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2013年世界农机创新精彩回顾发布日期：2014年2月10日 来源：中国农机化导报 作者： 2013年11月在德国汉诺威举行的世界顶级农业机械展览会AGRITECHNICA上，众多创新技术、创新产品登台亮相，异彩纷呈。据展会组织方德国农业协会（DLG）透露，他们共收到了约400项创新技术的登记，并成立了中立的专家委员会，按照严格的标准，从中评选出了4项创新金奖和33项创新银奖，这些获奖的技术代表了世界农机技术的发展方向。为此，本报将陆续把这些获奖技术展现给读者，也希望给国内农机生产企业一些启发。气动夹杂物分离装置AirSep德国格里莫公司（Grimme）目前，在机械收获马铃薯时，要想分离如石子和土块等块状的夹杂物，主要还是采用机械系统分离技术。但这种分离技术效率有限，尤其是应用于多排收割机时，常常会出现生产效率瓶颈。格里莫公司研发的新分离装置将带孔的传送装置与从下往上的气流巧妙地结合起来，首次在马铃薯收获机械中实现了气动分离技术。在通过分离区时，马铃薯几乎处于飘浮状态，可充分保护其不受损坏。此时，马铃薯位于传送装置上方，而较重的石子和土块则下沉，并通过一个分段的闸门引导到出口运输皮带上。马铃薯的分离质量和吞吐量可从驾驶室方便地调节，通过空气量和改变输送装置的倾角和震动频率来实现。该装置可同时减少后期人工挑选理的成本。全自动双盘施肥喷洒图像调整技术AXMAT德国劳赫公司（RAUCH）劳赫公司推出了可根据肥料品种和所需作业宽度，进行肥料撒施机的全自动在线测量和盘式肥料撒施机的全自动化设定技术，将之称为AXMAT技术。通过使用微波传感器和肥料撒施机的全自动调节系统，此项技术首次实现了全自动撒施肥料的高精度。该装置的微波检测臂环绕盘式肥料撒施机的撒施盘旋转，以非接触方式探测到位于扇形撒肥器下方的扇形喷洒情况，并借助旋转式容器底部的配料口，全自动地将喷洒特性匹配为所需的作业宽度。在喷洒过程中，该装置可持久地监测喷洒特性，并根据需要，自动重新调整肥料装载到配料盘上的点。扇形撒肥器的连续自我监测技术能全自动地将系统的作业宽度通过在线方式调整到设定值，而不论肥料品种是否改变或天气是否发生变化。与普通的调节方式相比，这种新型肥料撒施机的全自动设定功能具有更高的精度，且无需在耕地上事先进行喷洒试验。因此，该系统改善了施肥效率，减少了废料排放，降低了肥料成本并提高了农作物产量的稳定性。混合动力伸缩式装载机意大利梅洛公司（Merlo）当前，全电动或混合动力的电动汽车已经屡见不鲜，意大利梅洛公司首次开发了一款即插式混合动力电动伸缩式装载机。该装载机既可选择纯电驱动模式，也可采用柴油电力混合驱动模式。在电驱动模式下，该装载机由功率为30千瓦时的锂动力电池提供能源。此时该装载机运行非常安静，且具零排放的优点，非常适宜在封闭式的建筑物内使用。在混合动力模式下，该装载机由柴油发动机提供动力，转速恒定，同时可向电池充电。此时因柴油发动机特殊的驱动结构设计，可将额定功率减半，而不会影响装载机的效能。在伸缩式装载机经常出现的低负载或空转情况下，又可变回纯电驱动。由于引擎尺寸的减小，该装载机可减少高达30的燃料成本和二氧化碳排放量。将该机接入电网或光伏系统充电，还可进一步降低经营成本。收割机和拖拉机在线操作模拟系统德国克拉斯公司（CLAAS）克拉斯公司开发了收割机和拖拉机在线操作模拟系统，首次实现了通过个人计算机界面动态再现在各种工况下机械的运行状态。该软件可借助所得到的遥测数据和过程数据，虚拟控制装置和控制元件，对收割机的实际运行状态和过程进行近乎完美的模拟。如此一来，驾驶员就可独自在耕作时间以外，通过个人计算机在线交互对收割机或拖拉机的操作进行培训。