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。     

激光控制水田平整机的研制

针对江苏省农垦集团黄海分公司一直采用的旱田激光控制平地机只能适应冬闲地平整,对一年两熟的稻麦轮作田块由于季节性强、作业时间短、土壤含水量大且受前茬秸秆影响,造成平整成本加大甚至无法平整等问题,研制了水田激光控制平整机,在原有普通水田平整机上加装激光控制系统,实现了水田平整作业的高精度自动控制,大大提高了平整精度。     

水田平地机的研制设计

为进一步提高水田平地的效率,设计一种与水田搅浆机配套使用的水田挠性宽幅折叠平地机。介绍该机的总体结构及工作原理,论述调整入土角度机构、挠性梁、平地铲等关键部件的设计思路。机具性能试验结果表明,作业后地面的平整精度能够满足节水灌溉、抑制杂草、机械插秧等农艺要求。     

水田平地机的研制设计

为进一步提高水田平地的效率,设计一种与水田搅浆机配套使用的水田挠性宽幅折叠平地机。介绍该机的总体结构及工作原理,论述调整人土角度机构、挠性梁、平地铲等关键部件的设计思路。机具性能试验结果表明,作业后地面的平整精度能够满足节水灌溉、抑制杂草、机械插秧等农艺要求。     

悬挂式多轮支撑旱地激光平地机设计与试验

针对牵引式旱地激光平地机转弯半径大、两轮支撑易出现压实轮辙、小田块精准平地适应性差等问题,设计了一种悬挂式多轮支撑旱地激光平地机,该机通过拖拉机三点悬挂机构浮动功能与多轮支撑相结合,实现激光控制平地作业。建立了平地铲浮动调节数学模型,确定了平地机结构参数与工作参数,分析了支撑轮对土壤的压实,设计了由两组刚性轮组成的支撑轮结构,减小了支撑轮对松软土壤的压实轮辙。田间试验结果表明,悬挂式多轮支撑旱地激光平地机作业性能稳定,田面最大高程差从平整前20. 8 cm降至平整后7. 3 cm,相对高程标准偏差Sd从平整前4. 48 cm下降到平整后1. 72 cm,平整后绝对差值小于3 cm的采样测量点累计百分比91. 94%,显著改善了田面平整情况,满足田块精准平地要求。平地前后网格点土壤紧实度分析结果表明,悬挂式多轮支撑旱地激光平地机的多支撑轮对试验田块0～17. 5 cm深度范围的土壤紧实度具有一定的压实影响,深度达17. 5 cm及以上时,土壤紧实度基本稳定,整田表层土壤压实均匀。松软土壤经过均匀压实后,减小了土壤后期的沉降,保证了田面平整度。通过作图法对比分析了悬挂式平地机与牵引式平地机在田角处不能平整的面积比例,平整100 m×100 m、36. 5 m×36. 5 m、25. 8 m×25. 8 m田块时,牵引式平地机不能平整面积占比分别为0. 78%、5. 8%和19. 4%,而悬挂式平地机不能平整面积占比小,分别为0. 09%、0. 68%和2. 25%,表明悬挂式平地机小田块平地作业更具优势。     

超声波传感器评定水田激光平地机水平控制系统性

为了评定水田激光平地机平地铲水平控制系统性能,采用2个SensComp 600超声波传感器测量平地铲两端与参考水平面的距离,然后利用三角关系计算得到平地铲倾斜角度.对超声波测距、传感器与反射面成一定夹角的影响以及运动对测量的影响因素进行了分析,并与姿态航向参考系统AHRS500GA-226提供的参考倾角进行了对比,结果表明2个超声波传感器在静态和动态条件下均能较准确地测量出平地铲倾斜角度,最大静止误差和最大动态误差分别为0.08°和1.00°.在平整的水泥地面上对平地铲水平系统性能进行了测试,实验结果表明,水田激光平地机水平控制系统倾斜角度测量准确,误差不超过1.00°,整个系统能较好地实现平地铲水平控制,满足水田平整作业需要.     

