“我是乡村智理人”团队以智能机械赋能藕业发展，技术创新构建藕业发展新格局。
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水陆两栖智慧农业莲藕采摘气垫船是一种集水陆两栖于一体的采藕工具，可通过搭载GPS导航系统、施肥系统等智能化设备，实现自动化采摘作业，提高采摘效率和质量。同时，还配备各种传感器，实现对土壤湿度、温度、PH值等参数的实时监测，为农田管理提供更精准的数据支持。
图为水陆两栖智慧农业莲藕采摘气垫船
2023年7月8日，广东工业大学“我是乡村智理人”三下乡省级重点项目社会实践团队积极响应国家“十四五”规划，赴珠海市莲藕产业示范基地进行莲藕采摘调研，并首次尝试使用团队自主研发的采藕机进行莲藕采摘，以智能机械赋能藕业发展，帮助采藕行业从靠经验变为靠技术，让“体力活” 成为“技术活”，用科学知识加速时代进步，开创采藕新时代！
图为实践队在莲藕产业示范基地合影
走访藕业问需求 倾心倾力解难题
“我是乡村智理人”团队来到了平沙镇人民政府向有关负责人介绍了挖藕机的模型，与其交流在老龄化背景下如何推进藕业的转型升级。农业的根本出路在于现代化，数字化、智能化，无论是助力农业生产提质增效，还是推动乡村振兴跑出“加速度”，都更加需要科技创新力量的支撑。目前平沙镇随着人口老龄化的加深，导致农业生产无法实现精耕细作，生产效率下降，对当地藕业等农业发展带来了直接的影响。因此，以智能机械助力乡村振兴是必然趋势。
图为实践团队采访当地政府民政部主任
为进一步调研分析当地挖藕的现状，深入挖掘藕业发展转型升级的瓶颈，“我是乡村智理人”团队在珠海市莲藕产业示范基地进行实地调研，基地负责人为实践团讲述了目前莲藕采摘的现状及所遇到的难题，并表示“现采藕技术落后，大多数是人工采藕，经常需要消耗大量的人力物力”。随后，实践团采访了当地工作的农民，他们提到，由于目前无法进行机械化作业，只能依靠经验徒手将藕从泥潭中挖出。传统的粗放式经营模式制约着农业科技的应用，针对他们提出的问题，实践团向他们介绍了水陆两栖智慧农业莲藕采摘气垫船。采藕机可以实现自动化采摘作业，为农田管理提供更精准的数据支持。他们对采藕机表示十分认可，认为运用实践团的采藕机器，能够切实有效解决当地采藕行业遇到的困难，十分期待与实践团的继续合作。
图为负责人在向实践团讲述目前莲藕采摘所遇到的问题
图为实践团为负责人介绍项目
图为实践队采访当地藕农
发现潜在问题，促进技术创新
经过走访调研，开展乡村振兴科技支撑行动，“我是乡村智理人”团队将一代采藕机进行实地试验，经过多次的测试，实践团发现采藕机的主要问题在于莲藕定位方面。采藕时由于环境多变导致采藕机不能精确定位，造成莲藕损坏。为了解决这一问题，团队成员决定跟随农民亲自体验下地挖藕的过程，了解实践中该如何定位莲藕所在，围绕实际难点开展重点攻关，对所设计机器进行技术改进。
莲藕产业示范基地以技术培训的方式为我们开展“零距离”采摘指导。实践团认识到，采藕首先要确定藕的生长位置与方向，在锁定莲藕的位置后，用高压水枪对准藕杆，冲散莲藕周围的淤泥，再把莲藕轻轻往上提，莲藕就露出水面了。
图为实践队员在藕池采藕
图为实践队员采摘到莲藕，脸上露出了满足的笑容
图为实践队员在藕池利用高压水枪采藕
