
在农业机械化的发展中,液压技术可用于控制和管理机械设备。通过这种技术方法,也可以加强对农业机械耕作的整个监控。液压技术与传感器技术的结合应用已成为农业机械智能控制的主要形式,激光方向盘导航为农业自动化和无人驾驶生产奠定了良好的基础。同时,相关技术的应用也促进了农业生产效率的进步和提高。例如,在农业生产中,播种施肥机和自动喷雾机在农业机械化生产中的应用。现代农业生产技术对提高农业管理效率具有积极作用。在未来的农业发展中,激光方向盘导航的推广应用可以实现对作物生长的智能管理和监控,在管理过程中,可以收集和整理相关的数据和信息资源,形成农业生产数据库,以供将来的生产和经营。管理工作提供了可靠的数据支持。

激光平地机是使用激光束作为反馈控制的农田平地机。其工作原理是激光发射器发出的旋转光束在工作现场上方形成一个平面,该平面是激光方向盘导航的基准平面。激光接收器安装在伸缩杆上,靠近平铲的刀片。当接收器检测到激光信号时,它将连续向控制器发送信号。控制器收到高度变化信号后,将自动进行校正。该信号控制液压控制阀以改变液压油流向气缸的方向和流量,并自动控制铲子的高度以完成地面平整操作。激光方向盘导航主要由激光发射器,激光接收器,控制器,液压系统和校平铲组成。

(1)土壤环境调查;在智能农业的示范和应用过程中,种植农作物之前,有必要检查农田的种植环境,对土壤环境进行技术调查,并根据相关技术选择农作物和种植计划参数。(2)作物生长监测;在农业生产中,农作物的生长周期较长,其生长效果受天气条件,土壤,水源和肥料施用等多种因素的影响。在这一过程中,激光方向盘导航对作物进行必要的监测和加强种植过程的管理具有重要意义。(3)农机运行质量监测;传统的激光方向盘导航监控工作效率低下,现代技术的应用能力不足,制约了农田作业机械化的发展水平。

为了提高拖拉机在农田环境中自主导航作业的控制精度,设计开发了3种基于不同类型电机的方向盘转向控制系统,在分析步进电机,伺服电机和步进伺服电机3种电机的参数及其性能差异的基础上,设计了激光方向盘导航自动转向执行机构,并配备了工控机PC、PLC控制器、前轮转角检测机构和GNSS定位系统等设备。设计了工控机车载终端软件,能够实现自动导航的嵌套双闭环控制及相应PID控制算法,设计了控制系统的电气原理图和PLC转向程序,在混凝土路面和田间播种作业两种工况下进行了拖拉机自动导航实验。实验结果表明,当拖拉机作业速度为0.8m/s时,两种实验条件下,步进激光方向盘导航的均方根误差分别为8.81cm和12.09cm,伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.85cm和10.55cm,步进伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.54cm和5.53cm,步进伺服电机在方向盘转向控制系统中自动导航效果较好。

车载控制器采用GNSS高精度板,无线电模块和主控板,并采用单天线定位方案,实时接收基站无线电广播数据,并获得高精度的定位和仰角信息。通过控制器内置的GNSS高精度板,通过主控板分析差分数据,实时计算平地机的实时高度并控制高度,从而使激光方向盘导航成为始终保持在相同的高度以实现找平操作。GPS传输模块主要实现实时定位信息和海拔信息的传输;车载控制器实时计算GNSS天线的位置和高度信息,并以自动模式控制平地机;电磁阀控制模块主要是传递控制器的指令,使平地机上的激光方向盘导航能够作出相应的响应,从而达到校平的效果;