嘉賓簡介

廖建群，女，58電液推桿歲，大學(xué)文化，工程師，中國共產(chǎn)黨黨員。從事農(nóng)業(yè)機械研發(fā)、智能設(shè)備制造工作多年。

曾任寧鄉(xiāng)拖拉機廠（98年改制已不存在）技術(shù)部主任、常務(wù)副廠長等職務(wù)。1996年至2004年創(chuàng)辦長沙歐陸科技實業(yè)有限公司任董事長，生產(chǎn)經(jīng)營智能裝裱設(shè)備；2005年至2007年創(chuàng)辦長沙桑錸特農(nóng)業(yè)機械設(shè)備有限公司任董事長，生產(chǎn)經(jīng)營丘陵盤式拖拉機,后任總工（2010年至2012年）等職；2007年至2009年受聘于北京豐茂植保機械有限公司湖南分公司任經(jīng)理，負(fù)責(zé)研究開發(fā)植保機械；2013年至2014年受聘于長沙星聚農(nóng)業(yè)機械設(shè)備有限公司任副總經(jīng)理兼總工，負(fù)責(zé)履帶式拖拉機的產(chǎn)品研發(fā)、圖紙設(shè)計、及工藝設(shè)計。

近10年，申請針對山區(qū)、丘陵農(nóng)機專利共15項，其中發(fā)明專利4項。前10項已轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，并進(jìn)入農(nóng)機推廣目錄。早在2008年便開始對山區(qū)丘陵區(qū)域自走式農(nóng)機的底盤技術(shù)研發(fā)，特別是水田中期管理、山地行駛方面進(jìn)行研究，現(xiàn)已形成本人的第⑾、⑿、⒀項專利技術(shù)。

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引言

現(xiàn)有自走式農(nóng)機體積、重量太大，無法適應(yīng)南方丘陵山區(qū)彎道綿延,電液推桿坡度大、面積小的地塊。丘陵、山區(qū)要實現(xiàn)真正意義上的農(nóng)業(yè)機械化，最缺的是什么技術(shù)？大家已清楚地認(rèn)識到：缺失底盤技術(shù)。

針對國情，研發(fā)一種水田及山地自走式 母機，作為實現(xiàn)水田及山地農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)的通用底盤，解決水田及山地經(jīng)濟作物耕種、田間管理、收獲運輸?shù)恼n題于2007年被提出。

第一章 概要

1.1四腳農(nóng)機的各實施主體

所述四腳農(nóng)機包括:鉸接式高地隙山地/水田拖拉機、鉸接式山地拖拉機、履帶式水田拖拉機，及后續(xù)研究擴展的四腳農(nóng)機衍生產(chǎn)品。

1.2項目簡介農(nóng)業(yè)機器人——四腳農(nóng)機項目實施分兩個階段進(jìn)行。

第一階段：發(fā)明專利產(chǎn)業(yè)化，誕生創(chuàng)新產(chǎn)品：⑴鉸接式高地隙山地/水田拖拉機、⑵鉸接式山地拖拉機、⑶履帶式水田拖拉機三種產(chǎn)品。

項目第二階段任務(wù)：⑴研究四腳農(nóng)機的伺服控制系統(tǒng)（人機接口、軌跡控制、動作協(xié)調(diào)及其他信息交換、計算機）、感知系統(tǒng)（各類傳感器）、分析決策智能系統(tǒng)（軟件）；⑵四腳農(nóng)機系統(tǒng)應(yīng)用集成、安裝、調(diào)試，以滿足生產(chǎn)需要。

1.2.1四腳農(nóng)機產(chǎn)品的技術(shù)特征

㈠、四腳農(nóng)機具有一種底盤，一種變速器電液推桿專利要求的所有技術(shù)特征。

㈡、四腳農(nóng)機是在鉸接式底盤全檔位四輪同步行駛的技術(shù)條件下,增設(shè)四腳步行機構(gòu)、變距系統(tǒng)、高地隙全驅(qū)傳動系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、四輪轉(zhuǎn)向電控系統(tǒng)而成。

㈢、四腳農(nóng)機產(chǎn)品積木式設(shè)計可組裝成多項產(chǎn)品其⑴整機裝備型式：為鉸接式高地隙全驅(qū)拖拉機，在其設(shè)計范圍內(nèi)，可無級調(diào)整地隙高度，無級調(diào)節(jié)車輪距離；⑵基礎(chǔ)產(chǎn)品型式：為鉸接式山地拖拉機；⑶拆分拓展產(chǎn)品型式：為履帶式水田拖拉機，三者在不同的使用環(huán)境均具有良好的穩(wěn)定性、通過性及對山地水田的適應(yīng)性。

㈣、信息化、智能化。對多功能的、多自由度的四腳農(nóng)機產(chǎn)品進(jìn)行自動定位控制、實現(xiàn)重復(fù)編程，賴以完成各種作業(yè)的自走式農(nóng)業(yè)機械實體——農(nóng)業(yè)機器人。

1.2.2四腳農(nóng)機項目產(chǎn)品創(chuàng)新點

相比現(xiàn)有技術(shù)，項目產(chǎn)品拓展了農(nóng)機底盤的使用空間，提高了拖拉機對工作環(huán)境的適應(yīng)能力和設(shè)備利用率，有如下創(chuàng)新點：

1.2.2.1首次在高地隙自走式底盤上引入傳動腿概念

1.2.2.2采用高地隙全驅(qū)機械傳動系統(tǒng)1.2.2.3采用動態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.2.2.4采用柔性機械傳動方法釋放內(nèi)部功率流

1.2.2.5鉸接式底盤四輪任意時段同步驅(qū)動，后車PTO/電液推桿三點懸掛結(jié)構(gòu)1.2.2.6模仿動物行為設(shè)計，控制傳動腿、蟹腳動作1.2.2.7立式變速箱，多點、多扭矩動力輸出，前/后動力輸出差速設(shè)計

