激光平地机的分析与设计

激光平地技术可合理有效对土地进行平整作业,在节水、增加地块面积等方面效果显著。通过对激光平地机工作原理进行分析,对液压系统、主要机械部件、激光平地装置各部分关键问题进行解析,计算主要参数,确保工作的可靠性。试验表明平地高度误差在15mm,具有较好的经济效益和推广价值。     

激光控制平地系统研究与设计

激光控制平地技术是世界上最先进的土地精平技术。该系统以激光平面代替人工视觉,作为平地作业的参考基准面,以自动反馈控制技术代替人工操作,控制平地铲的升降,能够实现更高的平地精度。为此,介绍了激光平地系统的基本原理,开发了用于激光控制平地系统的激光发射器、激光接收器和激光控制器。     

水田激光平地机工作原理的研究与应用

水田田面平整是保证水稻高产、稳产的重要措施,研制水田激光平地机有重要的理论意义和实际应用价值。本文主要分析了水田激光平地机的工作原理,研究了水田激光平地机系统要求,建立了平地铲作业动力学方程,以用于计算平地铲工作能耗,并提出了平地作业效果综合指标,以更加合理地评价水田激光平地机平地作业效果;在此基础上研制了几款适用于水田带水平整作业的水田激光平地机。本文为水田激光平地机的设计和改进提供了一定的参考依据。     

激光技术在农田平整中的应用

平整土地历来是我国精耕细作的基础。在垦区农场进行土地平整 ,通常是利用推土机、平地机、铲运机、装载机等农田基本建设机械作业 ,但只能达到粗平。为提高土地平整精度 ,提高灌溉用水有效利用率 ,增加作物产量 ,可以利用激光技术 ,高精度地对农田进行平整。一、激光平地系统组成和工作原理1.系统组成　激光平地系统由激光发射器、激光接收器、控制箱、液压机构、刮土铲等组成 (见示意图 )。2 .工作原理　激光发射器发出的旋转光束 ,在作业地块的定位高度上形成一个光平面 ,光平面一般是水平的 ,在坡地作业也可与水平面成一倾角。激光接收…     

激光平地技术应用及其分析

介绍了激光平地技术的原理及其系统组成;阐述了激光平地的适用范围;通过对比和举例,指出了激光平地技术在节约用水、增加产量、减少肥料损失和提高机械作业效率等方面具有的优势;最后,给出了应用激光平地的注意事项.     

北辰采用激光平地机械化技术

近年来,天津市北辰区农机局通过积极采用激光平地机械化技术,取得了显著的经济效益与社会效益,提高了工作效率,降低了劳动强度,推动了天津市向精准型农业方向发展的步伐。2004年初,他们在原有一台激光平地机械的基础上又购置了一台激光平地系统(除发射装置外),探索出了一条由一个激光发射器发射信号,二个接受器接收信号进行平地作业的模式。截至目前,北辰区实施激光平地机械化技术平整土地作业面积已超过了两万亩。北辰采用激光平地机械化技术     

正确应用激光控制平地技术之我见

1掌握激光控制平地设备的结构和工作原理 激光控制平地设备由激光发射器、激光接收器、控制器、液压系统和平地铲等部分组成。激光发射器发射一束极细的能旋转360。的光线，形成空间激光面，为整个作业场地提供一个恒定的水平基准面。     

我国激光控制土地精细平整设备的推广应用

<正>1激光控制平地技术激光控制平地技术是目前世界上最先进的土地精细平整技术。它利用激光束平面取代常规机械平地中人眼目视做为控制基准,通过伺服液压系统操纵平地铲运机具工作,完成土地平整作业。激光平地机主要包括激光部分和液压部分,激光部分包括激光发射器、激光接收器、控制器等连接线缆。液压部分包括齿轮泵、     

激光控制土地平整技术

激光控制平地技术是目前世界上最先进的土地精细平整技术。它利用激光束平面取代常规机械平地中人眼目视做为控制基准,通过伺服液压系统操纵平地铲运机具工作,完成土地平整作业。它是高科技激光控制技术与常规机械平地技术相结合的土地平整新技术。     

