李耀明就喜歡和操作機(jī)手嘮嘮嗑。

這位來自江蘇大學(xué)農(nóng)業(yè)裝備工程學(xué)院的教授一直致力于研究收獲機(jī)械關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用,不久前,他的“一種軸向喂入式稻麥脫粒分離一體化裝置”發(fā)明專利,獲得由中國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局和世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織共同主辦的第二十屆中國專利獎(jiǎng)金獎(jiǎng)。

專利來自一線

“不管是夏季和秋季,我們團(tuán)隊(duì)都在農(nóng)田里做試驗(yàn),和一線機(jī)手打成一片,也最了解農(nóng)田里需要什么樣的收獲機(jī)械。”李耀明的這一專利技術(shù)顯著推動(dòng)了行業(yè)產(chǎn)品的升級(jí)換代,增強(qiáng)了民族品牌的競(jìng)爭力,我國高端履帶式聯(lián)合收割機(jī)外資品牌的市場(chǎng)占有率因此從80%縮減至20%。

李耀明認(rèn)為,評(píng)價(jià)一個(gè)專利是否優(yōu)秀,專利的來源非常重要,“優(yōu)秀的專利凝練的是行業(yè)的難題,不是坐在辦公室里想出來的,也不是拍腦袋決定的”。

中國水稻種植面積約4.55億畝,總產(chǎn)量世界第一。2017年超級(jí)稻推廣面積達(dá)到了1.36億畝,已成為我國糧食安全的重要保障。然而,與常規(guī)水稻相比,超級(jí)稻具有單產(chǎn)高、莖稈含水率超70%、草谷比大、穗大粒多等特殊性,傳統(tǒng)水稻聯(lián)合收割機(jī)在收獲超級(jí)稻時(shí)遇到了諸多難題。

“比如說,脫粒時(shí)籽粒破碎率和夾帶損失率嚴(yán)重超標(biāo),脫出物雜余含量高達(dá)30%以上,脫粒滾筒喂入口容易堵塞,秸稈粉碎拋撒不均勻,等等。”這些難題正是李耀明團(tuán)隊(duì)長期和各地機(jī)手交朋友,堅(jiān)持去田間進(jìn)行試驗(yàn),從一線了解到的真實(shí)情況。

通過田間試驗(yàn),大量收集進(jìn)口、國產(chǎn)、外資等各種機(jī)器作業(yè)情況,分析討論后,李耀明發(fā)現(xiàn)確實(shí)是作物品種更新導(dǎo)致的新問題,原有的機(jī)器參數(shù)、結(jié)構(gòu)已經(jīng)明顯不適應(yīng)高產(chǎn)水稻收獲的基本要求。在李耀明看來,這些技術(shù)難題如果不解決,機(jī)器作業(yè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)籽粒夾帶損失大、浪費(fèi)嚴(yán)重、籽粒破碎率高、儲(chǔ)藏容易發(fā)霉、整米率下降等系列問題。

脫粒分離裝置是聯(lián)合收割機(jī)的核心工作部件。針對(duì)超級(jí)稻的特殊性,團(tuán)隊(duì)主要研究采用什么樣的脫粒滾筒來提高脫粒性能,用什么樣的分離裝置來提高分離性能,什么樣的喂入裝置能提高喂入性能、減少堵塞,什么樣的秸稈粉碎拋撒裝置能實(shí)現(xiàn)滿幅拋撒還田,以此有針對(duì)性地解決超級(jí)稻脫粒、分離、喂入、拋撒四大難題。“并且,我們把幾個(gè)難題集中起來,從整體出發(fā)統(tǒng)一考慮脫粒分離裝置的四個(gè)關(guān)鍵部分一體化裝置。”李耀明說。

讓企業(yè)眼見為實(shí)

依托江蘇大學(xué)“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與技術(shù)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、“農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化”國家重點(diǎn)學(xué)科、“農(nóng)業(yè)工程”江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科等多個(gè)高水平研發(fā)平臺(tái),學(xué)校建有世界先進(jìn)、國內(nèi)一流的收獲機(jī)械工作部件試驗(yàn)臺(tái)架。團(tuán)隊(duì)通過理論分析與計(jì)算、設(shè)計(jì)新的工作部件,對(duì)不同結(jié)構(gòu)、不同轉(zhuǎn)速、不同間隙、不同參數(shù)進(jìn)行大量臺(tái)架試驗(yàn)。得出較好的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)后,團(tuán)隊(duì)和龍頭企業(yè)合作開發(fā)整機(jī),再到農(nóng)田進(jìn)行田間試驗(yàn)。