1.2.2.8采用寬幅變距系統(tǒng)（調(diào)節(jié)輪距）

1.2.2.9機-電-液自動控制→→→信息化、智能化

1.2.2.10傳動腿通用性設(shè)計，可掛接在任意一款自走式底盤上

1.2.3項目實施第二階段本階段主要對多功能的、多自由度的四腳農(nóng)機進(jìn)行研究，使其實現(xiàn)自動定位控制、可重復(fù)編程賴以完成各種作業(yè)的自走式農(nóng)業(yè)機械實體——農(nóng)業(yè)機器人。

（一）農(nóng)業(yè)機器人的組成 （見下圖）

（二）農(nóng)業(yè)機器人各組成部分的關(guān)系（見下圖）

本案在條件具備時啟動，詳細(xì)方案另述。

農(nóng)業(yè)機器人是什么樣的？

在第三屆中國農(nóng)機高端論壇上，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院張鐵中教授作了題為《農(nóng)業(yè)機器人離我們有多遠(yuǎn)》的演講，告訴我們農(nóng)業(yè)機器人是什么樣的:農(nóng)業(yè)機器人，其實就是融合了機械技術(shù)、自動控制技術(shù)和圖像處理技術(shù)等，能夠進(jìn)行農(nóng)業(yè)相關(guān)作業(yè)自動化的機械或裝置，并不一定是要像人一樣有胳膊有腿的機器人?，F(xiàn)在已經(jīng)到了可以大力發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人及其技術(shù)的時候了。

隨著山區(qū)、丘陵區(qū)域自走式底盤問題的解決，底盤功能不斷拓展，有必要加快實現(xiàn)信息化、智能化。項目農(nóng)業(yè)機器人——四腳農(nóng)機電液推桿可發(fā)展為采摘機器人、自動導(dǎo)航作業(yè)機器人、植保機器人………等農(nóng)機裝備。

就環(huán)境保護而言，實現(xiàn)化肥、農(nóng)藥的精量化、少量化使用，一種底盤載噴霧植保裝備作業(yè)，實現(xiàn)對靶精準(zhǔn)施藥降低環(huán)境污染成為可能。

多年來，中國民族農(nóng)機在測繪模仿國外品牌產(chǎn)品中立足，約束和局限了自己的思維。在當(dāng)前供給側(cè)改革之時，企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極思考怎樣針對自己的情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)性改革。事實說明：通過符合企業(yè)結(jié)構(gòu)的源創(chuàng)新產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)性調(diào)整，應(yīng)該是上上之策。農(nóng)業(yè)機器人——四腳農(nóng)機產(chǎn)業(yè)化、信息化、智能化項目恰逢其時。歡迎相關(guān)企業(yè)咨詢了解并合作。

1.3農(nóng)機行業(yè)形勢

1.3.1國內(nèi)農(nóng)機總形勢

根據(jù)2010年7月國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)農(nóng)業(yè)機械化和農(nóng)機工業(yè)又好又快發(fā)展的意見》，到2020年我國農(nóng)機總動力要達(dá)到12億千瓦，耕種收綜合機械化水平達(dá)到65%。要實現(xiàn)這個目標(biāo)，10年內(nèi)我國將增加農(nóng)機總動力3.8億千瓦，耕種收綜合機械化水平要提高3.8個百分點。

2015年農(nóng)業(yè)裝備進(jìn)入中國制造2025電液推桿重點發(fā)展10大領(lǐng)域。農(nóng)業(yè)裝備是融合生物和農(nóng)藝技術(shù)，集成機械、電子、液壓、信息等高新技術(shù)的自動化、信息化、智能化的先進(jìn)裝備，發(fā)展重點是糧、棉、油、糖等大宗糧食和戰(zhàn)略性經(jīng)濟作物育、耕、種、管、收、運、貯等主要生產(chǎn)過程使用的裝備。要求農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)拓展領(lǐng)域、增加品種，并加快向自動化、信息化、智能化發(fā)展。

從投資機會來看，未來整體綜合機械化率繼續(xù)較快提升是個必然。但更大的著眼點還是順著三條主線：進(jìn)口替代機會、山區(qū)丘陵和部分作物機械化率較低帶來的機會、農(nóng)機走出去的機會。山地丘陵綜合機械化率低、水稻田、棉花、蔬菜、蓮藕、甘蔗、紅棗、水果、油茶、竹木之類常見作物機械化率很低甚至是空白，市場呼喚農(nóng)機填補機械化真空，為國產(chǎn)農(nóng)機另辟蹊徑尋找自己的發(fā)展空間打開了一扇門。當(dāng)然，我們也不會放棄對創(chuàng)新的追求、對技術(shù)的改進(jìn)、對品質(zhì)的提升。

拖拉機市場作為成熟的市場，正處于急劇轉(zhuǎn)型階段，市場變數(shù)增多，企業(yè)面臨著十分復(fù)雜而嚴(yán)峻的市場形勢。尤其是產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，中低端產(chǎn)品市場競爭激烈，風(fēng)險加劇。為控制經(jīng)營風(fēng)險，許多企業(yè)加大市場管控力度，提升運行質(zhì)量成為首要選項。這一變化與利潤大幅攀升遙相呼應(yīng)，宣示了拖拉機行業(yè)開啟了一個嶄新的發(fā)展階段，即效益型增長之路。

1.3.2糧食作物生產(chǎn)全程機械化情況

中央提出加快推進(jìn)糧食作物生產(chǎn)全程機械化是四化同步推進(jìn)的重要內(nèi)容。就糧食而言，最薄弱的滯后環(huán)節(jié)玉米機收和水稻機械種植都取得了突破性快速發(fā)展。電液推桿

1.3.3水稻生產(chǎn)全程機械化情況

水稻機械種植難度很大，從2009年起已淪為三大糧食作物耕、種、收機械化環(huán)節(jié)中，機械化水平最低的瓶頸環(huán)節(jié)。2012年我國水稻機械種植在北方稻區(qū)獲得突破，其水平已達(dá)31.7%，水稻耕種收綜合機械化水平在三大作物中也是最低的。

