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智能自走式采茶機研制及產業化

  • 領域:

    種植業

  • 來源:

    企業自主研發

  • 單位:

    安徽茶之源機械研發有限責任公司

  • 地址:

    安徽 宣城市 宣州區 安徽省宣城市宣州區孫埠工業集中區東環路8號

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單位簡介

安徽茶之源機械研發有限責任公司是一家集科研開發、生產銷售、技術應用與推廣于一體的科技型企業,專業從事采茶機械制造及技術開發。公司成立于 2019 年 04 月 02 日,注冊資本 1000 萬元;公司設立人事部、財務部、物資管理部、生產部、技術部、質量管理部、營銷部、后勤部,各部門相互配合協作,管理公司整體運作。公司以效益為中心,以市場為導向,以質量求生存,以信譽求發展,依法經營和獲取收益,并回報社會。 李尚慶教授領導的智能自走式采茶機研制及產業化團隊,是國內專業從事采茶機械領域的高層次團隊,團隊中還擁有茶葉機械專家李兵博士,其是國內著名的茶葉機械專家。茶學博士李葉云,其對茶樹的培養、茶區生態等相關研究對本項目采茶機械的研制起到了重要作用。茶葉機械專家及企業家張祖德,其有著 20 余年的茶葉機械研發、制造、銷售的經驗,對本項目產品后期產業化的順利開展起到重要作用。項目團隊各成員專業互補,能有效把控本項目技術研發及產業化的各個環節,保證項目的順利實施和公司的順利發展。展開
項目圖片
項目介紹

成果項目的功能、性能、型號、用途和適用范圍

1、 項目產品市場輻射范圍與劃分 項目產品智能自走式采茶機、可乘坐自動自走式采茶機、多功能型自動自走式采茶機可適用于各地不同地形氣候條件的茶園,可應用于非標準化種植的傳統茶園。主要針對綠茶、黑茶、烏龍茶、紅茶等種類茶葉采摘;根據茶類結構更趨優化顯示對綠、黑茶、烏龍茶、紅茶主要產出省份集中在福建、云南、湖北、四川、湖南、安徽、浙江及江蘇等地。 后期主要市場服務形式:1)項目產品通過在研發優化,可在基礎上延伸用于茶園管理,如茶園深耕、施肥以及植保等作業功能;2)采茶機械使用、保養、簡易維修指導服務,實地采茶環境測量、分析后采茶機械定制化技術調整服務。 主要型號:4CZ-100、4CZ-150智能自走式采茶機、純電動是采茶機,后期迭代更新產品有可乘坐式采茶機和多功能綜合型采茶機。 2、項目產品市場趨勢預測 我國茶種植產量與面積均居世界首位,茶葉生產加工行業已成為我國市場化程度較高的行業之一。2009 年至 2018 年十年間,我國茶葉產量呈現出總體上升的趨勢,茶葉產量復合增長率在 9.8%以上,從 2009 年的約 135 萬噸增加至2018年約300 萬噸。同時,我國茶葉種植面積(茶園)也從 2007 年的 1431.2 萬畝增長到 2018 年的 4395.6 萬畝。從 2007 年開始茶葉種植面積逐漸穩定增長,復合增長率在 6.5%左右。由上述可看出,采茶機械產業鏈下游呈現穩定增長狀況,隨著采茶工序機械化和智能化提高,加上茶葉銷售主體由傳統高檔禮品茶逐漸向價格適中的大眾日常消費飲品轉化的趨勢,采茶機械產業將有較大的發展機會。另外,我國采茶機械起步于20 世紀 50 年代末,并于 20 世紀 80年代初步形成行業;行業內早期企業多為國有企業或集體企業,改革開放后民營企業逐步增多。在發展過程中,初期下游茶廠部分零散,規模化程度低,目前茶葉生產者由農戶及小型企業逐漸向大型企業轉化,其對采茶機械的需求程度正在逐步提高。加上勞動力轉移、人力成本提升的大趨勢,采茶機械未來發展趨勢較好。 3 項目產品目標市場的設定 3.1 項目產品市場定位 本項目產品現階段市場主要定位于大宗茶采茶機械領域,空間定位在項目開展地安徽省內及周邊省、地區茶葉種植產業較發達的市場;首先茶葉是我省傳統優勢產業。皖西大別山區、皖南山區和江淮丘陵部分地區既是茶葉主產區,根據《安徽省人民政府辦公廳關于做優做大做強茶產業助推脫貧攻堅和農民增收》的意見,到 2020 年,全省茶園面積達 300 萬畝,按照茶園種植分部,去除名優茶部分種植海拔較高且坡度大于 30°地區不易使用外。 3.2 目標市場的設定 項目產品預計省內茶葉種植以皖南山區為主,多數為丘陵地形且30安徽茶之源機械研發有限責任公司坡度基本小于 30°以內,可以廣泛適用智能自走式采茶機的使用。平地相對少些年銷售量 400 臺套。周邊省市如江蘇茶葉種植以平地較多,丘陵較但茶葉總種植面積較少;浙江近年來年銷售量 100 臺套;福建、云南、湖北、四川、湖南預計年銷量 300 臺套;用戶購買機器主要用于茶葉采摘、茶樹修剪等。有利于現代農機與農藝相結合,有利于茶園種植標準化的發展。同時可提高生產力、減輕勞動力成本,也可以逐步提高我國山區特色經濟作物的農業機械化覆蓋率。產品定位于智能采茶機械、多功能化采茶機械,采茶機械使用、保養、簡易維修指導服務,實地采茶環境測量、分析后采茶機械定制化技術調整服務。 3.3 項目產品市場狀況 目前,項目產品已完成樣機,計劃先在省內市場形成銷售,逐步向周邊省、地區市場輻射。我省當地及周邊采茶機械市場發展水平較低,通過大量的宣傳和實地采摘演示,目前大部分客戶接觸智能化采茶機械較少但對采茶機械都有濃厚興趣,所以項目產品沒有競爭壓力。產品受到團隊成之前創業公司的品牌影響,在行業內已有一定的知名度,再加上核心團隊在業內影響力較大,項目產品填補國內空白。

