​甘蔗收获机虚拟仿真模拟器

在保障国家食糖安全与推进糖业高质量发展的战略背景下，甘蔗收获机作为糖料生产全程机械化的 “卡脖子” 装备，其操作水平直接影响甘蔗收割效率、含杂率与宿根萌发率。然而，传统农机培训面临蔗田损耗大、山地作业风险高、季节窗口期短等难题。甘蔗收获机虚拟仿真模拟器的创新问世，以数字化技术破解糖业人才培养瓶颈，为提升蔗糖产业竞争力、助力乡村振兴提供了科技赋能的全新路径。

一、糖料作物专属仿真：精准复现甘蔗收割全工艺

模拟器基于甘蔗生物学特性建模与多体动力学技术，1:1 还原履带式 / 轮式甘蔗收获机的割台升降、扶蔗机构摆动、切段剥叶等核心动作逻辑。针对新植蔗田与宿根蔗田两种典型场景，系统动态模拟：

扶蔗作业：根据甘蔗倒伏角度（0°-45°）自动调整扶蔗辊转速与倾角，训练 “倒伏蔗扶起率≥95%” 的精准控制能力；

砍蔗精度：通过虚拟刀具磨损度参数调节，模拟不同刀片锋利度对切口平整度的影响（要求切口倾斜度≤3°）；

剥叶除杂：联动风机风速与辊式剥叶间隙，实现 “蔗叶损失率≤8%、含杂率≤5%” 的工艺指标训练；

宿根保护：在宿根蔗田场景中，强化割茬高度控制（3-5cm 标准区间）与土壤扰动监测，助力蔗田可持续生产。配合 360° 环幕视觉系统与振动反馈座椅，学员可沉浸式体验从 “分蔗 - 切割 - 剥叶 - 集箱” 的全流程作业触感。

二、全地形场景实训：解锁丘陵蔗田作业新挑战

针对我国甘蔗主产区（广西、云南、广东）70% 为丘陵山地的地貌特征，模拟器内置五大典型作业场景：

坡地梯田收割：模拟 15°-25° 坡度蔗田，训练防侧翻平衡操作与履带打滑应急处理，同步监测宿根损伤率；

密植蔗田作业：设置行距 1.2m-1.5m 的宽窄行种植模式，强化分蔗器路径规划与行间对中精度（误差≤5cm）；

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多雨天气抢收：模拟连续降雨后土壤含水率≥25% 的湿田环境，考验设备通过性与泥杂分离效率；

间作蔗田收割：在蔗林间作大豆 / 蔬菜的复合种植场景中，训练低损伤收割与智能避障技能；

智慧糖厂联动：对接虚拟甘蔗测糖仪、运输调度系统，实现 “收割 - 测产 - 运输 - 压榨” 全链条数据互通。

三、农艺与机械化深度融合：培养懂糖料生产的复合型人才

（一）三阶能力培养体系

新手模式（0-50 小时）：配备 “农机 + 农艺” 双导师语音引导（如 “甘蔗锤度≥20°Bx 时为最佳收割期”），快速掌握起步换挡、割台升降等基础操作；

职业机手模式（50-150 小时）：解锁 “收割效率 - 含杂率 - 宿根保护” 多目标优化任务，通过虚拟测产系统实时计算吨糖生产成本，培养经济效益意识；

合作社管理模式（150 小时以上）：开放多机协同调度功能（如收割机 - 剥叶机 - 运输车联动），模拟万亩蔗田收割季的人机料统筹管理。

（二）AI 智能评估与工艺优化

内置糖业大数据算法，实时抓取22 项核心指标（如扶蔗成功率、切段长度合格率、燃油消耗率等），生成包含 “作业质量”“能耗成本”“农艺合规性” 的三维评估报告。当系统检测到剥叶含杂率超标时，自动推送 “风机风速 - 剥叶辊间隙” 联动调节虚拟教程；若宿根损伤率＞3%，则触发割茬高度自动校准训练模块。据广西农科院实测数据，使用模拟器的学员平均含杂率降低 4.1%，宿根萌发率提升 6.3%，每亩增产甘蔗约 300 公斤。

四、糖业培训成本革命：突破季节与地域限制

零蔗茎损耗：单台设备年节约培训用蔗超 10 吨（按每吨 500 元计算，年省成本 5000 元以上），契合糖料主产区节本增效需求；

反季节全天候训练：打破 “11 月 - 次年 4 月收割季才能实训” 的限制，雨季可在室内完成湿田作业复训，年均培训时长延长 300%；

安全双保险：彻底消除山地作业中设备倾覆、刀片误伤等风险，同时减少柴油消耗与机械磨损，单台设备年运维成本降低 60%；

跨区域蔗情适配：支持不同纬度蔗区（如云南高原蔗田、广东水旱轮作蔗田）的土壤、气候参数导入，满足跨区作业前的适应性训练