一、實驗室簡介
北方馬鈴薯全程機械化科研基地（東北地區）緊密圍繞農業機械化全程全面高質高效發展的需要，以農機裝備産業發展為驅動，通過多學科協同，形成産學研聯合研究團隊；結合馬鈴薯一季作區資源優勢和種植農藝要求，重點開展馬鈴薯生産薄弱環節機械化基礎理論與關鍵技術研究，突破技術瓶頸、補充技術短闆，促進農業機械化和農機裝備産業轉型升級，提高農機裝備智能化水平。
二、基本情況
1.實驗室名稱：農業農村部北方馬鈴薯全程機械化科研基地
2.學科領域：現代農業裝備
3.建設地點：伟德官网bv阿城試驗示範基地
4.始建時間：2017年
5.基本條件：平台擁有各類儀器設備30台套，總投資1483萬元，
科研用房使用面積479.7平方米
三、組織機構
實驗室主任：李季成
實驗室秘書：竹筱歆(兼)
實驗室人員：李季成、竹筱歆、劉中原，以及在讀研究生
四、研究方向
(1)馬鈴薯耕整智能精播裝備技術
針對我國馬鈴薯的生産特點，研究耕種對象與耕種作業部件的相互作用關系，揭示土壤破碎及整理、稭稈滅茬翻埋、高效精量播種的内在機理和規律，為耕種裝備技術研究提供理論基礎依據；創新耕作模式、工藝參數和結構方法，實現機械化耕種技術的創新突破、升級改造，為機械化耕種技術研究提供技術基礎依據。
(2)馬鈴薯種薯切塊分級精選技術
針對馬鈴薯種植現狀，開展主要馬鈴薯種薯切塊種植模式，進行馬鈴薯種薯力學特性與生物特性的基礎性研究，通過數理統計方法提取不同類型馬鈴薯種薯外形心，構建不同類型種薯作物特性基礎數據庫，為種薯切塊裝備技術研究提供基礎依據；研究馬鈴薯切塊技術、精選分級技術、升運技術及裝備系統的關鍵技術參數、工藝、結構技術性能研究，創制核心工作部件或機構，尋求各機構最佳配置方案，最終研制出相應技術裝備。
(3)馬鈴薯田間管理裝備技術
針對部分地區馬鈴薯種植基肥撒施存在的化肥利用率低、化肥污染等問題，提出“秋季分層施肥、春季對行播種”的技術模式，根據播種時保存的GPS行走路線及行距設定施肥作業路線，結合GPS導航技術實現拖拉機能夠根據行走偏差信号自動調向，實現施肥裝置對行功能。研制能實現不同區域、不同種植模式的肥料分層施肥技術裝備，結合肥料利用效率評價體系，減少化肥投入，提升肥料利用率。
(4)馬鈴薯收獲裝備技術
針機北方馬鈴薯收獲過程中農時時間短、勞動強度大及現有馬鈴薯收獲機作業效率低、自動化低、智能化低、故障率高、機械損傷大等問題，進行馬鈴薯收獲防堵技術、防損傷技術及收獲效率、故障原因、收獲質量等進行研究，探究防損傷狀機理及其參數的影響規律；重點研制智能化高、損傷率低、明薯率高等關鍵技術及裝備。攻克北方馬鈴薯收獲難、損傷大的關鍵難題。
(5)馬鈴薯機械裝備智能化技術
以馬鈴薯作物、農田現場、核心機具為研究對象，利用嵌入式控制技術、光譜分析技術、機器視覺技術、互聯網技術等先進手段，開展智能化農機裝備創新研究。提取馬鈴薯薯塊、泥土等作業對象的理化、光譜、機械特性，研究馬鈴薯信息智能感知方法，構建馬鈴薯特性基礎數據庫，為智能裝備信息獲取傳感器的研究設計提供數據支撐；研究核心作業部件工作機理及機構運動模型，規劃設計自動化控制方案，簡化機械結構，優化參數設置，為現有機械裝備的智能化升級改造提供基礎。
五、儀器設備
實驗室擁有橋式三坐标測量機、2204型拖拉機、1354型拖拉機、3噸叉車、物聯網/數據獲取與處理系統、馬鈴薯切塊精選聯合作業機、四行氣吸式馬鈴薯播種機、馬鈴薯聯合收獲機、風幕式吊杆噴霧機、變量施肥控制系統、播種質量監控系統、3.5米聯合整地機、馬鈴薯入庫機、GPS北鬥導航駕駛系統、液壓折疊馬鈴薯中耕培土機、904型拖拉機、304型拖拉機、顆粒化肥撒肥機、有機肥撒肥車、搖臂鑽床、激光切割機、剪闆機、折彎機、數控加工中心、行車、中頻加熱爐、卧式注塑機、CK6150車床、XK7163C銑床、BK5018插床等，可以開展該領域的相關研究。
北方馬鈴薯全程機械化科研基地重點實驗室主要儀器設備。
序号 |
設備名稱 |
設備圖片 |
設備簡介 |
1 |
橋式三坐标測量機 |
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主要功能：自動雙旋轉測頭座，可實現空間7.5°步距的任意角度旋轉；配備有Autojoint測頭接口，可提供掃描式測頭和接觸式測頭之間的轉換；能利用基本元素組合建立測量坐标系；自動識别數模理論元素，并快速創建測量程序。技術指标：1.測量範圍：X軸700mm，Y軸1000mm，Z軸600mm；2.探測誤差：R≤1.2um；該儀器适用于未知曲線、曲面進行跟蹤掃描測量。 |