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主要技術創新點

項目產品技術特點:項目采用小型全地形履帶底盤設計。該底盤對道路、調頭空間要求低,通過性能良好,可以適應茶園各種復雜情況。采用可選可調式采茶刀具設計。采茶刀具配套上下移動、左右傾斜調節機構和刀具可選式懸臂懸掛結構,該結構適應于單行小型采茶機器,專門為我國道路不平與采摘面不平的茶園實際情況設計。茶園道路與采摘面不平度自動檢測系統。項目設計開發了傳感系統、計算機處理系統及輸出執行系統,該系統實時自動檢測茶園道路不平度及茶園采摘面不平度,自動調節采摘刀位置,準確進行采摘。采用拖曳式集葉袋設計,降低人力成本。采用 1500mm 寬采摘面設計。現有采茶機最寬只有 1100mm,茶園采摘面寬度接近 1500mm,單行需要采 2 次,效率低。項目充分發揮機器負重優勢,采用 1500mm寬采摘面設計,提高采摘效率。 智能自走式采茶機優點:結構簡單,操作人員少;對茶園道路要求低,調頭空間要求小,能耗低;采摘面觀察方便,刀具高度與傾斜度可快速調節。采茶機頭、修剪機頭可更換。自動檢測茶園道路不平度及茶園采摘面不平度,并自動調節采摘刀位置,準確進行采摘。

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產品及質量檢測情況

1、正常生產狀態下,項目智能采茶機成品合格率控制在 90-95%;可乘坐式采茶機、多功能采茶機成品合格率可控制在 95-98%。生產過程中嚴格按照 ISO9001 質量管理體系進行管控,生產關鍵過程采用 SPC 方法管理。關鍵質量檢測設備主要包含智能控制特性綜合測試系統、老化測試儀等。 2、產品已經向安徽省農業機械試驗鑒定站提交檢測申請。

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產品使用的技術標準

1、產品執行企業標準 Q/341802-CZY-001-2019 自走式采茶機

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成果項目的技術成熟程度、產品市場接受度和市場競爭力等情況

