雷沃重工智能農機研發的中國力量

文/本刊記者 楊陽

雷沃收獲機

6月11日，在2020智能農機裝備田間日活動上，雷沃重工股份有限公司（以下簡稱“雷沃重工”）進行的全程無人駕駛作業演示，讓人們近距離感受到了現代農業“智慧種地”的全過程。裝備了雷沃AGCS-1自動導航系統的主機無人駕駛收獲機和從機無人駕駛運糧車的整車控制實現主從協同作業，當收獲機發送卸糧命令，運糧車根據無人收獲機作業路線和卸糧筒長度，智能規劃自身行走路線，并通過轉向和油門控制準確地保持與收獲機的相對位置，確保在收獲作業過程中可同時將糧準確地卸至運糧車中。整個演示環節，儼然呈現了一幅智慧“無人農場”的畫面。

雷沃重工早在2012年就開始布局智能農機和智慧農業，深度探索大數據、云計算等新一代信息技術在智能農機中的應用。2016年，雷沃重工積極牽頭申報國家重點研發計劃“智能農機裝備”重點專項（以下簡稱“智能農機專項”），承擔并主持了“智能化稻麥聯合收獲技術與裝備研發”“重型拖拉機智能化關鍵技術研究與整機開發”“新型節能環保農用發動機開發”等項目，成為行業內承擔國家重點研發計劃項目最多的農業裝備制造企業。

通過智能農機專項的實施，雷沃重工突破了智能高效大型收獲機械、智能化重型拖拉機、高速精量播種機等一批關鍵產品技術，實現了農機控制智能化、操控自動化、駕駛舒適化，提升了企業研發能力的國際競爭力。雷沃重工研發的智能化稻麥聯合收獲機、動力換擋/CVT拖拉機等產品打破了國外品牌壟斷并能夠部分替代進口，有效滿足了我國農機智能化創新需求，彰顯了智能農機的中國力量。

雷沃拖拉機

由大到強：科研能力在項目實施中得以提升

雷沃重工一直秉承“科技創造未來”的發展理念，將承擔項目作為公司整合行業創新資源、突破行業關鍵核心技術、提升產業競爭力的重要載體和途徑，通過智能農機專項的實施，緊緊圍繞農機產業發展瓶頸技術和市場需求，不斷研發新技術、新產品，拓展產品組合，持續滿足客戶需求，促進了企業的健康可持續發展，并帶動了農機行業轉型升級、向高端邁進。

智能農機專項的實施充分凝聚并培養了農機裝備智能化技術開發和應用的創新人才隊伍，對全面提升農機產業科技創新能力和國際競爭力、提升保障農產品有效供給能力都具有十分重要的現實意義和戰略意義。

通過承擔智能農機專項的實施，雷沃重工聯合國內外高水平科研院所、優勢高校和骨干企業等產學研資源，搭建起專業化、高水平的科研團隊。雷沃重工現有各類研發人才2200余人，人才數量和結構均領先于國內同行，為雷沃重工承擔智能農機專項的開展提供了有力的人才保障。雷沃重工積極整合國內外資源，選擇有較強創新能力、團隊合作能力、協調溝通能力的領導及業務骨干擔任項目團隊核心成員。其中，“重型拖拉機智能化關鍵技術研究與整機開發”和“精量播種技術裝備研發”兩個項目由國外高水平專家擔任項目負責人，通過對標國際先進水平，引進吸收再創新，突破一批智能農機關鍵技術。雷沃重工還與中國科學院、清華大學、中國農業大學、中國農業科學院、意大利博洛尼亞大學、韓國忠南大學等國內外50多所高校和科研院所及10位院士建立了產學研長期合作關系，不斷加強技術合作和人才培養、交流。

雷沃重工在田間日活動上進行主從導航無人駕駛收獲演示

針對項目實施的內容和研究的關鍵技術需要，雷沃重工聘請中國工程院羅錫文院士、趙春江院士等行業知名專家作為項目指導專家，定期來公司溝通項目開展情況并進行項目指導。雷沃重工還牽頭成立了智能農機裝備科技創新聯盟，組建了一支涵蓋40多名行業專家的專家委員會，借助聯盟召開研討會或技術交流會等機會，定期邀請相關專家對公司承擔的重點研發項目實施情況進行點評，極大提升了企業的科研能力。

