一、实验室简介
北方马铃薯全程机械化科研基地（东北地区）紧密围绕农业机械化全程全面高质高效发展的需要，以农机装备产业发展为驱动，通过多学科协同，形成产学研联合研究团队；结合马铃薯一季作区资源优势和种植农艺要求，重点开展马铃薯生产薄弱环节机械化基础理论与关键技术研究，突破技术瓶颈、补充技术短板，促进农业机械化和农机装备产业转型升级，提高农机装备智能化水平。
二、基本情况
1.实验室名称：农业农村部北方马铃薯全程机械化科研基地
2.学科领域：现代农业装备
3.建设地点：东北农业大学阿城试验示范基地
4.始建时间：2017年
5.基本条件：平台拥有各类仪器设备30台套，总投资1483万元，
科研用房使用面积479.7平方米
三、组织机构
实验室主任：李季成
实验室秘书：竹筱歆(兼)
实验室人员：李季成、竹筱歆、刘中原，以及在读研究生
四、研究方向
(1)马铃薯耕整智能精播装备技术
针对我国马铃薯的生产特点，研究耕种对象与耕种作业部件的相互作用关系，揭示土壤破碎及整理、秸秆灭茬翻埋、高效精量播种的内在机理和规律，为耕种装备技术研究提供理论基础依据；创新耕作模式、工艺参数和结构方法，实现机械化耕种技术的创新突破、升级改造，为机械化耕种技术研究提供技术基础依据。
(2)马铃薯种薯切块分级精选技术
针对马铃薯种植现状，开展主要马铃薯种薯切块种植模式，进行马铃薯种薯力学特性与生物特性的基础性研究，通过数理统计方法提取不同类型马铃薯种薯外形心，构建不同类型种薯作物特性基础数据库，为种薯切块装备技术研究提供基础依据；研究马铃薯切块技术、精选分级技术、升运技术及装备系统的关键技术参数、工艺、结构技术性能研究，创制核心工作部件或机构，寻求各机构最佳配置方案，最终研制出相应技术装备。
(3)马铃薯田间管理装备技术
针对部分地区马铃薯种植基肥撒施存在的化肥利用率低、化肥污染等问题，提出“秋季分层施肥、春季对行播种”的技术模式，根据播种时保存的GPS行走路线及行距设定施肥作业路线，结合GPS导航技术实现拖拉机能够根据行走偏差信号自动调向，实现施肥装置对行功能。研制能实现不同区域、不同种植模式的肥料分层施肥技术装备，结合肥料利用效率评价体系，减少化肥投入，提升肥料利用率。
(4)马铃薯收获装备技术
针机北方马铃薯收获过程中农时时间短、劳动强度大及现有马铃薯收获机作业效率低、自动化低、智能化低、故障率高、机械损伤大等问题，进行马铃薯收获防堵技术、防损伤技术及收获效率、故障原因、收获质量等进行研究，探究防损伤状机理及其参数的影响规律；重点研制智能化高、损伤率低、明薯率高等关键技术及装备。攻克北方马铃薯收获难、损伤大的关键难题。
(5)马铃薯机械装备智能化技术
以马铃薯作物、农田现场、核心机具为研究对象，利用嵌入式控制技术、光谱分析技术、机器视觉技术、互联网技术等先进手段，开展智能化农机装备创新研究。提取马铃薯薯块、泥土等作业对象的理化、光谱、机械特性，研究马铃薯信息智能感知方法，构建马铃薯特性基础数据库，为智能装备信息获取传感器的研究设计提供数据支撑；研究核心作业部件工作机理及机构运动模型，规划设计自动化控制方案，简化机械结构，优化参数设置，为现有机械装备的智能化升级改造提供基础。
五、仪器设备
实验室拥有桥式三坐标测量机、2204型拖拉机、1354型拖拉机、3吨叉车、物联网/数据获取与处理系统、马铃薯切块精选联合作业机、四行气吸式马铃薯播种机、马铃薯联合收获机、风幕式吊杆喷雾机、变量施肥控制系统、播种质量监控系统、3.5米联合整地机、马铃薯入库机、GPS北斗导航驾驶系统、液压折叠马铃薯中耕培土机、904型拖拉机、304型拖拉机、颗粒化肥撒肥机、有机肥撒肥车、摇臂钻床、激光切割机、剪板机、折弯机、数控加工中心、行车、中频加热炉、卧式注塑机、CK6150车床、XK7163C铣床、BK5018插床等，可以开展该领域的相关研究。
北方马铃薯全程机械化科研基地重点实验室主要仪器设备。
序号 |
设备名称 |
设备图片 |
设备简介 |
1 |
桥式三坐标测量机 |
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主要功能：自动双旋转测头座，可实现空间7.5°步距的任意角度旋转；配备有Autojoint测头接口，可提供扫描式测头和接触式测头之间的转换；能利用基本元素组合建立测量坐标系；自动识别数模理论元素，并快速创建测量程序。技术指标：1.测量范围：X轴700mm，Y轴1000mm，Z轴600mm；2.探测误差：R≤1.2um；该仪器适用于未知曲线、曲面进行跟踪扫描测量。 |
2 |
万能试验机 |
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对所有的材料和产品可以进行物理性能指标测试分析。适用于拉伸、压缩、弯曲、剪切和其他测试。横梁最大行程：755mm、30in；分辨率：1/8388608；弹性弹伸夹爪：最大载荷容量：2KN，最小负载单元：25N；直径75mm压盘：最大负载：1kN/220 LBF，最小负载：25N/5LBF。应用范围：医疗、食品、包装、纺织、塑料产品和农业等行业。 |
3 |
GPS北斗导航驾驶系统 |
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导航自动驾驶系统兼容性强，设备安装组件齐全，能够适应多种进口和国产型号的拖拉机；标准化接口设计，适用于各种品牌和型号的车辆；利用高精准自动导航和驾驶功能，可实现农机车辆精密循迹和自动规划，保证农田可重复性作业。根据作业要求选择专门的作业模式，拖拉机沿设定轨迹行驶作业，最大偏差小于±2.5cm。 |
4 |
激光切割机 |
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激光切割是激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的。切割厚度：0.5mm-30mm、切割精度：±0.1mm。适用材料：钢、铝、铜、钛等板材。 |
5 |
卧式注塑机 |
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注塑机能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。技术指标：四柱间距：360×36mm、最小模具尺寸：250×250mm、容模量：150~360mm。应用范围：塑料制品加工。 |