1.3.4中西部地區(qū)農(nóng)業(yè)機械發(fā)展傾向

頂層設(shè)計原則：引導(dǎo)丘陵山地農(nóng)機化生產(chǎn)向省力、高效、有序的方向發(fā)展。

下面借用吉峰易購《山區(qū)丘陵講課》的幾張圖片作進(jìn)一步了解。

（一）國家大力支持山區(qū)丘陵和水田機械發(fā)展

（二）山區(qū)丘陵和水田機械發(fā)展空間巨大

（三）丘陵山區(qū)耕種地機械、田間管理機械發(fā)展展望

第二章 創(chuàng)造發(fā)明的背景電液推桿

2.1問題引導(dǎo)電液推桿

電液推桿

從上表可知： 目前，山區(qū)、丘陵地域推廣使用的農(nóng)用機械為什么多為步進(jìn)式農(nóng)機，要實現(xiàn)真正意義上的農(nóng)業(yè)機械化，還缺失在電液推桿15°～25°（含25°）耕地坡度環(huán)境下能承載農(nóng)機具自走作業(yè)的底盤。

由于丘陵山區(qū)地域的特殊性，在解決機械關(guān)鍵技術(shù)難題上，一直處在技術(shù)引進(jìn)、吸收、創(chuàng)新階段。日、韓及我國臺灣，雖單位耕地面積農(nóng)業(yè)機械擁有量大，但年作業(yè)量少，另外，還有些水土不服，價還高。農(nóng)業(yè)機械利用率低是引進(jìn)產(chǎn)品水稻生產(chǎn)機械化中的共性問題。電液推桿

問題來了：⑴自走式底盤在15電液推桿°～25°（含25°）耕地坡度環(huán)境下的通過性、穩(wěn)定性；⑵作業(yè)底盤的全年利用率。

電液推桿2.2技術(shù)沖突要攻克丘陵山地及水田中耕自走式底盤技術(shù)，得找出自走式底盤運行環(huán)境下主要技術(shù)沖突：

㈠ 機器在丘陵山地及水田中的通過性：主要觸及縱向墮坡、橫向側(cè)坡行駛環(huán)境下機器的穩(wěn)定性；水田深泥腳情況下底盤能浮行自走；植物高度不等情況下底盤離地高度的匹配；植株行距變化的情況下底盤輪距的匹配。電液推桿

㈡ 機器在丘陵、山地環(huán)境中換田作業(yè)或換行作業(yè)：田塊小、田間道路狹窄怎樣使自走式機器轉(zhuǎn)向；在上下田塊平面高差300電液推桿～400mm環(huán)境下怎樣使機器自走越溝過??；

㈢ 農(nóng)事作業(yè)時間短、量少怎樣提高機器的年利用率和年收益率。電液推桿

電液推桿㈣ 其他：機器、安全生產(chǎn)、工況速度、人機一體及工作效率等。

2.3創(chuàng)新技術(shù)的產(chǎn)生電液推桿

電液推桿2.3.1創(chuàng)新研究過程根據(jù)以上問題：⑴自走式底盤在15°～25°（含25°）耕地坡度環(huán)境下的通過性、穩(wěn)定性；⑵作業(yè)的底盤的全年利用率。及找出的技術(shù)沖突展開研究，采取如下措施：

2.3.1.1電液推桿確定采用鉸接式全驅(qū)底盤作為基礎(chǔ)底盤

為什么要采用鉸接式底盤電液推桿，鉸接式底盤具有哪些結(jié)構(gòu)優(yōu)勢？

答：電液推桿鉸接式底盤由于鉸接牽引器的嵌入使底盤獲得如下功效：

a.橫向使前車、后車相對于自身軸線可作一定角度的左右旋轉(zhuǎn)，使前車/后車的車輪緊貼山坡或丘陵起伏的地面滾動；電液推桿

b.縱向使前車、后車沿著自身軸線獲得小角度的上下折彎擺動，使前車/后車車輪緊貼坑洼的地面轉(zhuǎn)動，取得優(yōu)于整體底盤的通過性；

c.鉸接式底盤通過左右折腰實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，能獲得小于整體底盤（相關(guān)技術(shù)參數(shù)接近）的轉(zhuǎn)向半徑；

d.鉸接式底盤的前車（主機），組裝生產(chǎn)其它自走式農(nóng)機產(chǎn)品；

e.鉸接式底盤的后車可根據(jù)不同農(nóng)事需要配置（多功能）。

電液推桿2.3.1.2引入傳動腿概念所述傳動腿分別懸掛裝于鉸接式全驅(qū)底盤的前車、后車變距系統(tǒng)的左、右胯架內(nèi)與前后輪軸聯(lián)接。所述傳動腿包括：大腿、小腿、蟹腳，傳動腿的小腿通過螺栓固裝于大腿下側(cè)，蟹腳通過軸承組、立軸垂直固裝于小腿下方，蟹腳動力輸出端裝設(shè)輪軸，行走輪系裝設(shè)在蟹腳輪軸上。這種設(shè)計有助于拖拉機跨越田埂、縱向墮坡行駛、橫向側(cè)坡行駛，并能獲得良好的穩(wěn)定性；有助于解決高地隙底盤工作中的相關(guān)技術(shù)難點。

2.3.1.3采用高地隙全驅(qū)柔性機械傳動系統(tǒng)現(xiàn)今，國內(nèi)高地隙底盤多是引用日、韓技術(shù)，全液壓四輪同步驅(qū)動。但存在以下不足：①機體易發(fā)生轉(zhuǎn)向滑移；②功率損耗，傳動效率降低。為了消除這些不足，本項目產(chǎn)品采用柔性機械傳動系統(tǒng)，它由前驅(qū)系、后驅(qū)系、腿腳傳動系組成。提供底盤四輪驅(qū)動、四輪轉(zhuǎn)向功能。賦予拖拉機橫向蟹行、原地轉(zhuǎn)向特性。

2.3.1.4采取動態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法提高設(shè)備的年利用率電液推桿㈠、產(chǎn)品間可型式轉(zhuǎn)換：如以上⑴鉸接式高地隙山地/水田拖拉機 ⑵鉸接式山地拖拉機兩種產(chǎn)品型式，可相互轉(zhuǎn)換狀態(tài)：在⑵的型式上，掛裝傳動腿，加裝高地隙調(diào)節(jié)機構(gòu)和輪距調(diào)節(jié)機構(gòu)、四輪轉(zhuǎn)向電控系統(tǒng)，就可轉(zhuǎn)換成⑴的產(chǎn)品型式；反之亦然。㈡、產(chǎn)品間可拆分拓展：如以上⑶履帶式水田拖拉是⑵鉸接式山地拖拉機的前車+傳動腿+機架+履帶行走機構(gòu)+三點懸掛PTO結(jié)構(gòu)組裝而成。㈢、傳動腿通用設(shè)計：傳動腿作為一個獨立的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計，可配套其他自走式底盤，使其轉(zhuǎn)化成高地隙底盤和山地農(nóng)機底盤進(jìn)行農(nóng)事作業(yè)。