目前，雷沃重工是國內產銷量和出口量最大的農機裝備制造企業，也是目前能夠為現代農業提供全程機械化整體解決方案的自主品牌之一，可提供土地整理、耕整、播種、田間管理、收獲、秸稈處理和糧食烘干等各作業環節的全套機械設備。“十三五”期間，雷沃重工以本土市場為基礎，積極拓展海外市場，目前已在海外120個國家建立渠道510余家，全球化分銷體系初步搭建完成，截至目前，已累計在海外銷售拖拉機、收獲機械等產品超過10萬臺。雷沃重工并購歐洲農機企業馬特馬克后，通過整合其約400家分銷資源，分銷網絡基本覆蓋了歐洲高端市場。

打破壟斷：10-12kg/s 喂入量智能稻麥聯合收獲機

通過智能農機裝備專項的實施，以雷沃重工為代表的項目團隊創制了10kg/s喂入量單縱軸流、12kg/s喂入量雙縱軸流谷物聯合收獲機（以下簡稱“聯合收獲機”），實現了整機切割輸送、脫粒分離、清選與行走系統的自適應智能調控，實現了谷物收獲的低損傷、低損失、高效脫分及低損失高效清選，有效解決了原有稻麥聯合收獲機作業效率低、適應性差等問題。聯合收獲機能夠滿足我國土地流轉形勢下大田塊作業時對高效能聯合收獲機的需求，對于突破歐美高端機型在我國農機市場的壟斷和技術封鎖，參與國際市場競爭，具有重要現實意義。

聯合收獲機的創制是多項研究成果及裝備的有機集成。項目團隊研究了我國典型區域稻麥品種分布及谷物屬性信息，開展了稻麥聯合收獲機多參數智能優化調控策略研究，建立了智能化稻麥聯合收獲機諸多主要參數的試驗數據庫，并研制了多功能電控操縱手柄、高通量低損傷脫粒分離裝置、低損失高效清選裝置、輪式及半履帶式行走底盤、低噪音密封駕駛室、可調幅寬莖稈切碎拋撒裝置。

雷沃播種機

基于圖像處理技術，項目團隊建立了作物喂入量在線監測計算模型，創新研制了籽粒含雜率、破碎率在線監測裝置，實現了稻麥聯合收獲機多參數監測及智能化控制系統。

圍繞稻麥聯合收獲機智能調控技術，項目團隊開展了喂入量、籽粒夾帶損失率、破碎率、清選損失率、含雜率等關鍵作業參數內在關聯規律的研究，創建了切割輸送、脫粒分離和清選系統調控權重的自適應調整模型，解決了我國稻麥聯合收獲機智能化調控策略缺乏和作業參數匹配規律模糊的問題，實現了基于最優參數組合的智能作業控制。

為了解決傳統脫粒裝置在大田作業時單一參數存在的高損傷脫粒困境，項目團隊研究滾筒脫粒分離裝置脫出物的分布規律，研制了高通量、低損傷、低損失脫粒分離清選裝置，實現了脫出物快速均布和分散，提高清選性能和效率。

農機動力“大腦”：16 速全動力換擋變速箱、CVT 變速箱

CVT即無級變速器，無級變速器在一些汽車中取代行星齒輪自動變速器。汽車用CVT通常采用“鋼帶+錐形輪”的結構，強度有一定限制。因鋼帶無法承受如此巨大的負荷，拖拉機這種重負荷型機械所使用的無級變速系統采用了另一種形式的CVT變速系統。如果說發動機是機械的心臟，那變速箱就是機械傳輸動力的“大腦”。通過智能農機專項的實施，項目團隊研發出16速全動力換擋變速箱、CVT變速箱等成果，極大地提升了我國農業裝備制造行業的整體技術水平，滿足市場對重型拖拉機的需求。