6 |
中频加热炉 |
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技术指标：加热钢种材质：碳钢棒材Φ20-30，长度500mm、钢坯入炉前温度：室温、钢坯出炉温度：绝对温升≤1200℃、钢坯加热能力：每小时250kg/h左右。应用范围：主要用在熔炼钢、特种钢、铸铁等黑色金属材料以及不锈钢、锌等有色金属材料的熔炼。 |
7 |
数控剪板机 |
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主要用于薄板的剪切、下料等工作。1.可剪最大板厚：6mm、2.可剪最大板宽：3200mm、3.后挡料最大距离：20-500mm、4.行程次数：12次/min、5.喉口深度：145mm。 |
8 |
数控折弯机 |
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数控折弯机是对薄板进行折弯的数控折弯机模具。技术参数：工作台长度：3200mm、喉口深度：400m、滑块行程：250mm、行程次数：≥10min、最大开启高度：395mm。应用范围：对折弯金属板料具有较高的劳动生产率，经过多次折弯即可获得较复杂形状的工件。 |
9 |
摇臂钻床 |
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适用于非回转体零部件的钻孔加工。1.最大钻孔直径：Φ63mm；2.主轴中心线至立柱母线距离：最大2000mm、最小450mm；3.主轴箱水平移动距离：1550mm；4.摇臂升降距离：800mm；5.主轴圆锥孔：莫式5号；6.主轴进给量范围：0.04-3.2mm/r；7.主轴行程：400mm；8.刻度盘每转钻孔深度：151mm。 |
10 |
行车 |
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承载力10t |
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数控加工中心 |
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本机床是适用于机械加工及模具制造领域的立式加工中心。技术参数：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.刀库容量：24；6.刀具最大尺寸(直径×长)：200mm×350mm。适用于从粗加工到精加工的加工要求，可完成铣、钻、攻、镗等多种工序。 |
12 |
CK6150数控车床 |
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该数控车床是一种高精度的自动化机床。配备多工位刀塔，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能。技术指标：最大回转直径：270mm；最大车削长度：750/1000/1500mm；刀具数量：4(6)；刀柄尺寸：25×25mm；X轴快速进给：3000mm/min；Z轴快速进给：6000mm/min。适用于加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件。 |
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XK7163C数控铣床 |
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该机床具有超大行程、超大动力、自重大、载重大、稳定性好的床身式铣床。X/Y/Z轴行程：900/360/500mm；主轴端面至工作台面距离：100-600mm；切削进给速度：1-2000mm/min；工作台尺寸：1250×360mm；工作台T型槽数/宽度/间距：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数控插床 |
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本机床具有插削平面、成形面及键槽功能，是一款通过数字控制来实现插削的切削机床。主要参数：滑枕最大插削长度：180mm；滑枕调节行程：80mm；工作台尺寸：600×320mm；刀头支承孔轴面至工作台的距离：480mm。 |
五、发展情况
学校高度重视平台的人才队伍建设，目前平台拥有学术水平高、创新意识强的学术梯队，以及具有相当学术造诣和知名度的专家。团队成员共7人，其中：教授3人，副教授1人，讲师3人，博士生导师2人，硕士生导师2人，博士5人，国家马铃薯产业技术体系岗位科学家1人，黑龙江省现代农业产业技术协同创新推广体系（马铃薯）岗位专家1人，黑龙江省农机产业技术协同创新推广体系经济作物薄弱环节协同创新岗位专家1人，赴加拿大访问学者1人。培养博士研究生6人、硕士研究生46人，获国家奖学金5人。结合平台优势，将平台建设与人才培养紧密联系，以学院的农业机械化及其自动化专业(国家特色专业)本科生和农业机械化工程专业研究生为主要培养对象，发展有潜力的高级专门人才。以基地为平台，以政策为指导，落实固定人才、流动人才、引进高级人才的发展模式。通过优化学术队伍，提高学术研究水平，形成了以学术带头人为核心的充满活力的马铃薯全程机械化技术装备学科团队。
近几年，科研基地面向国家马铃薯主粮食化发展战略需要，马铃薯产业发展需要，依托基地科研平台，协同创新，取得一批标志性成果：团队共承担国家“十三五”重点研发专项等各类项目课题10余项，发表SCI、EI等论文30余篇，公开专利33件，荣获黑龙江省科学技术奖2项；重视校企合作，与企业合作研发马铃薯耕整地、精量播种、田间管理、收获等机型17种，取得了显著的经济和社会效益。
未来，平台将形成产学研联合研究团队，聚焦北方马铃薯一季作区资源优势，重点开展马铃薯生产薄弱环节机械化基础理论与关键技术研究；通过多种途径与农机生产企业进行研发合作，集成创制新装备，共同推进技术性能熟化，助推机具尽快落地应用，促进农业机械化和农机装备产业转型升级，提高农村生产力；努力将基地建设成为国内领先的马铃薯全程机械化科研平台、我国马铃薯生产机械化技术的孵化器和国内外交流的窗口。