例如他们可以在收割季节到来前，针对复杂的收割机械操作实施最佳的培训方案。通过培训，新驾驶员能很快熟悉机器，在真正操作的最初几天中，就可显著提高收割机的作业潜力，明显减少操作失误，降低设备损坏的可能性。而对于有经验的驾驶员，通过定期培训可以更新自己的知识，不断提高作业能力。因此，通过更好地操作这些价格昂贵的收割机械，从开始使用的第一天起，就能实现其显著的优势。更换的液压耦合器爱科公司（AGCO）该系统的万向耦合器块可根据客户要求，按“二分之一”、“四分之三”、“标准”或“自选模式”进行调整。通过结合耦合块和平面耦合器（FFC），该系统可实现在压状态下的耦合与断耦，保证在使用过程中不会造成油料泄漏。同时，该系统还能最大限度地减少流量损失，并减少进入液压系统的污垢物。液压引擎制动概念赛迈道依茨法尔公司（SAME DEUTZ-FAHR）不同于传统的发动机制动器，该系统是通过液压油的节流机制，同时关闭风扇的电子粘性耦合器来实现其制动效果的。如此不但可以提高制动效率，同时还能够确保被加热的液压油得到适当的冷却。总体而言，与此前4.1升的常规柴油发动机制动器相比，此项技术与3.6升柴油发动机结合使用，实现了更好的制动效果。出于安全考虑，制动力受到转向角大小的限制。拖拉机与其他机械组合作业电子优化系统克拉斯公司（CLAAS）ICT（Implement Controls Tractor/拖拉机执行控制）软件是一个拖拉机与其他机器组合作业中的过程与功率优化电子系统，该软件采用其他农业机械的使用参数控制牵引拖拉机的行驶。例如在拖拉机与方形打捆机组合使用时，该系统可以通过自动调节行驶速度，使打捆机持续运行在最优功率状态。此时，机手可在“最大功率模式”和“最佳打捆质量模式”之间进行选择。若某机组发生故障或超负荷，可自动关闭动力输出轴。该系统还可自动监控各部件工作状况，明显减轻驾驶员的工作负担，并因此降低成本。林业拖拉机用绞盘机前端动力输出轴荷兰ZUIDBERG公司和德国Kotschenreuther公司该二级前端动力输出系统可通过无线电开启，在发动机转速较低时或需要提高防滑能力时工作。此外，远程控制电机还可微调发动机的转速。如果不需要前端动力输出轴，3分钟后，自动功能机制就能关掉发动机。联合收割机和自卸货车粮仓堆积物自动清除技术克拉斯公司（CLAAS）迄今为止，清除联合收割机和自卸货车粮仓中堵塞物的工作仍然耗时耗力，并导致载粮过程的中断。克拉斯公司新开发的这套系统使得这一工作完全自动化。在超载保护装置作出响应以后，该系统可提示驾驶员并自动进入堵塞清除准备状态。除了显著提高驾驶员的操作舒适度外，采用该技术的联合收割机和自卸货车卸粮也更快、更高效。如此一来，机器作业过程和使用的安全性得到了改进，而机器的经济效益也同时得以提高，机器设备也得到了更好的保护。BigX激光扫描技术Krone公司使用该激光扫描器的青贮饲料机能够监控挂车的行驶轨迹，并控制抛出青贮碎末的弧线，从而避免收割过程中的作物损失。激光头通过电动马达上下运动，以形成三维图像，借助数学算法控制废料抛出弧线的形状，与挂车的敞口完全吻合。此技术极大地减轻驾驶员的负担，同时使作物损失减少到最低程度，在实际使用中满足了对时间和成本的要求。粮食作物和油菜种子配料器HORSCH公司HORSCH公司以现有的Pronto DL条播机平台为基础，展示了一种创新的种子分配技术。种子的准备工作由中央料罐实现，以气动方式输送，通过一个冲击式分配头分配到相应的种子排。在犁铧的上方，每个种子排有一个配料器，为从分配头出来的种子流进行间苗作业，并单独分配到下降管。在配料器的出口就能获得所需要的排序的和间苗化的种子流。