2 |
萬能試驗機 |
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對所有的材料和産品可以進行物理性能指标測試分析。适用于拉伸、壓縮、彎曲、剪切和其他測試。橫梁最大行程：755mm、30in；分辨率：1/8388608；彈性彈伸夾爪：最大載荷容量：2KN，最小負載單元：25N；直徑75mm壓盤：最大負載：1kN/220 LBF，最小負載：25N/5LBF。應用範圍：醫療、食品、包裝、紡織、塑料産品和農業等行業。 |
3 |
GPS北鬥導航駕駛系統 |
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導航自動駕駛系統兼容性強，設備安裝組件齊全，能夠适應多種進口和國産型号的拖拉機；标準化接口設計，适用于各種品牌和型号的車輛；利用高精準自動導航和駕駛功能，可實現農機車輛精密循迹和自動規劃，保證農田可重複性作業。根據作業要求選擇專門的作業模式，拖拉機沿設定軌迹行駛作業，最大偏差小于±2.5cm。 |
4 |
激光切割機 |
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激光切割是激光束照射到工件表面，使工件達到熔點或沸點，同時與光束同軸的高壓氣體将熔化或氣化金屬吹走。随着光束與工件相對位置的移動，最終使材料形成切縫，從而達到切割的目的。切割厚度：0.5mm-30mm、切割精度：±0.1mm。适用材料：鋼、鋁、銅、钛等闆材。 |
5 |
卧式注塑機 |
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注塑機能加熱塑料，對熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿模具型腔。技術指标：四柱間距：360×36mm、最小模具尺寸：250×250mm、容模量：150~360mm。應用範圍：塑料制品加工。 |
6 |
中頻加熱爐 |
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技術指标：加熱鋼種材質：碳鋼棒材Φ20-30，長度500mm、鋼坯入爐前溫度：室溫、鋼坯出爐溫度：絕對溫升≤1200℃、鋼坯加熱能力：每小時250kg/h左右。應用範圍：主要用在熔煉鋼、特種鋼、鑄鐵等黑色金屬材料以及不鏽鋼、鋅等有色金屬材料的熔煉。 |
7 |
數控剪闆機 |
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主要用于薄闆的剪切、下料等工作。1.可剪最大闆厚：6mm、2.可剪最大闆寬：3200mm、3.後擋料最大距離：20-500mm、4.行程次數：12次/min、5.喉口深度：145mm。 |
8 |
數控折彎機 |
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數控折彎機是對薄闆進行折彎的數控折彎機模具。技術參數：工作台長度：3200mm、喉口深度：400m、滑塊行程：250mm、行程次數：≥10min、最大開啟高度：395mm。應用範圍：對折彎金屬闆料具有較高的勞動生産率，經過多次折彎即可獲得較複雜形狀的工件。 |
9 |
搖臂鑽床 |
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适用于非回轉體零部件的鑽孔加工。1.最大鑽孔直徑：Φ63mm；2.主軸中心線至立柱母線距離：最大2000mm、最小450mm；3.主軸箱水平移動距離：1550mm；4.搖臂升降距離：800mm；5.主軸圓錐孔：莫式5号；6.主軸進給量範圍：0.04-3.2mm/r；7.主軸行程：400mm；8.刻度盤每轉鑽孔深度：151mm。 |
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行車 |
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承載力10t |
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數控加工中心 |
