機械化省力養(yǎng)蠶平臺研發(fā)中關于性能優(yōu)化與效能提升的思考*

張勍 趙幫泰 梅林森 羅俊 葉江紅

四川省農業(yè)機械研究設計院，四川成都

在機械省力化養(yǎng)蠶平臺研發(fā)過程中，蠶桑創(chuàng)新團隊發(fā)揚追求卓越的創(chuàng)新精神，精雕細琢、精益求精，使機械化省力養(yǎng)蠶平臺在短時間有了較大突破，并在四川部分蠶區(qū)進行了初試。

1 機械化省力養(yǎng)蠶發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 四川是全國重要繭絲生產基地，蠶業(yè)是四川農業(yè)經濟優(yōu)勢產業(yè)之一

四川省農業(yè)農村廳在開展現(xiàn)代農業(yè)園區(qū)建設活動中，要求“10+3”作物以“五良標準”改良生產環(huán)節(jié)，并逐步實現(xiàn)全程機械化作業(yè)。逐步實現(xiàn)全省蠶業(yè)生產的機械化，推進蠶桑產業(yè)發(fā)展水平，是實現(xiàn)蠶桑產業(yè)標準化、省力高效、適度規(guī)模等目標的必要條件。四川省蠶桑創(chuàng)新團隊開展四川省標準化機械化養(yǎng)蠶設備研發(fā)，通過機械設備自動化、智能化，解決桑蠶規(guī)模種養(yǎng)與農村勞動力不足的矛盾，同時實現(xiàn)降低勞動強度、節(jié)本增效的目的。

1.2 蠶農組織化程度較高，行業(yè)管理輻射率高

目前，四川的蠶桑產業(yè)，桑、繭、絲流通體系，由農業(yè)農村局、蠶桑局等政府機構、現(xiàn)代蠶業(yè)產業(yè)園、繅絲企業(yè)等聯(lián)合組成，政府、加工、銷售和科研人員，在幫助蠶農實施機械化省力養(yǎng)蠶、企業(yè)開拓市場、為企業(yè)和農戶牽線搭橋實施“訂單農業(yè)”方面有重大推動作用。當前蠶農養(yǎng)蠶的機械化、智能化水平還比較低，不能有效地組織蠶農形成集團優(yōu)勢和提升省力化機械養(yǎng)蠶水平。

2 改進設計方案，提升設備機械化、智能化

2.1 設計思路

對大蠶棚、貯桑室進行優(yōu)化設計，采用智能溫濕度控制設備，在養(yǎng)蠶期間保持蠶室、貯桑室環(huán)境適宜。整個養(yǎng)蠶平臺可沿著軌道左右平行移動，減少作業(yè)通道，增加養(yǎng)蠶面積；蠶臺通過鋼絲繩連接可上下平移，通過自重平衡讓蠶農僅需較小的力量便可輕松升降蠶臺，且這樣消毒、給桑時更有利蠶農操作和蠶房空間的利用，并有效降低勞動強度。省力化養(yǎng)蠶平臺的推廣使用，可在3～5年內實現(xiàn)養(yǎng)蠶設備標準化、養(yǎng)蠶規(guī)模適度集中、養(yǎng)蠶作業(yè)省力高效，從而減輕勞動強度、增加人均養(yǎng)蠶量，以緩解農村勞動力不足，助推四川省蠶業(yè)生產的發(fā)展。

2.2 機械化省力養(yǎng)蠶平臺發(fā)展的幾個階段

在最初的設計方案中，活動蠶臺外形尺寸為3.0 m×1.5 m，單個蠶臺蠶座面積約4.0 m2；上簇前，根據蠶室面積和養(yǎng)蠶量組成一組活動蠶臺，上簇時活動蠶臺2層并為1層。

第一代傳統(tǒng)蠶臺，蠶架采用木質結構（圖1），生產試驗中發(fā)現(xiàn)，大蠶期蠶臺笨重不便操作，特別是上簇環(huán)節(jié)工作強度基本沒有改變；且因整個大蠶期間沒有除沙，上簇前蠶臺的重量對操作的影響很大，也影響蠶臺的平穩(wěn)。

