Nghiên cứu chế tạo máy cạo mủ cao su tự động

Thông tin khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 67, 6 - 2020 205
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÁY CẠO MỦ CAO SU TỰ ĐỘNG 
Nguyễn Hải Dương*, Dương Quang Mạnh, Nguyễn Khoa Sang 
Tóm tắt: Phương pháp cạo mủ cao su bằng nhân công hiện nay phụ thuộc hoàn 
toàn vào trình độ và kinh nghiệm của người thợ cạo, việc sử dụng dao cạo thành 
thục đỏi hỏi người công nhân phải được trải qua huấn luyện chuyên sâu. Trên cơ sở 
nghiên cứu các đặc điểm sinh trưởng của cây cao su, kết hợp với khảo sát nhu cầu 
thực tế tại tỉnh Bình Phước, nơi có diện tích trồng cây cao su lớn nhất cả nước, 
nhóm nghiên cứu đến từ Học viện Kỹ thuật quân sự đã chế tạo thành công thiết bị 
cạo mủ cao su, giúp tự động hóa toàn bộ quy trình cạo mủ, đồng thời đề xuất giải 
pháp mới trong việc quản lý năng suất, chất lượng và nguồn gốc xuất xứ các lô mủ 
cao su, đáp ứng nhu cầu của nền nông nghiệp sạch, nông nghiệp công nghệ cao, 
đẩy mạnh ứng dụng các thành tựu của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 vào sản 
xuất nông nghiệp. 
Từ khóa: Tự động hóa khai thác nông nghiệp; Cạo mủ cao su; Máy cạo mủ cao su tự động. 
1. MỞ ĐẦU 
Ngày nay, cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang được ứng dụng ngày một rộng rãi 
trong tất cả mọi lĩnh vực, ngành nghề, và nông nghiệp là một trong những ngành đang có 
những bước chuyển mình mạnh mẽ theo xu hướng này. Một vài thuật ngữ trong nông 
nghiệp đã bắt đầu xuất hiện như “Nông nghiệp thông minh” và “Canh tác số hóa” dựa trên 
sự ra đời của các thiết bị thông minh trong nông nghiệp như các cảm biến, các bộ điều tiết 
tự động, công nghệ giúp máy móc có thể tính toán mô phỏng theo bộ não người, các giao 
tiếp kỹ thuật số. 
Đặc thù của ngành khai thác cạo mủ cao su ở Việt Nam 
Đối với lĩnh vực trồng và khai thác cây cao su, một ngành nông nghiệp có quy mô và 
truyền thống lâu đời ở Việt Nam, việc tự động hóa và ứng dụng những tiến bộ của khoa 
học kỹ thuật trong khai thác cạo mủ cao su là một nhu cầu cấp thiết, xuất phát từ những 
khía cạnh như sau: 
Thứ nhất, việc cạo mủ cao su bằng máy móc tự động hóa đảm bảo tuân thủ được các 
tiêu chí kỹ thuật đường cạo bao gồm vuông tiền vuông hậu, không vượt tuyến, gợn sóng; 
đảm bảo độ sâu cạo mủ, không cạo phạm; đảm bảo mức độ hao dăm cho phép. 
Thứ hai, việc ứng dụng máy móc trong cạo mủ cao su sẽ giúp giảm thiểu sức lao động 
của con người, giúp tăng năng suất lao động, đồng thời rút ngắn thời gian đào tạo nhân công. 
Thứ ba, việc ứng dụng các công nghệ mới như công nghệ giao tiếp tầm ngắn NFC 
(Near Field Communication), công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến RFID 
(Radio Frequency Identification), hoàn toàn có thể đáp ứng nhu cầu ngày càng khắt khe 
hơn của thị trường đối với các sản phẩm nông nghiệp như truy xuất nguồn gốc, giám sát 
chất lượng, quản lý năng suất. 
