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,该平面是卫星铲运斗的基准平面。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。卫星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。
该系列卫星平地控制系统性能稳定,水准仪精度为±2CM,可支持水平,平坦地面。信号通过无线电发送,并且调平操作不受地形高度差的限制,并且不受恶劣天气的影响。只要有卫星信号,卫星铲运斗就可以全天工作,大大提高了找平效率和设备利用率。无线电传输距离长,特别适合大规模操作。该系统还配备了一个数据返回模块,该模块将调平过程参数以及车辆位置和速度上传到服务器。用户可以方便地在校平平台上查看校平操作和车辆状况,并管理校平操作。在卫星铲运斗上配置的地面基站也可以与导航基站一起使用,从而提高了设备的多功能性。支持中英文界面,产品正逐步推向海外市场。
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,设计了卫星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,步进卫星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。
GPS /北斗技术在农业生产中的应用是农业生产进步的体现,也有利于现代农业生产能力的提高。随着科学技术的发展和进步,过去的生产方式已经不适应管理模式和现代农业理念。有必要使用先进技术来提高农业发展水平。随着农业机械化技术的发展,卫星铲运斗将被应用在现代农业生产领域,以提高整体农业生产效率。基于GPS /北斗技术的应用,未来的农机应用将实现智能操作甚至无人操作。同时,由于引入了卫星铲运斗运行技术,可以实现农作物生长状况的分析和数据采集,并且在种植活动之前,可以将GPS /北斗导航技术与GIS地理信息相结合的应用。可以分析技术土壤结构中的营养元素为作物品种的选择提供了技术支持。基于土壤肥力数据分析技术的应用,可以进行准确的施肥和除草技术应用。