采用此技术的播种机能以每小时10至12公里的速度运行，与目前的条播技术达到同样的效率，但间苗频率非常高，最高达120赫兹，也就是每秒120粒的速度。“芯片实验室”与营养成分传感器德国MMM技术支持有限公司，奥地利Pessl仪器公司肥料的测量通常是基于土壤样品的分析，样品被送到实验室以确定土壤营养成分，其过程既耗时又昂贵。此次所展示的手持式设备“芯片实验室”能直接在现场快速测定土壤养分（包括氮、磷、钾等）。为达到这个目的，从土壤样品中或植物提取物中提取水性溶液，并通过设备的专用传感器予以分析。随着分析成本的降低以及分析效率的提高，测量数据得以明显增加，因而施肥效果预测的准确性也随之上升。因此，该技术的开发对农业和园艺领域有较为重要的意义。风力和倾斜度传感器克拉斯公司（CLAAS）作物被收割机切碎后的均匀分布问题，尤其对于大割幅的收获机械来说，一向是一个极大的挑战。当遇到侧风或陡坡时，困难变得更大。到目前为止，驾驶员必须通过后视镜目视检查，或通过摄像头传输的图像来纠正切碎作物的抛掷方向。有侧风和坡度影响时，在每次转向过程中强制性地要求与抛掷方向相适应。克拉斯公司新研制的风力和倾斜度传感器位于联合收割机的两个尾灯处，借助其板状的结构形式，根据风力强度大小进行相应的侧向运动或垂直方向的上下摆动，该传感器能在此位置同时测定侧风向以及边坡的倾斜率。传感器计算出最高的偏转量以及它的频率值，借以抑制风的影响。如此，径向分布器将秸秆在侧风下或顺上坡方向抛掷，首次实现了联合收割机秸秆均匀分布调节技术。LSB1290-ID型方形打捆机库恩公司（Kuhn）迄今为止，方形打捆机一般是通过传动系统的高频摆动来实现较高打捆密度的，而这会导致传动系统中出现扭矩峰值。Kuhn公司解决这一难题的办法是其“孪生紧凑原则（twin pact principle）”。该公司用两个叠加的柱塞来取代一个柱塞，以实现在两个阶段中农作物的压实作业。首先，下部活塞通过曲轴和活塞之间的三角铰接来压实下方的打捆农作物，接着上部活塞跟着推移，压紧上方的打捆农作物包。如此，原有的扭矩峰值被消除，并均匀分布到两个过程中。最后获得的结果是，在同样的飞轮质量下打包密度提高25以上，所需的驱动功率则与常规的LSB1290型打捆机相仿。Cornrower-玉米收割中的能源利用纽荷兰公司（NEW HOLLAND）玉米收割后残茬的回收显得越来越重要，这种额外的生物质可用于发电和制沼气，也可以用作牲畜的窝垫或饲料。该新款“Cornrower”（谷物巡回车）由后方采摘粉碎玉米收割机组成，在玉米采摘时用专用刀具切碎作物残留，并通过导风板整理成排，随后排出收割机外，而无需额外的工作成本。电子液压转向系统优化挂车轴克拉斯公司（CLAAS）在以往拖拉机和挂车之间的转向轴系统中，转向轴是根据牵引拖拉机的转向角，按预定的方式转向的。如果程序预定为相对牵引拖拉机的转向角，强制转向轴只进行一个较小的转向运动，虽然对高速行驶时的稳定性有利，但在急转弯的情况下对牵引车和挂车行驶的稳定性不利，对轮胎也会造成较大的磨损；相反，如果转向轴采用较大的转向角，虽然有利于机动性，但会以牺牲行驶稳定性为代价。克拉斯公司创新性地提出一个与速度关联的自动强制转向调节方案，能完美地自动适应当前的驾驶情况。该系统总能在行驶机动性和稳定性之间作出最佳的选择，有关的操作错误就可以得到避免。此外，在急转弯时，系统还可发出信号音警告驾驶员，以避免牵引车和挂车发生碰撞。全自动刀片研磨设备克拉斯公司（CLAAS）AQUA COMFORT NON STOP是第一台全自动自卸车和打捆切割刀片湿型研磨机。该设备可以不按固定半径，而是沿着刀片的轮廓研磨，因此无论刀片之前的磨损状态如何，都能最大限度地保证刀片功能。该设备每个工作过程最多能处理45把刀片，并且可通过更换模板精确地研磨不同类型的刀片。