
首先通过对卫星导航定位系统的简要概述,阐述其在农田平整自动控制系统中的应用,随后对基于RTK-GNSS技术的GNSS平地机的结构和原理进行论述,并在研究现有激光平地斗的结构、类型和控制方法的基础上。根据我国农田作业环境,确定了GNSS控制平地系统总体方案。基于我国常用中等功率拖拉机液压系统的特性和GNSS平地机的工作性能要求。提出了激光平地斗的方案和机械部分的构成。在本设计进行初期研究时我们对国内外现有的GNSS平地机控制系统进行了研究,并在其原有的设计基础上行了一定参考。设计出了适合黑龙江垦区作业条件GNSS平地机自动控制系统,并添加了新的的创新。

方向盘;·采用不易因转子堵转而损坏的扭矩电机,更适合激光平地斗作业。·大扭矩,可以满足各种恶劣条件。·速度快,可迅速进入生产线,提高工作效率。·高精度,确保工作质量。·低噪音,低热量和高稳定性。1、用手转动方向盘,传统的步进电机有明显的挫折感。 Navigator NX300系统使用CES-T1扭矩电机,该电机更平滑且没有滞后感。2、常规激光平地斗的方向盘直径大多为32-36cm,而CES-T1采用独立的模具设计,直径为40cm,符合人体工程学,驾驶更舒服。3、整个电机设计更紧凑,在确保高扭矩的同时较小化体积,丝毫不会影响驾驶体验。

激光平地斗不良的耕地表面平整度,不合理的田间灌溉工程规范和广泛的灌溉管理是导致中国地面灌溉田间水利用率低和水资源严重浪费的关键因素。耕地平整不仅可以增加有效耕地面积,而且可以促进机械化耕作并改善农业生产条件。同时,整平的农田可以满足田间灌溉和排水的要求,可以使土壤层增厚,改善土壤水和盐分的分布,起到保水,保土,保肥的作用,控制杂草的生长,达到节水增产的效果。当前,中国正在大力建设社会主义新农村,进行大规模土地整合,以增加土地利用,节水增产,激光平地斗促进农业现代化。在此过程中,土地整理和土地平整尤为重要。

研究激光控制平地技术应用原理,开发了激光控制平地系统,农田三维地形测量系统和激光控制平地决策支持系统,构建了适合我国实际情况的低成本激光平地斗系统。其中,激光控制平地系统由激光发射器,激光接收器,控制器,平地铲运设备组成。激光发射器选用的激光扫平仪,作为激光控制平地系统的激光发射器;激光平地斗采用双重滤光技术滤除干扰光,实现了信号的接收、处理、转换和传送.控制器采用模糊控制算法输出控制信号,实现了对平地铲运设备中的液压系统的控制。

优化后的激光平地斗主要由集成控制终端、自主差分GNSS接收设备、液压系统以及平地铲运设备几部分构成;以Visual Studio2008为系统软件开发环境,GNSS精细平整集成软件能够实现农田地势测量、基准设计及平整作业等功能。该智能平地系统在中国农业大学上庄试验站进行了长时间平整实验,平面平整后较大高程差从20.9降到10.5 cm,高程标准差从10.6降到5.5 cm,平地误差小于5 cm的测点累积百分比从77%上升到90%左右,激光平地斗平整效果良好。坡面平整的坡度从0.239%降到0.120%,符合设计要求。结果表明,系统工作稳定可靠,作业精度满足土地精细平整要求,适用于在中国推广应用。

激光平地斗系统使用北斗定位系统提供的高精度定位信息,包括铲子当前位置的平面坐标(水平精度优于1cm)和高程(垂直精度优于1.5cm),手动设置采集点的距离或时间,然后启动“收集字段数据”,并以当前水平的平均高度为参考水平,比较铲斗的实时高度1、卫星平地作业半径可达3km,信号精度一致,便于大面积地面作业;2、卫星平地机不受天气影响,即使在大风天气也能保证操作精度;3、激光平地斗不受地形限制,适合于大型复杂的陆地作业;4、卫星平地自动收集标高数据,以当前标高的平均标高作为参考平面,节省了人工测量的成本和时间,大大提高了作业效率;5、卫星平地面只需要站立在地面上,普通的三脚架就可以满足要求,易于安装且易于操作。