
(1)设计开发一个通用的北斗洗平铲控制平台及相关装置,可以方便地应用在各种农机上;(2)转向控制方法的研究;(3)农机模型及导航控制方法的研究;(4)在不同的农机上从硬件、软件、网络角度.如何快速集成安装北斗洗平铲。本文对上述四个问题进行了深入研究,设计了通用导航控制平台,提出了相关模型和控制算法,在联合收割机和拖拉机上成功地进行了平台的集成应用,并完成了路面和田间自动导航控制实验。

农场进行土地平整,过去一直采用常规方法,利用平地机和铲运机等机械进行作业,这只能达到粗平。现为了提高土地的平整精度,可利用北斗洗平铲高精度平整农田。(1)架设发射器:首先根据需刮平的场地小大,确定激光器的位置,一般激光器大致放在场地中间位置。激光器位置确定后,将它安装在三角架上并调平。激光的标高,应处在拖拉机较高点上方0.5-1m,避免遮挡激光束。(2)测量场地。(3)平地作业:以铲刃初始作业位置为基准,调整北斗洗平铲伸缩杆的高度,使激光发射器发出的激光束与接收器相吻合。即在红、黄、绿显示灯的中间绿灯闪亮为止。然后,将控制开关置于自动位置,就可以起动拖拉机平地机组开始平整作业。

目前,国外自动驾驶导航系统已在欧美等发达国家和地区迅速兴起和发展,现已应用于整地,垄作,播种,施肥,喷洒农药,收获。由于北斗洗平铲在精细控制和有效方面的作用,现已成为许多农业机械公司的标准配置。中国一拖,北汽福田,长发等国内企业都已开始研发前置自动驾驶导航系统。中国一托,北汽福田等通过前装式的北斗洗平铲开发设计,积累了一定的经验并制定了相关标准。通过标准的实施以及自动驾驶导航系统和相关测试的开发,它支持行业预安装解决方案的开发和测试,并为自动驾驶导航系统的应用提供了基础。

北斗洗平铲机械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、北斗洗平铲不受地形限制,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。

优化后的北斗洗平铲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,北斗洗平铲平整效果良好。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。