茶乃国饮，更是中华文化之载体。目前，我国茶叶种植面积4200多万亩，年总产值超过1500亿元，是22个主产省支柱产业和茶农主要经济来源。我国茶园地域地形复杂（多分布于丘陵山区），机械化难度大，综合机械化作业水平不足10%，茶园管理与茶叶采摘劳动力成本超过60%，比较效益低。茶产业综合竞争力和可持续发展受到严重制约，实现茶园生产全程机械化迫在眉睫。

　　本成果以茶园生产全程机械化为目标，坚持模式引导、分类施策、农机农艺融合，以动力平台通用化及作业部件模块化为核心，以板结土壤耕作、绿色植保和名优茶采摘等关键技术为重点，通过理论技术创新、装备创制和应用推广，着力提升我国茶园生产机械化技术水平。主要创新成果如下：

　　1.根据我国平地型、缓坡型、陡坡型茶园的基本特征，创新提出了茶园机械作业技术模式及与之相适应的“动力平台+”机具配置模式。即提出平地跨行乘用式高效机械作业技术模式、缓坡行间行走超低地隙作业技术模式和陡坡轻简机械化作业技术模式，研发跨行高地隙（地隙轨距可调）、行间窄幅超低地隙和手扶式等三类动力平台及配套作业部件，形成了三类典型茶园全程机械化生产技术模式与装备体系。

　　2．针对茶园板结土壤耕作阻力大、缺乏适用机具、肥料深施难等问题，创建“针式”仿生耕作理论，创新耕作机构，创制了仿生耕作机具。模拟人力挖掘原理，优化挖掘轨迹、入土角度，合理利用挖掘反作用力，易破土；创新设计曲柄连杆仿生耕作机构和微弧形变曲率半径“针式”耕齿，挖掘阻力小，易碎土；集成创制了仿生耕作机具，耕作深度由人工作业的5-8cm提高到23.3cm，无重耕、漏耕。本成果填补了我国茶园板结土壤深耕施肥技术装备空白。

　　3.针对茶叶生产绿色防控的重大需求，创新虫害负压绿色防治技术，创制了负压捕虫装备。研究小绿叶蝉等茶树多发害虫的空气动力学特性，确定了最佳捕获风速与风压值；优化离心式风机叶片角度与尺寸，作业效率与平稳性明显提升；创新设计的“扁型”“弧形”捕虫口捕获风压大、分布均匀；创制了负压捕虫装备，首次捕虫率达到70%。本成果为发展绿色茶产业提供了新型技术装备支撑。

　　4.针对传统机采茶完整率低的问题，创新仿生采茶技术，创制了跨行自走式采茶机和智能化采茶部件。创建了“有限选择性”最优采摘理论，建立茶树新梢统计模型，确定了新梢最佳采摘面位置；创新设计调控新梢受剪姿态的仿生扶叶机构和采筛一体复式作业机构，集成创制了跨行自走式采茶机。与传统采茶机相比，其采茶完整率由60.4%增至77%，使夏秋茶资源获得充分利用，茶园综合效益提高40%左右。创新嫩梢高效精确识别、精准定位技术和机械手蓬面轨迹仿形控制技术，创制了智能采茶部件，芽头识别率达到90%，采摘速度超过2400个/h，为高效智能化采茶提供关键技术支撑。

　　本成果创新提出机械化模式先导以及仿生耕作、负压绿色防控、仿生与智能化采茶等理论与技术，形成了适应我国茶园条件的机械化作业技术装备体系，获得授权专利48项（其中发明专利8项）、软件著作权4项，发表学术论文44篇，出版学术专著2部，制订企业标准3项。

　　与代表国际先进水平的日本茶园机械相比，本成果技术先进适用，技术经济优势明显，符合我国茶产业发展方向。其中，1）“针式”仿生耕作、负压物理捕虫和仿生采茶技术为具有自主知识产权的原创性技术。2）日本耕作机械不适用于板结土壤，耕深小于8cm；本耕作机械茶园板结土壤最大耕深23.3cm，完全满足农艺耕作深度要求。3）日本采茶完整率低；本成果仿生采茶完整率77%，符合名优茶采摘标准要求。4）成果装备价格为日本同类产品的1/3，可替代进口。5）日本茶园机械功能单一，仅适宜于标准化茶园；本成果多功能复式作业，适宜于非标准茶园和标准茶园。

　　通过产学研合作，三类茶园作业动力平台及作业部件已经形成批量生产，2014至2015年累计销售额达1.0224亿元，在云、贵、皖、苏、浙等全国22个茶叶主产省推广应用，累计为茶场、茶农节本增效8.97亿元，经济、社会和生态效益显著，为我国茶园生产全程机械化提供了重要的技术支撑。