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“全国一等奖”背后的故事

国际大学生智能农业装备创新大赛是全国农业工程领域高等院校普遍参与的顶级赛事。本次大赛以“保障粮食安全、推动乡村振兴”为主题，我校学子设计的参赛作品“遥控履带自走式树苗栽植机”在进入决赛的300件作品中脱颖而出，因其独特的“五位一体式”种植技术吸引了很多参会人员的目光，赢得了一众好评。

“遥控履带自走式树苗栽植机”可实现挖坑、树苗输送、树苗矫正、拢土、浇水五个过程一体化操作，是实现全方位对蔬菜秧苗和水果树苗等精准栽植的农用种植机械。团队成员杨舣可表示，从2021年的暑假开始，他们就有了第一代设备的想法，“在今年与学校现代农业装备研究院的老师交流沟通之后，我们到周边的一些农业基地开展调研。我们发现在农业种植上，特别是涉及到需要靠插苗种植的情况下，很多都是人工种植或者人机结合种植，基本上都要靠人机协作去完成挖坑、栽苗、覆土、浇水等操作。因此我们就想能不能设计一台机械去代替人工完成整个树苗的栽种流程。”于是，在老师的带领下和同学的通力合作下，团队从理论到实践、从设计到制作，一步步完成了该作品。

这款设备运行的步骤分为五步，第一步是挖坑，第二步是将树苗输送到坑中，第三步是将树苗扶正，对树苗的姿态进行矫正，第四步是把钻孔中产生的土壤进行回填以及压实，最后一步进行灌溉。“很多已有的种植机械要么缺少树苗扶正的步骤，要么没有灌溉这个步骤。几乎没有种植机械能够做到‘五位一体’。”杨舣可说。尤其是考虑到农作物生长与种植密度有很大的关系，为了让作物有最科学的生长间距，树苗扶正是非常有必要的，而在现有的种植机械里却很少有这个功能。于是为了实现这项技术，团队成员用红外模块进行定位，再结合PID算法进行自动控制，实现精准种植。

与传统的种植方式相比，用“遥控履带自走式树苗栽植机”进行种植的效率大大提升，真正实现了机械化、自动化。实验结果表明，如果纯人工不靠任何机械，种植一棵树苗的效率在九分钟左右，如果靠人机协作能达到四分半左右，而如果用这款设备去种植的话，只需要45秒到一分钟。同时，树苗经过农机田的实验也达到了95%的高存活率。

由于该比赛的参赛选手还包含了博士生和研究生，要与知识储备更丰富的学长学姐们同台竞技让几位同学倍感压力。于是在备赛过程中，团队成员都严阵以待，从开始设计到最后参赛，作品有过三次大改动。

首先是设备底盘的改动，一开始团队选用的是四个轮子的轮系，但在经过实地考察，把机器放在农机田里进行试验之后发现，轮子不太适应农田的真实地形，于是采用了履带作为整体的底盘。其次是树苗输送装置的改动，刚开始团队选用的气缸作为工具，但当指导老师看到后告诉他们气缸的力度不好控制，容易造成较大的误差，于是在老师的帮助下换成了推杆，让传送的力度更为平缓，更好地保证了种植的精准度。以及扶苗装置从原本较为简单的只追求精准种植，到后来自主设计研发了全新的扶苗装置，在结合实际的土壤情况下，除能做到精准种植外还能让树苗在种植下去后保证其姿态。

除了为优化设备绞尽脑汁外，临近比赛的两次突发事件也让团队手忙脚乱。第一次是在临近比赛的一次调试过程中，主板突然短路起火，“当时已经快要比赛了，结果突然主板烧没了，谁也没有料到会有这种情况发生，只能熬了几个通宵赶紧换新的主板。”赵增振说。

比赛当天的突发情况更让人惊慌失措，“决赛场地在江苏大学，我们的设备需要快递运输过去，结果比赛当天我们去取设备的时候才发现设备在运输过程中被颠散架了，只能临时进行重组。”范国锋无奈地说。“虽然最终还是没能将设备还原到最好状态，部分功能也没能在决赛完美地展示出来，还是有一点遗憾，但好在最后的结果是好的。”杨舣可说。

谈到参加此次比赛的感想，五位同学纷纷表示只想感谢。因为该比赛是农业工程领域的顶级赛事，团队受到院内极大的重视，“我们的院长和一些院领导经常会来关心我们，而且开放了很多实验设备供我们使用，给我们提供了很大的便利。”杨舣可同学说。

还有老师们也为团队提供了很多帮助，指导老师胡红博士和刘婷博士对团队同学进行了多次理论知识的指导，在团队思维固化的情况下给出建设性的意见。“不光是我们的指导老师，我们平时遇到问题无论去找哪位老师请教，他们都非常热情为我们解答，让我们都觉得很温暖。”“还有当时带我们去决赛的梁剑老师，在当时突发情况下立即给我们专业性的指导，帮助我们重新组建设备，还一直鼓励我们，帮我们调整赛前心态。”赵增振和杨舣可说。

马浩、范国锋表示参加这次比赛就像是一场历练，在这个过程中对自己的专业知识进行检验，用已有的知识去做新的东西，在新的东西中又学到新的知识。“虽然这个过程很繁琐，但大家一起努力，一起收获，这种感觉非常不错。”马浩说。“很感谢通过比赛结识了这么多好友，我们共同为了同一个目标努力，这种不屈的竞赛精神让我们一起闪闪发光。”刘森焱说。