自动化动力输出轴转换技术赛迈道依茨-法尔公司（SAME DEUTZ-FAHR）该系统首次成功地实现在负载状态下切换动力输出传动系统。这样可根据发动机负荷，在“额定”和“节约动力”两种转速之间自动切换。尤其是在使用条件不断改变的情形下，应用此种技术可以显著节省燃料消耗，而操作不稳定性也可得以避免。挂钩辅助工具约翰迪尔公司（John Deere）在拖拉机事故中，有很大一部分是发生在驾驶员上车和下车过程中的。应用挂钩辅助技术的拖拉机可通过驾驶室外的一个按钮向前或向后行驶，如此一来，拖拉机就可以更方便、更安全地与其他机械进行联接作业。此系统的操作与手刹相关，因此也可在斜坡上进行操作。LINTRAC90型拖拉机Lindner公司与ZF公司为了改善拖拉机的机动性和前端装载适应能力，此款拖拉机的后轴可以进行转向。配合以在该马力段中并不普及的无级变速动力系统，LINTRAC 90型拖拉机几乎达到了轮式装载机的能力，因此可使农场主节省在专门机械上的额外投资。谷物质量相机克拉斯公司（CLAAS）迄今为止，大部分联合收割机都只能依靠驾驶员简单目视检查粮仓。然而，从人体工程学来看，粮仓的目视检查不仅常常遇到麻烦，而且也容易产生错觉。克拉斯公司新推出的“谷物质量相机”是一款监控谷物质量的高分辨率彩色摄像机，可装在收割机升降臂前端。该相机可在农作物的连续脱粒过程中拍摄脱粒物的图像，拍摄的图像根据非谷物成分和碎粒含量进行分析，并可在驾驶室操作面板上显示为条形图，还可显示极限值警示。该相机首次使驾驶员能持续地观察到彩色图像，从而可区分松散的和粘着的非谷物成分，为谷物质量评估以及联合收割机脱粒和清洗过程的优化设置建立了一个全新的、更加精确的判断标准。Opti Speed可变转速的震动筛纽荷兰公司（New Holland）在起伏的田地上，联合收割机的损失率会增加，其原因是作物在震动筛上的流动受到阻碍。对于玉米等需要脱粒处理的作物，因籽粒和秸秆的振动频率不同，地形起伏的影响更为明显。纽荷兰公司的Opti Speed可变转速的震动筛控制系统，可根据斜坡的坡度和需收获作物的种类改变震动筛轴的速度。上坡时，该系统使转速降低，而在下坡行驶时转速提高。这样，无论哪种情况，作物层的厚度与在平坦地面的收割情况类似，因而与固定震动筛轴速度的情况相比，可大幅减少谷物损失。此外，对不同的脱粒谷物，驾驶员可通过从该系统的信息库选择并载入一个与此类谷物相适应的震动筛轴速度。CORN HEAD新型割台Cressoni公司正如所有其他联合收割机的附加装置一样，玉米收获机的割幅正在增加。若采用通常的折叠技术，按幅宽0.75米计算，8行以上的玉米收获机割台会超过法定的运输宽度3.5米。Cressoni公司的折叠式玉米采摘机则不同，该设备配备了一个新的旋转机制，将10行和12行玉米收获机的运输宽度缩减为3.45米。FlowCheckKOTTE公司，Hochschule公司和Osnabr ck大学在将液体肥料引入到土壤的过程中，其配分软管的流量监测和控制总是一个巨大的挑战。FlowCheck传感器能通过声音监控每个分配软管的流量。如果液体肥料流中断，驾驶员会接收到一个声音信号，LED显示屏则显示被堵塞的软管位置。通过这种自动警告系统，驾驶员的工作负荷得以缓解，也可确保施肥过程不会因输出设备的拥堵而发生中断。传感器本身不与液体肥料直接接触，因此不会引起堵塞。为了防止外部干扰，传感器放置在一个盒子里。用于谷物清洁的同心式Z字形筛分器Ambros Schmelzer& Sohn GmbH公司Z字形筛分器通过对风力筛分器技术的持续改进，显著改善了目前筛分系统的性能。新开发的设备折流板能使物料按Z字形线路流动，物料可反复通过气流，使清洁过程更彻底。