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本機床是适用于機械加工及模具制造領域的立式加工中心。技術參數：1.工作行程：X/Y/Z=1000/610/600 mm；2.工作台：L/W=1150/600mm；3.定位精度：X/Y/Z =0.008/0.008/ 0.008mm/全程；4.最小分辨率：X/Y/Z =0.001mm；5.刀庫容量：24；6.刀具最大尺寸(直徑×長)：200mm×350mm。适用于從粗加工到精加工的加工要求，可完成銑、鑽、攻、镗等多種工序。 |
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CK6150數控車床 |
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該數控車床是一種高精度的自動化機床。配備多工位刀塔，具有直線插補、圓弧插補各種補償功能。技術指标：最大回轉直徑：270mm；最大車削長度：750/1000/1500mm；刀具數量：4(6)；刀柄尺寸：25×25mm；X軸快速進給：3000mm/min；Z軸快速進給：6000mm/min。适用于加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸杆等複雜工件。 |
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XK7163C數控銑床 |
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該機床具有超大行程、超大動力、自重大、載重大、穩定性好的床身式銑床。X/Y/Z軸行程：900/360/500mm；主軸端面至工作台面距離：100-600mm；切削進給速度：1-2000mm/min；工作台尺寸：1250×360mm；工作台T型槽數/寬度/間距：3/18/80；定位精度：0.04mm。适合用于加工大工件和重力切削。 |
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BK5018數控插床 |
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本機床具有插削平面、成形面及鍵槽功能，是一款通過數字控制來實現插削的切削機床。主要參數：滑枕最大插削長度：180mm；滑枕調節行程：80mm；工作台尺寸：600×320mm；刀頭支承孔軸面至工作台的距離：480mm。 |
五、發展情況
學校高度重視平台的人才隊伍建設，目前平台擁有學術水平高、創新意識強的學術梯隊，以及具有相當學術造詣和知名度的專家。團隊成員共7人，其中：教授3人，副教授1人，講師3人，博士生導師2人，碩士生導師2人，博士5人，國家馬鈴薯産業技術體系崗位科學家1人，黑龍江省現代農業産業技術協同創新推廣體系（馬鈴薯）崗位專家1人，黑龍江省農機産業技術協同創新推廣體系經濟作物薄弱環節協同創新崗位專家1人，赴加拿大訪問學者1人。培養博士研究生6人、碩士研究生46人，獲國家獎學金5人。結合平台優勢，将平台建設與人才培養緊密聯系，以學院的農業機械化及其自動化專業(國家特色專業)本科生和農業機械化工程專業研究生為主要培養對象，發展有潛力的高級專門人才。以基地為平台，以政策為指導，落實固定人才、流動人才、引進高級人才的發展模式。通過優化學術隊伍，提高學術研究水平，形成了以學術帶頭人為核心的充滿活力的馬鈴薯全程機械化技術裝備學科團隊。
近幾年，科研基地面向國家馬鈴薯主糧食化發展戰略需要，馬鈴薯産業發展需要，依托基地科研平台，協同創新，取得一批标志性成果：團隊共承擔國家“十三五”重點研發專項等各類項目課題10餘項，發表SCI、EI等論文30餘篇，公開專利33件，榮獲黑龍江省科學技術獎2項；重視校企合作，與企業合作研發馬鈴薯耕整地、精量播種、田間管理、收獲等機型17種，取得了顯著的經濟和社會效益。
未來，平台将形成産學研聯合研究團隊，聚焦北方馬鈴薯一季作區資源優勢，重點開展馬鈴薯生産薄弱環節機械化基礎理論與關鍵技術研究；通過多種途徑與農機生産企業進行研發合作，集成創制新裝備，共同推進技術性能熟化，助推機具盡快落地應用，促進農業機械化和農機裝備産業轉型升級，提高農村生産力；努力将基地建設成為國内領先的馬鈴薯全程機械化科研平台、我國馬鈴薯生産機械化技術的孵化器和國内外交流的窗口。