实践团成员在切身体验挖藕之后，纷纷感慨道：“挖藕不仅是力气活儿，同样也是技术活儿”。挖藕的时候如何判断莲藕的生长方向，都是挖藕人积累经验并总结、判断而成的。通过此次挖藕体验，实践团的成员体会到了人工挖藕的艰辛与不易，深入了解到了采摘莲藕的工作流程与原理，在后续的采藕机改造升级中起到了至关重要的作用。
图为实践团在分享采藕后的心得感受
寻根究“藕”，攻坚破难
以科技创新引领乡村振兴，在充分了解了挖藕的原理之后，实践团全力以赴，誓要攻破技术难关。在查阅相关文献、与指导老师等进行交流讨论后，实践团以问题为导向，以采藕的实际需求为依据，遵循着“分析现状-发现问题-解决问题”的研究逻辑，结合多次测试的数据，有针对性地对采藕机进行优化创新，实现以科技为擎，为藕业赋智赋能。
图为实践团在研发新模型
坚持藕业科技自立自强，推进关键核心技术攻关
推动农业科技成果转化为现实生产力，增强藕业发展后劲。新装置主要由主船体、储物船、采藕机构组成，主船体上装有摄像头、超声波系统、水泵、高压水枪及钩爪旋转装置。
该设备在运行时，首先通过电机将水经过滤筒抽入水泵，利用水压喷流式原理，通过水泵抽水增压，调节水压到合适压力。依据超声波传感器的信号通过水、泥和藕三种不同的介质时波形发生的变化，定位到藕的具体位置。丝杆带动喷头向下，使得喷头对准淤泥下的莲藕，再由旋转装置调整合适的冲水角度。利用高压喷头喷出水射流，冲击破碎莲藕表面的淤泥，直至莲藕完全裸露在水底，由于莲藕密度比水小，莲藕会在自身浮力作用下浮出水面。挖藕机上搭载的摄像头对漂浮在水面上的莲藕进行识别，由机械手将莲藕送入载藕船舱，完成采摘与收集。
水陆两栖智慧农业莲藕采摘运输一体化气垫船预期一次可收集50公斤左右的莲藕，具有良好的市场前景。该设备有三大优势：
1.对比人工采藕。通过科技创新，解决了人工采收作业环境恶劣，采藕效率低下，且用工成本高等问题。助力农业生产提质增效，实现科技助农。
2.对比一代气垫船，二代利用超声波系统精确定位莲藕的位置，完美解决了因定位不准确而导致的莲藕受损等问题。
3.二代在气垫船上增加了钩爪旋转装置和莲藕收集装置。解决了莲藕被采摘出来后仍然需要人工下水收集的现状，进一步改善莲藕采收的作业环境，实现了采藕收藕一体化。
未来此气垫船将实现播种、施肥、采摘、运输功能四合一，提高采藕机智能化程度，设计自主导航系统，实现采藕机的路径规划，进一步减轻劳动强度。此外，实践团成员还尝试将新型材料应用到气垫船的研制中，新材料的使用可以在确保结构强度的前提下进一步降低整机质量和结构尺寸，减少动力消耗，提高作业速度、采摘精度及机具使用寿命。最终实现农业生产全过程智能化、自动化，促进农业提质增效，使农业现代化水平明显上升，打造中国式的现代化农业强国。
图为实践队设计采藕机的等轴测图
图为采藕机的左视图
图为采藕机的俯视图
“珠海振兴看平沙，平沙振兴看藕业”，“我是乡村智理人”团队通过理论与实践相结合的方式，对水陆两栖智慧农业莲藕采摘运输一体化气垫船有了更精确的升级。面向未来，农业现代化空间广阔、大有可为。实践团将始终以科技助农为目标，坚持问题导向，不断创新，推进关键核心技术攻关，进一步落实新装置的研发。“我是乡村智理人”团队将使用自主研发的采藕机真正地帮助到藕业，以科技赋能藕业，实现乡村振兴与发展！
来源：广东工业大学机电工程学院“我是乡村智理人”团队
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