2.3.2改進(jìn)提高

2.3.2.1實現(xiàn)四輪任意時段同步，在節(jié)能降耗的同時提高底盤的通過性先看看現(xiàn)有技術(shù)鉸接式四輪驅(qū)動拖拉機或全液壓四輪驅(qū)動田間管理機存在的現(xiàn)象（用戶信息：在正常駕駛的情況下）：現(xiàn)象一：鉸接式四輪驅(qū)動拖拉機行進(jìn)中，前輪或后輪產(chǎn)生間斷拖痕，檢查輪胎，臺面被嚴(yán)重擦傷；現(xiàn)象二：鉸接式四輪驅(qū)動拖拉機轉(zhuǎn)向時發(fā)生轉(zhuǎn)向滑移；現(xiàn)象三：全液壓四輪驅(qū)動田間管理機轉(zhuǎn)向時發(fā)生轉(zhuǎn)向滑移；

分析一：鉸接式四輪驅(qū)動拖拉機，在理論計算上四輪線速度一致或很接近，但在底盤運行環(huán)境中，以下參數(shù)隨時都在發(fā)生變化：如①各驅(qū)動輪承載負(fù)荷；②胎壓及輪胎的徑向、周向變形和滑轉(zhuǎn)程度；③車輪與路面附著條件的差異以及土壤的垂直變形不一樣等；這些變化的因素，使行進(jìn)中的前輪與后輪間，產(chǎn)生間斷性的閃時不同步。

分析二：液壓四輪傳動是通過高壓油驅(qū)動四個馬達(dá)實現(xiàn)的，但由于液壓系統(tǒng)的滯后性導(dǎo)致四輪傳動閃間不同步。

結(jié)論：電液推桿這種前輪與后輪間產(chǎn)生間斷性的閃時不同步，導(dǎo)致底盤產(chǎn)生內(nèi)部功率流，其產(chǎn)生的力大于車輪與地面的摩擦力時，車輪閃時制動，在與地面摩擦或滑移的過程中得以釋放，而此時輪胎嚴(yán)重擦傷或底盤轉(zhuǎn)向滑移。

改進(jìn)措施：底盤設(shè)計采用專利一種變速器技術(shù)，通過傳動系統(tǒng)內(nèi)部功率釋放點，有效消除前、后輪間產(chǎn)生的這種內(nèi)部功率流，實現(xiàn)四輪任意時段同步。

2.3.2.2降低兩履帶底盤的功率損耗，提高底盤運行質(zhì)量

近年南方開發(fā)了履帶式輕型拖拉機、自走式履帶旋耕機兩者都用于水田旋耕。但使用過程中存在以下的現(xiàn)象。

現(xiàn)象一：履帶底盤最小半徑轉(zhuǎn)向時,履帶橫掃泥漿，使田塊出現(xiàn)局部泥漿堆積。嚴(yán)重時出現(xiàn)履帶脫軌，導(dǎo)致機器深陷水田不能自拔。

現(xiàn)象二：履帶式輕型拖拉機斷半軸。

現(xiàn)象三：履帶式輕型拖拉機大牛拉小犁現(xiàn)象，過田埂困難。

分析一：上兩款機型轉(zhuǎn)向原理是依靠分配兩側(cè)履帶不同的驅(qū)動力，使兩側(cè)履帶具有不同的行駛速度，實現(xiàn)機體轉(zhuǎn)向，其轉(zhuǎn)向原理見履帶底盤轉(zhuǎn)向原理圖、受力分析見履帶底盤轉(zhuǎn)向阻力分布圖。

履帶底盤轉(zhuǎn)向原理圖

履帶底盤轉(zhuǎn)向阻力分布圖

當(dāng)V2=0電液推桿時，內(nèi)側(cè)履帶停止不動，在外側(cè)履帶的帶動下將繞自己的質(zhì)心旋轉(zhuǎn)而將泥漿掃起。此時所有動力都由外側(cè)半軸輸出，外側(cè)半軸承受著2倍的負(fù)荷，隨著泥漿的堆積負(fù)荷不斷加大，導(dǎo)致以上現(xiàn)象一和現(xiàn)象二的產(chǎn)生。

結(jié)論一：從履帶底盤轉(zhuǎn)向原理圖、 履帶底盤轉(zhuǎn)向阻力分布圖兩圖可知：當(dāng)V2=－V1時，兩履帶實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的橫向力矩相互抵消。也就是說，要解決現(xiàn)象一的問題，必須解決履帶拖拉機兩履帶能正反轉(zhuǎn)的技術(shù)問題，現(xiàn)象一解決后，現(xiàn)象二便不復(fù)存在。

目前國內(nèi)外履拖實現(xiàn)兩履帶正/反轉(zhuǎn)的技術(shù)方案，大多都是采用液壓傳動系統(tǒng)驅(qū)動行星齒輪匯流轉(zhuǎn)向，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，不太適宜我們相對貧困的山地、丘陵區(qū)域。

分析二（對現(xiàn)象三）：進(jìn)口設(shè)備多采用液壓傳動，特別是在田間管理機四輪液壓傳動系統(tǒng)的應(yīng)用和近年國內(nèi)履帶式底盤無極變速液壓傳動系統(tǒng)的應(yīng)用。液壓傳動雖有機械傳動不可比擬的優(yōu)勢，但將其用于底盤行走驅(qū)動上（尤其是在南方高溫下作業(yè)的農(nóng)機底盤上）就不太理想了。

