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，设计了激光铲运斗自动转向执行机构，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，步进激光铲运斗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。

激光铲运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，激光铲运斗促进农业现代化。在此过程中，土地整理和土地平整尤为重要。

激光铲运斗驱动系统实现了对农机田间作业的准确控制，使机组作业不重不漏，大大提高了农机作业质量，土地利用率和机车作业效率，大大减轻了劳动强度农机运行，实现机车的合理配置。1、基于北斗GNSS的自动导航精度小于2.5cm；2、北斗，GPS，GLONASS结合RTK操作以增加可用卫星的数量，适用于恶劣环境下的工作；3、全功能，彩色触摸屏操作；4、控制单元内嵌导航控制软件，激光铲运斗可以连接到任何显示终端；5、易于安装和操作；适应工程：1、整地，起垄和开沟；2、播种移栽；3、薄膜包衣和喷涂；4、收获等农业生产环节；

（1）激光铲运斗对于主机制造商；前部安装通过定制的液压转向回路有助于对一系列农机产品进行修改，从而使转向系统的油路更加封闭和集成。（2）导航设备制造公司；与安装后相比，设备制造商从用户到主机制造商都面对着目标，并且在进行技术设计时，信息更加准确。（3）激光铲运斗对于用户；预安装属于主机制造商的批量生产和组装，并且免除后安装的零件加工成本，运输成本和人工成本。

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，该平面是激光铲运斗的基准平面。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。激光铲运斗主要由激光发射器，激光接收器，控制器，液压系统和校平铲组成。