激光土地平整系统简介

早在八十年代中期,农业激光平地系统就已经广泛应用于美国、加拿大等发达国家和地区,近几年我国也开始应用。该系统可用于整平土地,以便于灌溉,减少水土流失,增加土地产出率。图中所示为拖拉机牵引刨式平地机在激光控制下进行平地作业,现结合本图对农业激光平地系统介绍如下:     

激光测控自动农田清平机的研制

针对现时期科研单位或大学所研究设计的平地机绝大多数以铲刮方式进行工作,存在铲土堆积和耗功大等问题。为此,介绍了激光测控自动农田清平机,结合激光测控技术、旋切技术、自动控制技术和光电信号处理技术等,完成对土壤的切削和收集,并实现对土地进行清理和平整作业,为农业耕作提供快速、准确和高效的作业系统。     

水田激光平地机平地铲姿态测量系统的设计

水田激光平地机水平控制作为农田激光平地技术的重要组成部分,其研究过程中首先要解决平地铲实时倾角测量问题.为提高倾角测量精度,设计了平地铲姿态测量系统,采用MEMS传感器集成模块AD1S16300作为惯性测量单元,通过卡尔曼滤波实现传感器信息融合以计算平地铲倾角.分析了姿态测量系统的构成,阐述了两种传感器融合测量实时倾角的方法,基于ARM7 Cotex- M3微处理器设计了姿态测量系统硬件.采用AHRS500GA对该姿态测量系统性能进行了融合算法验证与ADIS16300测量平地铲倾角验证.测试结果表明,该姿态测量系统能在动态条件下准确地测定平地铲实时倾角,可以进一步应用于激光平地机的水平控制之中.     

激光控制平地系统激光接收器设计与试

激光接收器是激光控制平地系统的关键部分.为了更有效地检测激光信号,扩大接收范围,增加接收距离,提高稳定性和抗干扰性,设计了一种基于集成IC的新型激光接收器.其原理是以红色有机玻璃作为透光窗口,并采用干涉型滤光片来滤除背景光;以硅光电池作为光电探测器,将激光信号转换为电信号;然后采用集成运算放大器设计低噪声前置放大器和主放大器对微弱电信号进行放大;最后,脉冲整形和展宽电路实现脉冲信号到TTL数字信号的转换,以方便后续电路的处理.田间试验结果表明,激光接收器在150m范围内可实现360°全方位稳定工作,垂直工作范围为28.4cm左右,将其用于平地作业时农田的平整误差小于2cm.     

基于GNSS的农田平整定位精度优化与试验

基于全球卫星导航系统（Global navigation satellite system, GNSS）农田平整作业中,GNSS定位数据不仅是地形测量和基准面设计的基础,而且在平地作业中实时影响农田平整的精度。针对当前GNSS定位数据误差分析较少,提出一种基于联合滤波算法的GNSS定位数据分析处理方法。分析平地作业过程中GNSS定位数据的误差源,结合多路径效应和随机噪声,提出因地形起伏引起的振动误差校正方法,利用卡尔曼、小波变换联合滤波算法,校正数据误差提高定位精度,农田定位对比试验分析表明,高程定位精度明显提高,平地工作中,GNSS定位实际高度波动范围缩小20%,能够更好的指导农田平整工作。     

大型农田激光测控精平机调平系统的设计与运动分析

针对农田集中连片的建设要求以及高精度土地平整的特点,设计了一种农田激光测控精平机,该精平机采用双弹性扭杆独立调平系统,能够实现刀板两端的独立调整。地表平整精度的决定因素主要包括调平装置的竖直调整量和调整速度,该精平机有效地降低了刀板调整量;同时建立了调平系统的动作数学模型,对其进行了运动速度分析,确定了满足较高平整精度要求下的立缸调整速度。试验结果表明:该精平机能够很好地完成大面积农田高精度土地平整的农艺要求。     