一、成果項目的技術成熟程度 1、項目產品以獲得授權專利4件 1)專利名稱:一種乘座式采茶機,專利號:ZL201410001289.9 2)專利名稱:采茶機, 專利號:ZL201820122612.1 4)專利名稱:茶葉采摘機,專利號:ZL201820122608.5 3)專利名稱:智能采茶機,專利號:ZL201820122304.9 2、項目產品處在小批量生產階段,已形有部分銷售進入用戶試用。 二、產品市場接受度 茶葉采摘有很大部分是機械化采茶。目前,機采設備有單人采茶機和雙人采茶機二種。實際單人采茶機需要2—3人操作,雙人采茶機需要5—6人操作,現在主要使用雙人采茶機。單人采茶機和雙人采茶機機都是背負式農機,機械重量及采下茶葉需要人力扶持及拖曳,需要操作人員多,勞動強度很大。隨著社會日趨發展,勞動力市場緊缺,現在,亟待解決采茶機械勞動強度大、操作人員多的問題 三、市場競爭分析 1 行業有無壟斷情況 目前,國內行業內無壟斷情況發生,相比其它機械制造行業,智能采茶機械制造行業起步較晚,國內發展較好的采茶機械產品智能化程度也較低。各采茶機械企業之間無明顯的壓制優勢,均處在各自企業發展上升期。 2 主要競爭對手及產品情況 2.1 國外競爭對手情況 (1)日本企業及其產品 日本從 1955 年開始研發小型采茶機,1976 年已經有大型自走式和乘坐式采茶機投入市場并使用, 并逐步將采茶機發展到往復切割式、水平圓盤刀式、螺旋滾刀式和螺旋滾折式等多種類型。日本的茶葉收獲已經實現了高度機械化。其采茶機采用液壓驅動的高地隙底盤, 可以橫跨茶棚作業, 采摘器高度靈活調節, 自動化程度較高。每臺機器僅需 1 人即可完成茶葉的收獲作業。但是日本飲茶習慣與我國相去甚遠,其不注重茶葉芽葉的完整性,所以其產品雖然技術水平較高,但對芽葉完整性的設計并不注重。 (2)歐美企業及其產品 英國的茶葉收獲機,結構比較復雜,功率較大,行走輪輪距長達2.4m, 而且寬度還可以加長,地輪數量為 8 個,機器高速作業時底盤穩定;發動機采用 4 個變速液壓驅動汽缸;卸料過程采用標準的防滑液壓控制卸料斗,輸送過程平穩;切割部件采用高速相變鋸,切割過程干凈、利索。該機收獲技術先進,但價格也相對較高,應用范圍也有一定限制。美國的茶葉收獲機從整機結構上看,機身長度較長,也具備技術先進、功率較大和作業效率高等特點。澳大利亞研制出世界上第 1 臺具有篩選功能的茶葉采摘機, 采摘效率 9.2 萬次/h, 作業速度 4km/h。采摘方式不是整體切割, 而是僅采摘質量好的、比較軟的兩個綠葉和一個芽,這種采摘方式收獲的茶葉品質較好;具有篩選功能,與人工采茶作業相比,降低了勞動強度,只要 4~6 個人操作機器便可完成 50 個人工采摘的工作量;作業時浮動在茶葉上部,對作業地面環境無特殊要求;操作簡單,機手只需控制采摘茶葉的高度,保證茶葉質量即可。然而歐美的茶葉評判標準也與我國不同,并且其茶園規格也不同。 2.2 國內主要競爭對手情況 山東華盛中天機械集團股份有限公司,成立于 1951 年,有 60 多年的專業制造歷史。是中國最大的小型通用型汽油機、園林機械、植保機械、森林防護機械和小型工程機械生產出口基地。其生產的華盛泰山 4C—60 型采茶機,具有結構合理、外型美觀, 使用安全可靠,振動小、作業效率高等特點, 主要應用于茶園采摘茶葉。工作幅寬60cm, 配套動力 1E34F 汽油機, 功率 0.75k W (1.02hp) , 燃油箱容積 0.7 L, 風機直徑 14cm, 風機轉速 8 000 r/min, 風機風口風速 37.7 m/s。 臨沂亞圣機電有限公司,成立于 1997 年,生產以汽油機為動力50安徽茶之源機械研發有限責任公司的各類機械設備,其中以園林機械、植保機械、茶園機械和排灌機械為主。其生產的亞圣 4CS100 型采茶機應用和銷售范圍較廣。浙江勇力機械有限公司,是一家集科研、生產、銷售于一體的汽油、柴油發動機及其終端產品的專業生產型企業, 公司占地面積 46畝,現有管理、工程技術人員 80 余人,員工 400 余人。其生產的勇力 YL—600B 型采茶機采茶作業幅寬 60cm,傳動方式為自動離心離合,離合器接合轉速 3 600~3 800r/min,動力型號 YL139F/P,發動機為單缸、風冷二沖程;額定功率 0.8k W,轉速 7 000r/min,燃油配比分離式, 排量 0.31L,油箱容量 0.9L,整機質量 15kg。 3 項目產品競爭優勢 團隊優勢:以李尚慶為領軍人才的智能自走式采茶機團隊,是國內專業從事采茶機械領域的高層次團隊,李尚慶是國內茶葉機械研究制造專家,安徽農業大學茶與食品科技學院茶葉機械教研室主任,長期從事茶葉機械教學、科研工作。曾研制成功國內首座實用型規模化茶葉保鮮庫,研制成功國內首條清潔化、連續化茶葉流水加工線。曾獲安徽省科技進步一等獎;此外本團隊其它核心人員李兵、李葉云、張祖德各團隊成員專業互補,能有效把控本項目技術研發及產業化的各個環節。 技術優勢:本項目產品所采用的技術均為自主知識產權的原創技術,有充分的理論和實驗依據,穩定可靠。通過原始創新、集成創新、聯合創新等方式,創造出適合我國茶園生產的多種采茶機械,解決了多項該領域關鍵共性難題,技術水平國內領先。 地域優勢:項目產品現階段的研發、生產和銷售立足于本地及周邊茶園采茶領域,貼近終端市場,能夠更直接、更深入的了解掌握市場動態和需求,在技術和產品開發上做到“有的放矢”,更好地滿足客戶需求,在服務上也更為快捷。 成本優勢:產品的研發和技術服務都在團隊內進行,生產材料和零部件的選擇基本做到本地化,與同類產品相比,成本大大降低。合作優勢:本團隊中張祖德是項目開展地實業企業家,具備豐富的采茶機械設計、制造、銷售經驗,通過團隊的緊密協作,優勢互補。另外企業后期擬借助本地及周邊高等院校及科研院所的強大的技術和人才力量,廣泛開展產學研用合作,推動創新發展新思路。

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