原因之一：液壓傳動用于底盤的傳動系統(tǒng)，其熱效應(yīng)（油溫隨工作頻次的增加不斷升高）致使傳動效率大幅降低；此現(xiàn)象在南方履帶式拖拉機上表現(xiàn)突出，有違節(jié)能減排的宗旨。

電液推桿原因之二：南方履帶式輕型拖拉機，設(shè)計時主要考慮輕型化，附著力不足，牽引力不大；另一方面，設(shè)計忽略了該機是屬牽引作業(yè)的拖拉機（非整體結(jié)構(gòu)），其拖拉機掛接旋耕機后，整個裝備的重心位置多在履帶接地長度中點的后面，這樣就出現(xiàn)拖拉機翹頭現(xiàn)象；拖拉機翹頭行駛縮短了履帶接地長度，既降低了拖拉機的牽引力。同時又使機體下陷，阻力增加；另外，拖拉機上坡的穩(wěn)定性降低，拖拉機過田埂時，履帶前端沒有足夠的附著力，不能順利越過。

結(jié)論二：①農(nóng)用自走底盤行走驅(qū)動的動力傳遞，不宜采用液壓傳動方法（有制冷降溫措施的除外）；②履帶式拖拉機不同于整體式履帶旋耕機，設(shè)計時應(yīng)與配套旋耕機一起進(jìn)行穩(wěn)定性計算。

改進(jìn)措施：㈠采用一種底盤傳動腿技術(shù)，實現(xiàn)兩履帶正反轉(zhuǎn)。提高底盤運行質(zhì)量。㈡采用 一種變速器 專利技術(shù)，利用機械傳動系統(tǒng)，提高履帶底盤傳動效率，降低底盤功率損耗；

2.3.3創(chuàng)新總結(jié)和展望

2.3.3.1創(chuàng)新體會堅信外國人能做到的，中國人一定能做到，只不過是去做了沒有，是否盡心盡力，持之以恒，堅持不懈地做。贊賞是在鼓勵，批評是在幫助，它提醒我尋找到更佳技術(shù)方案。

2.3.3.2 創(chuàng)新是一種技術(shù)積累近10年來不斷努力、探索，隨著工作的展開相繼申請專利共15項，其中發(fā)明專利4項。

2.3.3.3山區(qū)、丘陵自走式底盤設(shè)計總結(jié)電液推桿㈠山區(qū)、丘陵自走式底盤四驅(qū)行走系統(tǒng)的動力傳遞，最好采用機械傳動，這樣傳動效率高，直接無滯后；維修保養(yǎng)及使用成本遠(yuǎn)比液壓元件及高壓密封件的費用低。㈡山區(qū)長坡環(huán)境下要充分考慮變速箱的潤滑，否側(cè)易出現(xiàn)上坡前部缺油、下坡后部缺油，燒壞傳動件的現(xiàn)象。㈢國家提倡節(jié)能減排，農(nóng)機設(shè)計應(yīng)重視提高農(nóng)機設(shè)備的動力利用率，降低設(shè)備自耗。㈣應(yīng)考慮農(nóng)機的年利用率，既可給農(nóng)民增效，又能降低固定資產(chǎn)投入，促使農(nóng)民將本不多的錢用于多購農(nóng)具，同時節(jié)約停放場地。㈤山區(qū)、丘陵自走式底盤設(shè)計，其抵抗翻傾和滑移的能力不容忽視，應(yīng)作為一個安全問題去對待。2.3.3.4發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人的時機已經(jīng)成熟習(xí)主席在2015世界機器人大會的致信中表示隨著信息化、工業(yè)化不斷融合，以機器人科技為代表的智能產(chǎn)業(yè)蓬勃興起，成為現(xiàn)時代科技創(chuàng)新的一個重要標(biāo)志。中國將機器人和智能制造納入了國家科技創(chuàng)新的優(yōu)先重點領(lǐng)域。＂

在第三屆中國農(nóng)機高端論壇上，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院張鐵中教授作了題為《農(nóng)業(yè)機器人離我們有多遠(yuǎn)》的演講，告訴我們農(nóng)業(yè)機器人是什么樣的，農(nóng)業(yè)機器人，其實就是融合了機械技術(shù)、自動控制技術(shù)和圖像處理技術(shù)等，能夠進(jìn)行農(nóng)業(yè)相關(guān)作業(yè)自動化的機械或裝置，并不一定是要像人一樣有胳膊有腿的機器人。現(xiàn)在已經(jīng)到了可以大力發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人及其技術(shù)的時候了。利用本項目農(nóng)業(yè)機器人——四腳農(nóng)機可發(fā)展采摘機器人、自動導(dǎo)航作業(yè)機器人、植保機器人等農(nóng)機裝備。電液推桿

2.3.3.5 一名老農(nóng)機的中國夢本人是一名從事農(nóng)機研發(fā)工作35年的工程師，早年企業(yè)改制后下崗，現(xiàn)已退休，但從未放棄。適逢我國農(nóng)機振興，很想利用自己多年的經(jīng)驗和擁有的知識為農(nóng)機化薄弱環(huán)節(jié)的山區(qū)、丘陵區(qū)域提供一種廣泛而適用的技術(shù)。

——這是一名老農(nóng)機的中國夢！

我們都不是洞悉世事的智者，但交互的力量可以支撐我們走的更遠(yuǎn)更長。這是我們論壇的激勵語，也可以說是本創(chuàng)新項目的前景！本項目發(fā)明專利為非職務(wù)發(fā)明，期望與企業(yè)合作，讓我們走的更遠(yuǎn)更長。

第三章 項目產(chǎn)品電液推桿

3.1專利簡要說明電液推桿

電液推桿3.1.1發(fā)明專利一種底盤

包括前車、后車，在前車和后車上裝設(shè)有行車制動系統(tǒng)，后車通過牽引器鉸接在前車中軸線后，組成鉸接式全驅(qū)動底盤狀態(tài)；在全驅(qū)動底盤狀態(tài)的前車和后車上裝設(shè)變距系統(tǒng)、高地隙全驅(qū)傳動系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)和推桿控制系統(tǒng)，形成鉸接式高地隙全驅(qū)狀態(tài)。本發(fā)明在設(shè)計范圍內(nèi)無級調(diào)整地隙高度和輪距，特別適合丘陵山區(qū)：上下坡和過田埂，山地橫向側(cè)坡行駛時，通過液壓控制系統(tǒng)可使左右傳動腿自動找平，田塊作業(yè)時可通過電動推桿和傳動腿的脫檔結(jié)構(gòu)或車輪換向結(jié)構(gòu)實現(xiàn)蟹行和原地轉(zhuǎn)向功能。電液推桿