该技术创新的关键除了物流方向的改动以外，还能通过压电传感器测量实际的物料损失。因此，操作者可根据需清洁的物料情况，基于实时的物料损失测量结果来控制风扇的空气流量，可将损失降低到低于0.05。FWS2014称重系统Fliegl公司，LAND-DATA公司和Mller-Elektronik公司在作物收割测产以及固体粪肥或矿物肥料施肥的监视等过程中，及时精确的称量是一项重要的技术。FWS2014称重系统是基于ISOBUS开发的，其核心特征是其优越的校准能力。该解决方案能与所有兼容ISOBUS任务控制器的显示屏使用，可为农场管理信息系统提供所需的数据，并保证所有数据的可追溯性和通信的加密。FWS 2014型称重系统Fliegl公司，LAND-DATA公司以及Mller-Elektronik公司在作物收割测产时以及施肥的监视等过程中，需要机具具备及时精确的称量技术，且数据应快速传输至驾驶员处。FWS 2014称重系统基于ISOBUS开发，与所有兼容ISOBUS任务控制器的显示屏使用，可为农场管理信息系统（Farm Management Information System/FMIS）提供所需的数据。所有数据均具有可追溯性，通信也可进行加密，能够减轻驾驶员的负担，避免监测错误。 Iso模拟器格兰集团（Kverneland）对普通驾驶者来说，对农业机械上复杂功能的使用并非他们培训的重点，因此农业机械的技术潜力往往并未充分发挥。格兰集团IsoMatch InDemo和IsoMatch模拟器的开发，提供了面向实际的模拟技术培训新选择。这种模拟器拥有ISOBUS的全部功能，无需任何附加装置就可以在家用PC上使用，使得针对自己田地的作业过程培训可根据数据进行，节省了时间，简化了操作过程。 IDS智能分配系统奥地利P?ttinger公司气动条播机的行驶线路的设置，在变换路径和变换轨距时常常伴有复杂的转换工作。P?ttinger公司的智能分配系统通过可单独切换的分配头提供了全新的行驶线路设置方法，具备独特的灵活性和卓越的舒适性，同时保持每排播种率的准确，并可以很容易地在操作终端上进行选择。该解决方案在灵活性、精确度和舒适度方面建立了新的标准。 精密联合播种技术奥地利P?ttinger公司P?ttinger公司的PCS精密联合播种技术展示了一种新颖的创新理念，在同一台机器上实现了粮食播种和精密谷物播种（如玉米，向日葵等）的组合装置，节省了对专门播种机的投资。采用该技术的同一台播种机可实现四种作物播种，扩展了其使用范围，降低了固定经营成本。此外，由于机器带有传感器，可监控谷物纵向分布情况，并通过终端显示给操作者。 智能灌溉系统约翰迪尔公司（John Deere）约翰迪尔公司的智能灌溉系统可以实时测量土壤中的含水量，并通过一个基于网络的专家系统，以无线方式将测量值传输到办公室的电脑上，使得农场主能轻松实现作物灌溉规划与控制。该系统主要包括高精度滴灌软管系统，用于测量多层土壤水分的传感器，可检测土壤含水量、降水量、太阳辐射等数据的无线传输装置，以及匹配的水泵、过滤器、阀门等组件。该系统不但可以更有效地利用灌溉水和肥料，还能记录滴灌软管的布置，使耕作和机播更易于实现，而不会损坏软管。 工作深度引导技术雷肯公司（LEMKEN）半悬挂耕种机的深度引导迄今大多数是通过嵌入刀具架的深度引导轮（辅轮）以及空转的滚轮进行的。在平坦的地面，这个结构基本可以保持相对一致的工作深度，但在耕种丘陵地形时，情况则不容乐观。如果通过调节牵引杆保证深度的一致，则传递到拖拉机的负荷是不均匀的，很难保证作业质量。在雷肯公司研发的新型控制系统中，可持续监测辅轮的负荷，并通过液压装置控制轧辊位置。这样，牵引力在操控过程中几乎保持恒定，减轻了驾驶