鑒于水稻品種多樣,從海南到黑龍江,從江蘇高產(chǎn)水稻地區(qū)到湖南湖北地區(qū),團(tuán)隊(duì)在我國水稻主產(chǎn)區(qū)建立了15個(gè)機(jī)械化高效收獲試驗(yàn)、示范基地,通過大量的田間試驗(yàn)優(yōu)化結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)參數(shù),提升收割機(jī)作業(yè)性能。

試驗(yàn)證明,團(tuán)隊(duì)對(duì)脫粒分離裝置進(jìn)行的創(chuàng)新設(shè)計(jì),包括刀形齒柵格蓋板與縱軸流滾筒一體化脫離結(jié)構(gòu)、導(dǎo)流式分離凹版篩、螺旋—軸流葉片錐形喂入頭、動(dòng)定刀碎草及拋草導(dǎo)流等新技術(shù),解決了傳統(tǒng)脫粒分離裝置收獲含水量高、草谷比大的高產(chǎn)水稻時(shí)存在的系列難題。該發(fā)明的脫粒分離效率提高了25%,籽粒夾帶損失降低了50%,脫出物雜余含量降低了20%。

“以國家、省級(jí)項(xiàng)目的形式,龍頭企業(yè)一直全程參與研究和試驗(yàn),因?yàn)槭茄垡姙閷?shí),所以一拍即合,也對(duì)產(chǎn)品的市場(chǎng)前景信心滿滿。”據(jù)李耀明介紹,目前,專利技術(shù)已在江蘇沃得農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司、雷沃重工股份有限公司、星光農(nóng)機(jī)股份有限公司和江蘇上騏重工科技有限公司等履帶式聯(lián)合收割機(jī)龍頭企業(yè)得到應(yīng)用,建成多條高效能聯(lián)合收割機(jī)生產(chǎn)線,形成了年產(chǎn)6萬臺(tái)的生產(chǎn)能力,有效解決了我國水稻收獲高端產(chǎn)品不足、低端產(chǎn)品過剩的結(jié)構(gòu)性矛盾。近三年共銷售產(chǎn)品86082臺(tái),新增銷售額69億元、利潤8.9億元。

專利運(yùn)用到位

李耀明團(tuán)隊(duì)參與了多項(xiàng)國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定,熟悉收獲機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通過制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),保證研發(fā)產(chǎn)品達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),也幫助企業(yè)在市場(chǎng)營銷時(shí),建立質(zhì)量過硬、價(jià)格合理的品牌效應(yīng),打出了知名度。

而脫粒分離裝置屬于機(jī)械部件,一旦公開,市場(chǎng)很容易仿制。為此,李耀明采用專利組合的形式實(shí)現(xiàn)全面保護(hù),圍繞核心技術(shù)和后續(xù)開發(fā)與應(yīng)用申請(qǐng)了一系列專利,這種組合保護(hù)的策略為市場(chǎng)開拓保駕護(hù)航。

以“一種軸向喂入式稻麥脫粒分離一體化裝置”發(fā)明專利為核心,李耀明團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了聯(lián)合收割機(jī)專利群,已授權(quán)中國發(fā)明專利22件、美國專利1件。

“除了用于收獲水稻外,這一專利技術(shù)還可以用于小麥、大豆、谷子、油菜、玉米等作物的收獲,實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用,具有廣闊的市場(chǎng)前景。”李耀明也表示,國產(chǎn)聯(lián)合收割機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了1小時(shí)收割10畝超級(jí)稻的目標(biāo),他們正在進(jìn)一步研究更大喂入量、更高收獲效率、更加智能化的高端聯(lián)合收割機(jī),進(jìn)一步提升作業(yè)效率、優(yōu)化作業(yè)性能,打響國產(chǎn)聯(lián)合收割機(jī)的民族品牌。

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