電液推桿3.1.2發(fā)明專利一種變速器

包括主變速箱、前副箱、后副箱、同步掛箱；使一種變速器成為組合式多點變速輸出結(jié)構(gòu)。滿足不同機具轉(zhuǎn)速需求，其前后驅(qū)動軸間，具有差速運轉(zhuǎn)、同速運轉(zhuǎn)兩特征，前后輪同步性好。電液推桿

電液推桿附：專利簡訊：㈠ 發(fā)明專利：一種底盤，專利申請日：2012年12月26日，2015年12月4日，獲授予發(fā)明專利權(quán)通知書 發(fā)文序號：2015112000976410.㈡ 發(fā)明專利：一種變速器，專利申請日：2012年12月26日，于2015年12月4日咨詢：回復(fù)經(jīng)實質(zhì)審查已沒有發(fā)現(xiàn)駁回理由等待授權(quán)。

3.2 專利產(chǎn)品介紹：鉸接式高地隙山地/電液推桿水田拖拉機、鉸接式山地拖拉機、履帶式水田拖拉

3.2.2項目產(chǎn)品信息電液推桿

3.2.2.1產(chǎn)品型式、技術(shù)特點和技術(shù)創(chuàng)新點：見以上電液推桿1.2.1、1.2.2內(nèi)容

3.2.2.2產(chǎn)品工況簡圖電液推桿

電液推桿

電液推桿

電液推桿

電液推桿

電液推桿

電液推桿

電液推桿

電液推桿

這張照片是研發(fā)團隊開發(fā)的鉸接式四驅(qū)拖拉機(09電液推桿年獲發(fā)明專利)，標(biāo)定功率25.7kW； 最大牽引力：8.3kN（車輪），掛三角履帶時實驗情況遠(yuǎn)大于8.3kN（但暫缺數(shù)據(jù)）；動力輸出軸功率21.85 kW。

我們今天所討論的農(nóng)業(yè)機器人——四腳農(nóng)機項目是在該機型基礎(chǔ)上的進(jìn)一步研究。電液推桿

第四章 農(nóng)機市場分析及產(chǎn)品市場定位電液推桿

4.1電液推桿我國已進(jìn)入農(nóng)機化快速發(fā)展的關(guān)鍵時期

農(nóng)機工業(yè)十二五規(guī)劃中提出，到2015年，農(nóng)機工業(yè)生產(chǎn)總值將由2010年的2800億元增加至4000億元。十二五乃至2020 年將是我國農(nóng)機化快速發(fā)展的關(guān)鍵時期。2004年國家開始采取農(nóng)機購置補貼政策，支持力度持續(xù)加大。電液推桿

電液推桿

近年，國家對農(nóng)機購置補貼的支持力度電液推桿單位：億元人民幣

政府補貼引導(dǎo)下的農(nóng)機市場已進(jìn)入高速發(fā)展期，見下圖：電液推桿

電液推桿

最近5年，我國農(nóng)業(yè)機械工業(yè)的總產(chǎn)值增長趨勢單位：億元人民幣

4.2農(nóng)機市場快速增長的諸要素分析

4.2.1宏觀環(huán)境農(nóng)業(yè)機械裝備進(jìn)入中國制造2025重點發(fā)展10大領(lǐng)域，要求農(nóng)業(yè)機械裝備產(chǎn)業(yè)拓展領(lǐng)域、增加品種，并加快向自動化、信息化、智能化發(fā)展。

我國農(nóng)機市場面臨著良好的發(fā)展環(huán)境，譬如工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、現(xiàn)代化同步協(xié)調(diào)發(fā)展，需要從農(nóng)村吸納大批青壯年勞動力；保障國家糧食安全，必須加快發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化。

就底盤產(chǎn)品而言，拖拉機需求結(jié)構(gòu)調(diào)整，效益大幅攀升。2015上半年拖拉機市場最值得稱道的變化是走出了低效益增長的老路，呈現(xiàn)出利潤大幅度攀升，發(fā)展增速趨緩，運行質(zhì)量明顯提高的新常態(tài)。

4.2.2農(nóng)機更新隨著我國農(nóng)機水平的不斷提高，每年將出現(xiàn)大量更新，有機構(gòu)對2000多名終端消費者進(jìn)行了一個大型調(diào)查，其中一項是關(guān)于農(nóng)機產(chǎn)品使用壽命的調(diào)查，其統(tǒng)計結(jié)果對照我國主要農(nóng)機產(chǎn)品當(dāng)年的擁有量，得出今后我國農(nóng)機市場需求的70%將來自更新。未來我國農(nóng)機市場需求存在巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

4.2.3電液推桿新農(nóng)村建設(shè)隨著我國新農(nóng)村建設(shè)的深入，新農(nóng)村建設(shè)中的節(jié)水、節(jié)油、節(jié)肥、節(jié)種及資源綜合利用、化肥、農(nóng)藥的精量化、少量化使用、農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用、保護性耕作的實施等將強力推動復(fù)合式農(nóng)機的快速發(fā)展、深刻影響農(nóng)機市場的需求結(jié)構(gòu)。

4.2.4消費者購買力（從三個方面分析）一是山區(qū)、丘陵家庭農(nóng)場、農(nóng)機專業(yè)合作社崛起，顯示出了強大的生命力；二是農(nóng)村金融改革發(fā)展的扶持和引導(dǎo)，切實加大商業(yè)性金融支農(nóng)力度；三是國家相關(guān)創(chuàng)新政策、農(nóng)業(yè)政策、農(nóng)機政策的支持，將大大提高農(nóng)機的購買力。

4.2.5山區(qū)、丘陵區(qū)域農(nóng)機化水平發(fā)展遠(yuǎn)不及平原，決定了市場發(fā)展?jié)摿薮?/span>

總之，從多角度分析均可判斷出我國山區(qū)、丘陵區(qū)域農(nóng)機市場前景廣闊，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>