以雷沃阿波斯大馬力拖拉機為依托，雷沃重工的研究團隊與吉林大學從拖拉機動力系統智能化開發的角度，結合車輛行走系統控制原理、拖拉機工況/負載分析技術、軸齒傳動系運行狀態檢測技術、濕式摩擦傳動技術和電液比例控制技術，設計開發了260馬力智能重型拖拉機的“16+16R全動力換檔＋動力換向”變速箱。這一成果使得國產大馬力拖拉機和工程自走車輛可實現搭載自動換檔，換檔過程動力不中斷，傳動系具有智能化控制的變速箱的需求。

為提升濕式離合器的傳動可靠性和傳動效率，項目團隊設計開發了具有仿生結構的離合器摩擦片；為了改善濕式離合器的制造工藝，開發了離合器轂體一體化成型模具等，并將這一系列關鍵技術運用于系統的開發，在這些相關技術的成果上擁有全面的自主知識產權。

雷沃重工的研究團隊與南京農業大學通過建立變量泵— 定量馬達輸出轉速控制模型、離合器控制模型、濕式離合器的等效模型，進行HMCVT傳動特性的綜合仿真；提出了從MAP圖中精確獲取任意工況下HMCVT最佳傳動比方法，開發了換段品質研究及離合器控制策略；突破了具有彈性均載匯流技術、最佳傳動比變速技術，負載自適應、節能增效的多區段全自動液壓機械無級變速技術，實現了國產智能CVT拖拉機的無級變速箱控制技術、整機智能控制技術突破，填補了國內空白。通過項目的實施，形成我國CVT拖拉機自主研發能力平臺及高層次研發人才網絡，由現有的追跑地位提升至并跑地位，推動了國產重型拖拉機產業化并走向國際市場。

精量播種：一熟區玉米高速精量播種機

玉米作為我國第一大糧食作物，種植面積已超過6億畝，成為我國面積最大、總產最多的作物，對保障我國糧食安全具有重要戰略地位。玉米精量播種較傳統穴播有著明顯優勢，理論上可減少用種量67%，有利于植株生長和高產，節省了間苗用工，方便了田間管理，降低了勞動強度，節省了生產成本。

項目團隊研發的一熟區玉米高速精量播種機，為我國未來玉米高端播種裝備研發奠定了關鍵裝備基礎，相關研究成果代表了國內玉米播種領域的最高科技水平，為推動我國玉米精量播種技術進步、促進玉米播種裝備智能升級、實現國產播種裝備高端化具有潛在貢獻。

一熟區玉米高速精量播種機是多家項目承擔單位、多項技術成果的“融合”成果。中國農業大學團隊研究了高速作業條件下種子—氣流—排種系統的互作機制，通過軟件仿真明確了排種精度下降和種子損傷的關鍵影響因素，設計出玉米高速精量排種器；雷沃重工通過氣流仿真與試制驗證，掌握了大型寬幅機型的高性能氣流均勻分配和氣流穩壓技術；同時，雷沃重工研制了12行精量播種機，搭載了中國農業大學研制的播種機智能控制系統和電驅高速精量排種器。通過項目實施，多家承擔單位通力合作，發現并解決了制約高速播種的技術難點，成功研制了大型寬幅玉米高速精量播種機。

項目團隊創制了適宜玉米高速播種作業的氣流機械互作式精量排種器，創新了基于電機直驅的排種器新型驅動方式，解決了高速作業條件下播種精度急劇下降以及種子易損傷的難題，實現了播種精度和作業速度的同步提升，其技術水平居世界前列。項目團隊研究了氣流均勻分配和氣流穩壓技術，研制了高性能氣流分配與穩壓裝置，解決了大型氣力式玉米播種機幅寬較大、氣流分配不均、氣壓不穩造成各行播種粒距不均勻的問題，其技術水平居國內領先。

同時，項目的實施為未來玉米高速播種機的研究奠定了研究方法、核心部件和關鍵裝備方面的基礎— 探明了影響排種精度和造成種子損傷的關鍵因素，為新一代高速排種器的研發提供了理論支撐；研發的高速排種器及其新型驅動機構和控制系統，為未來播種機智能升級提供了方法和技術支撐。

智慧農業是中國農業未來的發展方向，智能農機專項已近收官之年。雷沃重工相關負責人表示，擁有創新基因的雷沃重工在承擔項目結束后，必將堅持創新驅動，持續發力，用實力守護國家糧食安全，為決勝全面建成小康社會提供源源不斷的農機動力。