拖拉機是一種在農業(yè)生產中發(fā)揮著重要作用的農業(yè)機械。隨著科技的不斷創(chuàng)新，如今的拖拉已經不是人們印象中那個“粗獷”的模樣，不再是冒著黑煙在田間地頭狂奔的簡單機械。

拖拉機遇到的新問題

拖拉機是用于牽引和驅動作業(yè)機械完成各項移動式作業(yè)的自走式動力機。傳統(tǒng)拖拉機一般由動力系統(tǒng)（發(fā)動機）、底盤和電器設備三大部分組成。常見的拖拉機主要有手扶式、輪式、履帶式及船型拖拉機等。

我國是一個多地形的國家，2024年5月，據新華社報道，我國有將近7億畝的耕地在丘陵地區(qū)，大致占了全國耕地總面積的三分之一。丘陵山區(qū)山高坡陡、道路曲窄、田塊碎小，并且地里栽種的農作物品種十分繁雜。包括拖拉機在內的絕大多數農業(yè)機械在丘陵地區(qū)難以展開作業(yè)，導致丘陵地區(qū)的農業(yè)綜合機械化率還不到 50% 。

雖然在20世紀80年代，我國曾經研發(fā)出一種無變速箱的簡易單軸拖拉機——耕整機，但是由于其自身笨重，即便是小型耕整機重量也在70千克 ～150千克之間，導致事故頻發(fā)；因為其平衡性差，所以常發(fā)生翻機傷人等諸多問題，所以耕整機在丘陵地區(qū)也并未被大量使用。

那么，要解決丘陵山區(qū)數量眾多的坡耕地對拖拉機的需求，需要什么科技手段呢？

折腰扭腰式轉向結構

傳統(tǒng)拖拉機在丘陵地區(qū)難以使用，主要原因在于，其通過性、安全性、轉向靈活性等方面無法適應復雜地形。丘陵地區(qū)的機耕道存在坡度大、彎道多、路況差等特點。傳統(tǒng)拖拉機要么因為動力不足爬不上坡；要么因為懸掛系統(tǒng)不適應，在轉向時容易翻覆；要么前后輪在不規(guī)則路面上出現(xiàn)某個車輪脫離地面，發(fā)生偏斜……

針對這些問題，我國科學家創(chuàng)新性地將拖拉機設計成“折腰扭腰”式轉向結構。所謂“折腰扭腰”式轉向結構，顧名思義就是讓拖拉機有了一個如同人一樣，能夠自由彎曲的腰部結構。有了這一結構，拖拉機就可以在崎嶇、狹窄的山間小道上自由轉向而不再擔心翻覆的問題。

“折腰扭腰”式轉向結構大致是將拖拉機的底盤設計并制造成前箱體和后箱體，前箱體的左右兩側安裝前輪，后箱體的左右兩側安裝后輪。兩箱體之間分別由前驅錐齒輪軸、四驅傳動軸、萬向傳動軸、折腰扭腰支架、扭腰軸套等折腰扭腰裝置進行連接。當拖拉機行駛在崎嶇或坑洼的路面時，兩箱體之間在折腰扭腰裝置的作用下相互進行折腰或扭腰轉動，從而滿足不規(guī)則路面上拖拉機前后輪的偏斜行駛需求。

也就是說，擁有了“折腰扭腰”式轉向結構的拖拉機，即便是一個前輪或后輪脫離地面，它仍然能正常行駛且不會出現(xiàn)偏斜、翻覆等情況。

新能源拖拉機

長期以來，拖拉機大多以柴油或汽油作為燃料。在我的記憶中，啟動拖拉機時總有人在快速地搖動搖把，當達到一定轉速后，搖把兒猛地一兜，拖拉機冒出一股黑煙后，便“突突突…”發(fā)動了起來。不過，隨著科技的進步及環(huán)保的需要，混合動力拖拉機、純電動拖拉機及氫能拖拉機等新能源拖拉機已經成為拖拉機未來發(fā)展的趨勢。

2024年10月，在長沙舉辦的“中國國際農業(yè)機械展覽會”上，一款中國企業(yè)推出的“50馬力輪邊/輪轂電機電動拖拉機”尤其引人矚目。原來，它在現(xiàn)場給觀眾表演了一套同向斜行轉向、異向倍速轉向和零轉彎半徑原地轉向等高難度動作。

“同向斜行轉向”是指車輛在轉彎時，所有車輪向同一方向傾斜，以實現(xiàn)轉向動作。“異向倍速轉向”則是指通過控制內側和外側車輪的轉向角度差異，使得外側車輪的轉向角度成為內側車輪的兩倍，從而實現(xiàn)快速轉向的動作?！傲戕D彎半徑原地轉向”簡單地說就是原地掉頭。

具備這些特殊技能的純電動拖拉機，在蜿崎嶇的丘陵地區(qū)作業(yè)就更加得心應手了；不過，這都是在我們能夠精確控制拖拉機的四個驅動電機和四輪轉向系統(tǒng)的前提下才能做到的。顯而易見，新能源拖拉機的優(yōu)勢之一也就在于其智能操控。

此外，國產的一些混合動力拖拉機已經具備了田間作業(yè)和道路運輸等多種模式。拖拉機面對的場景不同，就可以選擇不同的作業(yè)模式，從而讓發(fā)動機可以始終處于最佳經濟點或最佳動力點，以實現(xiàn)高效節(jié)能。

智能拖拉機

乘坐公交車時，遇到轉彎或剎車時，我們的身體就會不自覺地前傾或后仰以保持平衡。這是人體自動平衡系統(tǒng)的自覺反應，現(xiàn)在我國科學家將“自動平衡擺動系統(tǒng)”也應用到了拖拉機上。

“自動平衡擺動系統(tǒng)”是一種控制系統(tǒng)，它可以實時監(jiān)測物體的姿態(tài)信息，并通過控制器對物體進行穩(wěn)定控制，使其保持平衡狀態(tài)。我們熟悉的陀螺儀就廣泛應用于飛機、導彈、手機、導航等領域，它也是自動平衡擺動系統(tǒng)的一種。

“自動平衡擺動系統(tǒng)\"主要由傳感器、PID控制器和執(zhí)行器等部分組成。其中PID控制器是它的核心部件，它可以通過調整系統(tǒng)的控制量來使物體保持平衡狀態(tài)。國產拖拉機采用了這一先進技術之后，能夠實現(xiàn)在 的范圍內自主穩(wěn)定調平，從而大大拓展了應用范圍。

另外，國產拖拉機在安裝上“北斗高精度農機自動駕駛終端”后，就如同有了一個擁有智慧的腦殼。試驗表明，6個科研人員工作8小時可以完成2畝地的播種；而一臺拖拉機在自動駕駛終端的幫助下，通過北斗系統(tǒng)精確定位，8小時可以播種40畝地。裝上“智慧大腦”的拖拉機作業(yè)精度每100百米誤差僅2厘米，完全可以自動精準執(zhí)行耕、種、管、收、儲全環(huán)節(jié)“無人化”作業(yè)。

在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的推動下，隨著科技的進步，我國正從拖拉機生產大國向著拖拉機生產強國邁進。