4.3 項目產(chǎn)品市場細(xì)分

4.3.1中低市場

項目產(chǎn)品以適應(yīng)丘陵、山區(qū)地貌特征的鉸接式全驅(qū)拖拉機、高地隙水田拖拉機、履帶式水田拖拉機為突破，配套急需的自走式農(nóng)機研發(fā)和生產(chǎn)，同步開發(fā)具有市場互補性、品牌升級換代符合市場細(xì)分要求的同品牌多品類、同品類多品種的產(chǎn)品體系。

4.3.2 中高市場

將中低市場機-電-液控制的具有代表性的產(chǎn)品實現(xiàn)信息化、智能化，強化結(jié)構(gòu)性競爭優(yōu)勢。

4.3.3就技術(shù)市場而言

本項目適合收割機、中小型拖拉機、微耕機、田園管理機等企業(yè)承接。這些企業(yè)成熟的生產(chǎn)技術(shù)、工藝控制，設(shè)備設(shè)施符合或基本符合項目生產(chǎn)的生產(chǎn)必備條件；生產(chǎn)人員所需基礎(chǔ)知識及技能符合要求，只要針對性地施以必要培訓(xùn)，即可滿足項目生產(chǎn)素質(zhì)要求；產(chǎn)品營銷同渠道，商業(yè)運管的條件和結(jié)果比較優(yōu)良。所以不需要進(jìn)行大規(guī)模的投資。電液推桿

4.4 項目產(chǎn)品需求分析

4.4.1宏觀需求見4.2.1宏觀環(huán)境

4.4.2水稻生產(chǎn)機械化區(qū)域目標(biāo)

《全國水稻生產(chǎn)機械化十年發(fā)展規(guī)劃》制定2006-2015年全國水稻生產(chǎn)機械化目標(biāo)值，摘錄丘陵山區(qū)區(qū)域目標(biāo)如下：

西南稻區(qū)包括四川、重慶、貴州、湖北和云南大部分地區(qū)區(qū)域目標(biāo)

南方長江流域雙季稻區(qū)區(qū)域目標(biāo)

華南雙季稻區(qū)區(qū)域目標(biāo)

4.4.3丘陵山地水稻生產(chǎn)機械化及種植作物生產(chǎn)機械化2013年情況：水稻機械種植水平剛突破30%，達(dá)31.7%，但南方丘陵山區(qū)的綜合機械化率還不到10%。由此可知，丘陵山區(qū)水稻機械化亟待適應(yīng)強的農(nóng)機生產(chǎn)設(shè)備，尤其需要水稻、棉花、果蔬植保機械、中耕機械；因而該項技術(shù)產(chǎn)品具有廣泛的發(fā)展前景。2014～2015年雖無統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但大家知道南方丘陵山區(qū)的綜合機械化率并無實質(zhì)性的改變。

第五章 競爭與風(fēng)險分析電液推桿

5.1SWOT分析電液推桿

5.1.1優(yōu)勢電液推桿

㈠ 技術(shù)優(yōu)勢電液推桿

1.產(chǎn)品采用一種底盤專利和一種變速器兩項專利具有技術(shù)壟斷性；主要配套零部件標(biāo)準(zhǔn)化率高，其他傳動零件、液壓控制元件采用經(jīng)過多年生產(chǎn)，技術(shù)成熟、使用可靠的產(chǎn)品，底盤產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)成熟，工藝規(guī)范，所需基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備市場成熟，產(chǎn)出快、效率高。電液推桿

2.在探索和尋找新材料、新工藝、新部件的過程中、將繼續(xù)展開結(jié)構(gòu)優(yōu)化，產(chǎn)品完善和信息化、智能化的研究，將獲得更多的知識產(chǎn)權(quán)和企業(yè)的發(fā)展空間。電液推桿

3.擁有專利的作用：一是降低成本；二是確立產(chǎn)品獨占優(yōu)勢，使產(chǎn)品可銷售到較高價格，或者使產(chǎn)品較為暢銷，占有較大的市場份額；三是允許同業(yè)使用，按照特許合同可獲得使用費收入。并控制其它廠家一哄而上，防止重復(fù)建廠，打價格戰(zhàn)，減少競爭風(fēng)險。電液推桿

4.產(chǎn)品技術(shù)方案優(yōu)勢電液推桿見1.2.2 四腳農(nóng)機項目產(chǎn)品創(chuàng)新點、2.3創(chuàng)新技術(shù)的產(chǎn)生、3.1專利技術(shù)說明。

不難看出，項目產(chǎn)品很好地解決了農(nóng)機投入產(chǎn)出的問題。電液推桿

㈡、社會效益優(yōu)勢電液推桿

擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，是企業(yè)自身經(jīng)濟實力與技術(shù)實力的體現(xiàn)，可以使企業(yè)在競爭激烈的市場中立于主動的地位。

政策層面電液推桿：a.國家積極鼓勵和扶持高新技術(shù)的開發(fā)：①項目可申請地方和科技部創(chuàng)新基金支持；②項目可同時申請地方和發(fā)改委技改資金支持；③被認(rèn)定為高新技術(shù)企業(yè)的可按減15%的稅率征收企業(yè)所得稅。同時,如果是新辦的高新技術(shù)企業(yè),還可以自投產(chǎn)年度起免征2年的企業(yè)所得稅。b.國家將水稻生產(chǎn)機械化關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)列入國家相關(guān)科技研發(fā)計劃，將先進(jìn)適用機械納入國家和各?。ㄊ小^(qū)）政府支持推廣的農(nóng)業(yè)機械目錄和機具補貼目錄。

㈢、承接企業(yè)資源優(yōu)勢指承接該項目之企業(yè)的：內(nèi)部人力資源及可借助外部資源、產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)、銷售、企業(yè)管理、行業(yè)認(rèn)知、客戶群和潛在客戶……