Tổng quan về các giải pháp cải tiến quá trình cạo mủ cao su 
Giải pháp kỹ thuật trong nước 
Lưỡi dao cải tiến thế hệ đầu tiên [1] do kỹ sư Đỗ Kim Thành và các cộng sự tại Viện 
nghiên cứu Cao su Việt Nam nghiên cứu phát triển. Xuất phát về những hạn chế của lưỡi 
dao cạo truyền thống, kỹ sư Thành đã chế tạo dao cạo mủ cao su lắp ghép được. Khi bị 
mòn, hoặc mẻ trong quá trình làm việc, người cạo mũ sẽ thay bằng lưỡi dao mới, việc thay 
lưỡi được thực hiện bằng tuốc nơ vít đơn giản với hai vít vặn. Kết quả nghiên cứu của 
nhóm [2] đã được Cục Sở hữu trí tuệ đã cấp bằng giải pháp hữu ích. 
Thông tin khoa học công nghệ 
N. H. Dương, D. Q. Mạnh, N. K. Sang, “Nghiên cứu chế tạo máy cạo mủ cao su tự động.” 206 
Lưỡi dao cải tiến thế hệ thứ hai [3] được nông dân Lê Thanh Bình (Quảng Trị) giới 
thiệu tại Hội chợ nông nghiệp quốc tế 2009. Loại máy này gọn nhẹ dễ sử dụng, trọng lượng 
chỉ khoảng 0,7 kg và có thể tăng công suất thu hoạch mủ gấp 3 lần so với cạo mủ bằng tay. 
Sản phẩm được chế tạo dựa trên nguyên tắc momen quay tròn của động cơ điện một chiều 
để gọt lớp vỏ cây cao su, có thể điều chỉnh phù hợp với lớp cắt, độ sâu, độ dày của vỏ, tránh 
phạm vào thân gỗ làm tổn thương cây. Tốc độ của máy cắt nhanh, ngọt nên không bít 
đường ống tiết mủ và lượng mủ tiết ra tăng 10 - 15% so với dao cạo mủ truyền thống. 
Các giải pháp kỹ thuật ở nước ngoài 
Các nước như Ấn Độ, Thái Lan, Indonesia, một số quốc gia Nam Mỹ [4-5] đã sử dụng 
phương thức khai thác mủ cao su bằng máy móc hiện đại nhằm tăng năng suất khai thác. 
Các kỹ sư của Mỹ đã chế tạo thiết bị dạng súng bắn kết hợp sử dụng khí ethylene, cho 
phép mức độ tự động hóa cao, tuy nhiên, giải pháp này có nhược điểm là làm hại cây cao 
su. Các cải tiến đến từ các nước Thái Lan, Ấn Độ, Trung Quốc, Indonesia, v.v. phần lớn 
vẫn chỉ tập trung giải quyết phần lưỡi dao cạo, tạo tính cơ động trong thay thế lưỡi dao. 
Viện nghiên cứu cao su Sri Lanka [6] đã giới thiệu dao cạo mủ được cải tiến về mặt kỹ 
thuật có thể dùng để khai thác mủ mà không làm phương hại đến cây và còn giúp khai thác 
khối lượng tối đa mủ cao su từ cây. Dao cạo mủ cải tiến này có thể kiểm soát bề dày vỏ 
của nhát dao cạo và bảo vệ không gây hại đến thượng tầng của cây. Theo đánh giá, người 
công nhân không có kinh nghiệm hoặc chưa được đào tạo cạo mủ cũng có thể sử dụng dao 
cạo mủ mới này. 
Từ khoảng năm 2013 cho tới nay, trên thế giới, có rất ít nghiên cứu được công bố về 
máy cạo mủ cao su tự động, xuất phát từ những khó khăn khi triển khai máy cạo mủ cao 
su trên thực địa, bên cạnh đó, vẫn chưa có một quy trình xuyên suốt trong việc khai thác - 
thu hoạch - quản lý - chăm sóc lô cao su. 
Đánh giá chung về hiệu quả của các giải pháp 
1. Các giải pháp về máy cạo mủ cao su hiện nay mới chỉ dừng lại ở việc cải tiến dao 
cạo, chưa có một cơ cấu máy cạo mủ cao su hoàn toàn tự động. 
Trong các giải pháp đã nêu về cải tiến lưỡi dao cạo, giải pháp hỗ trợ cao nhất cho người 
cạo mủ cao su là lưỡi dao bán tự động, tuy nhiên, cũng chỉ giúp cho người cạo đỡ tốn sức 
mà không đảm bảo được đường cạo vuông vắn, đi đúng độ sâu, cũng như đảm bảo mức độ 
hao dăm cho phép trong chỉ tiêu kỹ thuật cạo mủ. 
2. Chưa có