基于GNSS农田平整全局路径规划方法与试验

针对全球导航卫星系统(Global navigation satellite system,GNSS)农田平整系统缺少作业指导且效率低等问题,提出了一种基于GNSS农田平整全局路径规划方法。分析农田实际平整条件,创建适用于土地平整的农田地形环境模型,生成农田地势信息图,研究整块农田地势高程分布特征,以平地作业中空载、满载的无效作业状态最少,转向操作与重复行走最少为条件,生成遍历整个农田的土地平整路径,并通过拉力传感器实时监测铲车载荷。仿真试验结果表明,相对于常规平整方法,所提方法空载、满载率显著减小,达到目标平整度时间节省50%以上。该方法可以规划有效路径,减少无效作业时间,平地效率提高30%以上。     

基于GPS的农田坡面平整技术与试验

设计了一种基于GPS的农田土地坡面平整系统,该系统由自主差分GPS接收设备、车载式工控机、控制转换器、液压系统、铲运装备等几部分硬件组成,以Visual C++60为系统软件开发环境;系统可对农田进行动态地势测量及坡面平整作业．首先,将GPS接收设备安置在铲运设备上,利用拖拉机牵引铲运设备对农田进行动态蛇形测量,并通过相应的校正算法对测得的GPS数据进行误差校正;然后,根据校正后的数据,对农田进行三维地形成图及坡面建模,得到农田坡面期望高程;最后,将实时接收的农田实际高程与坡面期望高程进行比较,通过控制转换器输出液压控制信号驱动铲运设备进行挖填土方的平地作业．在田间试验条件下,根据农业工作者要求对纵向长度为180 m的地块进行1／1 000纵向坡降的平地试验,结果表明,平地后标准偏差值在5 cm左右,坡低的平均相对高程约为4062 m,坡顶的平均相对高程约为4078 m,坡面高差为16 cm,其理论坡面高差为18 cm,有效改善了农田坡面地形．     

农田地形测绘无人机增稳系统设计与实现

获取高精度的农田地形数据是进行精准平整地作业的必要条件。多旋翼无人机具有自动化程度高、方便操作等特点,被广泛应用在航空摄影与遥感测绘作业中。然而,无人机飞行时机体倾角在机械振动与气流横风等因素的作用下大幅度动态变化,影响负载设备的工作性能。针对地形测绘无人机设计了一种增稳系统,用以抵消无人机倾角变化对地形测绘精度的影响。该系统基于STM32单片机,采用MPU6050加速度传感器实时采集测绘无人机的倾角数据,并利用步进电机输出相应的角位移,驱动曲柄连杆机构对无人机的机体倾角进行动态补偿,最终使激光测距仪始终处于竖直姿态,提高地形测绘数据的精度。试验数据表明,当地形测绘无人机倾角>15°改变姿态时,增稳系统补偿后的调平盘倾角变化<3°,试验证明增稳系统的动态调平效果显著。     

基于GNSS的农田平地系统试验研究

土地平整对发展现代农业具有非常重要的意义。进行农田土地平整,可以有效改善农田表面状况,提高农田灌溉水的利用率,有利于控制杂草和虫害,提高化肥使用效率,减少环境污染,实现精细地面灌溉。为了解决使用传统方法进行土地平整地费工费时及作业质量差的问题,研发了新型GNSS平地系统,进行了平地作业试验研究,为基于GNSS的农田平地系统的研发提供经验与数据。     

基于改进蚁群算法的农田平地导航三维路径规划方法

为解决农田平地机无人驾驶作业时缺乏局部规划,进而实现平地路径在线调整的问题,以平地作业土方合理运卸且路径最短为目的,提出了一种基于改进蚁群算法的农田平地导航三维路径规划方法。基于农田三维地势模型,采用改进的蚁群算法规划三维路径：以平地作业土方运载为决策方向,建立新的路径搜索节点,对比平地机作业时平地铲运载土方量和经过栅格计算所需的挖填土方量,根据土方运载任务设置信息素更新规则和启发函数,获取农田平地的最佳三维路径;基于平地机的运动学模型,设置农田平地机转向约束条件,根据约束条件对路径进行平滑优化,并建立三维路径规划的效果评价标准。仿真结果表明：相比于原始蚁群算法,该方法的路径规划效果评价指标提高33.3%以上,可以更好地指导农田平地机实现局部平地任务,而且大大缩短了路径生成时间和路径长度,使路径更为平滑,更适用于辅助农田平地的自动导航作业。