5.1.2劣勢分析及應(yīng)對措施

劣勢分析：項目運作中存在的主要問題是：產(chǎn)品質(zhì)量、工藝水平和營銷市場。

㈠、項目產(chǎn)品處技術(shù)開發(fā)期，有待迅速成熟和提升質(zhì)量水平。

㈡、產(chǎn)品市場初期，市場可能對本技術(shù)和產(chǎn)品的優(yōu)勢缺乏足夠的認(rèn)識，會處于相對的弱勢。要使目標(biāo)用戶和最終使用者了解本產(chǎn)品，并使本產(chǎn)品更好地發(fā)揮作用，必須在市場推廣初期投入較多的宣傳和營銷力量。

㈢、國內(nèi)外農(nóng)機巨頭參與丘陵山區(qū)農(nóng)機的競爭。

應(yīng)對措施：目前國內(nèi)企業(yè)基本處在技術(shù)研發(fā)和技術(shù)成熟階段；國外企業(yè)也少有本案這樣的產(chǎn)品，雖技術(shù)成熟，但產(chǎn)品價格高，年利用率低。

根據(jù)這一情況，制定如下應(yīng)對措施：

a.實施有序產(chǎn)業(yè)化。先開發(fā)目前市場認(rèn)可程度高的鉸接式山地拖拉機，再拓展其他品種。這樣資源提供無阻、投入期短，見效快；

b.電液推桿承接企業(yè)在技術(shù)合作、工藝流程、人員管理上應(yīng)作詳盡的規(guī)劃，包括技術(shù)和企業(yè)運營的可持續(xù)性；

c.承接企業(yè)有自己的技術(shù)研發(fā)中心和研發(fā)團隊，有持續(xù)產(chǎn)品研發(fā)，不斷更新，改進(jìn)提高品質(zhì)的能力；

d.盡快建立起自己的品牌，形成多位一體的營銷渠道和網(wǎng)絡(luò)。

5.1.3機會

丘陵山區(qū)的水稻機械化生產(chǎn)才剛起步，丘陵山區(qū)四腳農(nóng)機所覆蓋之處大都還處在空白點。國家將農(nóng)機列入中國制造2025重點發(fā)展10大領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)部大幅度提高這些地區(qū)的農(nóng)機化水平，讓更多山區(qū)農(nóng)民受益也被農(nóng)業(yè)部列為推進(jìn)南方丘陵山區(qū)農(nóng)業(yè)機械化31個為農(nóng)民辦實事項目之一。這是專利成果轉(zhuǎn)化的有利時機,將給企業(yè)帶來政策扶持資金，助推企業(yè)的迅速發(fā)展，也給企業(yè)產(chǎn)品帶來巨大的商機和銷售潛力。

5.1.4威脅分析及應(yīng)對措施由于市場競爭激烈，不少廠家夸大產(chǎn)品功效，會對本項目產(chǎn)品所在行業(yè)帶來負(fù)面影響；強大的經(jīng)濟對手?jǐn)U張及國外技術(shù)實力較強的企業(yè)到國內(nèi)開辦子公司。

應(yīng)對措施：承接企業(yè)應(yīng)具有多年的行業(yè)基礎(chǔ)、明顯的競爭優(yōu)勢和優(yōu)秀的管理團隊，能夠充分發(fā)揮以上幾大優(yōu)勢化除威脅而鶴立群雄。

5.2競爭環(huán)境分析

電液推桿在市場競爭環(huán)境的四種形式中，完全壟斷和完全競爭的市場競爭環(huán)境屬于比較極端的情況，比較少見。壟斷競爭市場中有較多市場競爭者，各個生產(chǎn)者生產(chǎn)相似但略有差別的產(chǎn)品，各企業(yè)把其他企業(yè)的產(chǎn)品價格作為既定的參考，同時，企業(yè)進(jìn)出該行業(yè)相對比較容易?？梢娹r(nóng)機產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)處于壟斷競爭環(huán)境中。見以下壟斷競爭市場模型圖。

壟斷競爭市場模型圖

上圖說明：市場價G高于平均成本價E，面積S=（G—E）×Q1即為壟斷競爭市場企業(yè)的利潤（藍(lán)影線部分）。如此看來使S↑必須E↓、G↑、Q1↑，專利產(chǎn)品由于技術(shù)的壟斷性使G↑、Q1↑高具有較好的競爭環(huán)境。

5.3未來競爭分析及應(yīng)對措施

從目前看，本項目產(chǎn)品的競爭對手為傳統(tǒng)產(chǎn)品企業(yè)、臺灣企業(yè)、日本及韓國等丘陵國家的生產(chǎn)企業(yè)，國內(nèi)具備新技術(shù)開發(fā)力量的企業(yè)也會陸續(xù)推出類似或改進(jìn)型產(chǎn)品。因此激烈的競爭局面應(yīng)出現(xiàn)在兩到三年后，兩到三年內(nèi)將是項目產(chǎn)品單臺最佳利潤期，之后則是項目產(chǎn)品批量利潤期。在國際競爭中難替代優(yōu)勢主要是自有知識產(chǎn)權(quán)，這個核心競爭力優(yōu)勢由于具有難獲得性的特征，因而一般情況下，一旦擁有，在短時間內(nèi)很難被其他競爭者超越。

綜上所述，農(nóng)業(yè)機器人——四腳農(nóng)機產(chǎn)業(yè)化、信息化、智能化項目的市場處在高速發(fā)展的初級階段，市場機遇空前，可以憑借自有知識產(chǎn)權(quán)的優(yōu)勢形成較強的壟斷能力。

應(yīng)對措施：加速農(nóng)業(yè)機器人——四腳農(nóng)機產(chǎn)業(yè)化電液推桿，創(chuàng)造世界名牌，以此為引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的旗幟；不斷改進(jìn)提高新產(chǎn)品品質(zhì)，利用優(yōu)勢產(chǎn)品形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，獲取成本優(yōu)勢；抓緊新產(chǎn)品信息化、智能化研發(fā)和四腳農(nóng)機衍生產(chǎn)品的研發(fā)，確保市場競爭力。努力成長為中國創(chuàng)造的農(nóng)機企業(yè)。

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時間：2015年電液推桿12月30日

主講:廖建群電液推桿

主持：吉林大學(xué) 張晉電液推桿

地點：中國農(nóng)機論壇群（98733917）電液推桿

本期編輯：王文杰電液推桿

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