圖1 傳統(tǒng)木質蠶架（第一代）

第二代蠶臺在第一代的基礎上，重點解決養(yǎng)蠶平臺使用過程中的效能問題，即在保證蠶臺平穩(wěn)運行的前提下，方便蠶農進行給桑、消毒等作業(yè)，降低勞動強度。對此，根據生產技術人員、蠶桑大戶和蠶業(yè)專家的建議，以大棚養(yǎng)蠶30 張/批進行修改，同時將蠶臺調整為塑鋼材質（以20 方管為骨架，以3 mm 鋼絲為網格），蠶臺規(guī)格一致，升降平穩(wěn)，方便給桑作業(yè)快速高效進行，在減輕勞動強度、緩解勞動力不足、節(jié)本增效等方面取得明顯效果；但在部分地方示范應用中，蠶臺存在無邊框、用戶要求蠶臺邊框加高3～4 cm，其次上簇時兩個相鄰蠶臺之間的距離不能滿足簇具所需高度，同時鋼材防腐處理不當、銹蝕情況嚴重，影響了省力化蠶臺的推廣應用（圖2）。

圖2 4 層固定蠶架（第二代）

第三代蠶臺在第二代蠶臺的基礎上，重點提升機械水平，解決材料防腐、上簇空間等問題，便于消毒、給桑、上簇作業(yè)。蠶臺使用矩管外框和包膠防腐，即提供蠶臺邊框、保證蠶臺剛性，又有效解決了防腐問題；蠶臺架采用鍍鋅后噴塑的防腐工藝技術，經久耐用。并對養(yǎng)蠶期間蠶臺的平穩(wěn)性、蠶臺并臺后上簇所需高度進行了優(yōu)化設計和試驗，解決了大蠶期因蠶臺過重而產生的不平穩(wěn)問題（圖3）。

3 存在問題和建議

在機械化省力養(yǎng)蠶平臺項目推廣過程中，先后在樂至、廣元、中江、寧南、高縣等地進行了試點示范，認真聽取并采納了相關生產人員的意見，對平臺的性能進行優(yōu)化、升級、提升，全面推廣平臺的應用，保障蠶的良好生長，提升蠶繭蠶絲質量，提升蠶農經濟效益，促進蠶桑產業(yè)的發(fā)展。

圖3 6 層活動蠶架（第三代）

3.1 完善創(chuàng)新服務體系，強化質量和技術服務職能

建設蠶桑機械省力化信息、咨詢平臺，科學合理規(guī)劃布局機械化省力養(yǎng)蠶平臺，提升蠶房單位面積的養(yǎng)蠶量，有效提升蠶房空間的利用率。

3.2 加強蠶農培訓，提升蠶農專業(yè)技術知識

新型省力化機械化養(yǎng)蠶設備需要養(yǎng)蠶人員的熟練操作才能將設備的優(yōu)越性完全發(fā)揮出來。因此，需要加強對機械化省力養(yǎng)蠶平臺的宣傳力度和操作技術培訓，可通過組織服務力量，制定操作手冊、視頻等，在示范點開展現(xiàn)場技術培訓會等方式對蠶農戶進行相關專業(yè)知識的培訓，并做好售后服務工作。

3.3 著力提升機械化省力養(yǎng)蠶平臺的質量

項目攻關試驗需要進一步深化、跟蹤，從投入使用的蠶區(qū)收集修改意見，優(yōu)化機械化省力養(yǎng)蠶平臺，重點提升蠶臺在升降過程中的平穩(wěn)性能，最大程度地發(fā)揮出機械化省力平臺的效能，也為盡早實現(xiàn)全省養(yǎng)蠶機械化奠定技術服務基礎。

3.4 實現(xiàn)物聯(lián)網監(jiān)控，發(fā)揮智能飼養(yǎng)優(yōu)勢

通過圖像處理技術等對蠶進行實時監(jiān)測，根據大蠶的生長情況自動計算給桑量、調控蠶室溫濕度、改善蠶棚空氣質量，同時通過智能化將蠶棚內的數據實時傳遞出來，并可通過移動終端實時查看蠶臺飼育情況，實現(xiàn)信息共享，及時發(fā)現(xiàn)并預防、處理緊急情況，提升機械化、智能化養(yǎng)蠶能力。

3.5 培育龍頭企業(yè)，提高示范作用

目前，四川蠶桑僅有綿陽天虹、寧南絲路、珙縣智溢、高縣新絲路等幾家龍頭企業(yè)，年養(yǎng)300 張大戶不到200 戶。綿陽、寧南采取企業(yè)與基地農民利益捆綁的經營方式，實現(xiàn)了生產的標準化和部分機械化，基本實現(xiàn)了產、加、銷一體化經營。四川從事蠶桑生產的人員超過了百萬，卻僅有四五家龍頭企業(yè)，要達到機械化省力生產、加工以及銷售一體化經營的示范作用，需要政府的培育和引導。