1JP-200型农田激光平地机技术改进与示范推广

激光控制平地技术是目前世界上最先进的土地平整技术,平整土地精确度高,在发达国家普遍使用。我国正处于引进、试用和推广阶段,在东北地区国有农场和新疆生产建设兵团农场等处有使用。湖南省岳阳市农业机械化研究所研制的农田激光平地机完全实现了设备国产化,以水田平整为主。通过技术改进后,产品性能更加稳定,能同时实施旋耕平地作业,提高了生产效率,降低了平地成本,示范推广应用取得了较好的节水增产效益和良好的社会效益。     

1PJ-4.0型水田激光平地机设计与试验

设计了三点悬挂1PJ-4.0型水田激光平地机。水田激光平地机液压系统,包括高程液压油路、水平液压油路和折叠液压油路,平地铲高程运动采用平行四连杆结构。对水田激光平地机的高程运动和水平运动性能进行了测试试验,分析结果表明:平地铲上升过程响应时间为下降过程响应时间的2倍,全程400 mm上升所需时间为3.31~4.23 s,下降所需时间稳定在1.7 s左右;上升速度随油门开度增大而加快,平地铲下降速度较稳定。平地铲水平调节时,顺时针转动全程20°所需时间与逆时针转动所需时间一致。田间平整作业试验表明,与拖拉机配套的三点悬挂1PJ-4.0型水田激光平地机可以稳定工作,能显著改善田面平整情况,田面最大高程差从平地前的32 cm降低到4.9 cm,相对高度的标准偏差值从平地前的12.28 cm下降到平地后的2.64 cm,平地后绝对差值小于等于3 cm采样测量点累计百分数达69.4%。     

水田灭茬激光平地机在上海农场的推广及运用

2011年,上海市上海农场种植业中心农机总站自主研制了水田灭茬激光平地机。通过小面积推广使用总结,该机除了能够利用激光平地技术对水田进行精细平整外,还可以起到起浆灭茬的作用,不仅利于水稻种植后的生长,而且减少了作业工序,提高了生产效率,节本增效。本课题在自主研发的水田打浆灭茬平地机基础上,为充分利用主机动力,减少固定资产投入,利用原有激光平面发射、接受、控制装置及农具液压缸整体电液控制系统,对平地机进行结构加宽     

1JPY-6型激光平地机

1JPY—6型激光平地机是以60.8～80.3kW拖拉机为动力,在装有刮土铲和液压系统的平地机基础上配备国内较先进的激光发射与接收装置进行土地粗、精平整的机具。该机集激光、液压、电子、光学于一体,可实现土地粗、精平地时的自动控制与手动控制。试验证明,该机是目前在平地精度、作业效率、平地质量三方面均十分理想的平整地机具。在农田土地平整方面主要用于旱田改水田的粗、精平地及水田灌水前经旋耕后田地的精平作业。除此之外也可用于修路、机场、盐场等大型场所的精平作业。 1.该机主要由机械、液压和激光控制系统三大部分组成:①机械部分主要由机架、刮蓄土铲及装置、高度可调的接收器支杆、左右支撑地轮等构成。②液压部分主要由液压泵、多联手动分配器、由磁换向阀、节     

1JSL系列水田平地搅浆机的应用

水田耕整地是水稻生产中的重要环节。长期以来,水田耕整地一直延续着传统的水田耕整地作业模式,主要有旱耕水整、旱旋灭茬水整两种形式,所使用机具多为拖拉机配套水田犁、旋耕机、水田耙等。这种耕作方式,机具进地次数多,费工费时,劳动强度大,作业效率低,资源浪费严重,不仅增加水稻生产成本,而且作业质量不能满足插秧作业要求。水田平地搅浆机,可在原茬高度40 cm以下、泡田3～5天后,一次完成碎土、搅浆、压茬及平地等联合作业,田块能够满足机械插秧要求。     

水田激光平地铲的研究与应用

设计了适用于南方水田的激光平地机平地铲运设备,确定了平地铲的铲宽、铲高铲长、切土角等重要参数。初步试验表明,平地铲工作正常,基本符合水田平整的工作要求。     

水田灭茬搅浆整地机使用与维护保养

水田灭茬搅浆整地机,是可以“灭茬、旋耕、搅浆、平地、覆盖”等作业一次性完成的复式作业机械。使用此机具进行整地,不仅使水田地表平整、稻茬被充分覆盖、田间泥脚深浅一致,为机械化插秧提供保障,而且还大大的节省了稻农的整地成本,为水稻增产增收创造了有利的条件。因此,熟练掌握水田灭茬搅浆整地机的正确使用和维护保养方法,可以更好的实现水稻优质高产的目的。为此本文主要从工作原理、使用前的检查与调整、使用时应注意的事项、维护和保养的方法等四方面进行论述,以供参考。     

小型室内水田土槽的研制

在室内土槽中进行试验可以避免田间试验的恶劣工作环境,能有效改善试验环境,提高工作效率。本文针对水田平整机具的设计研制了一种小型室内水田土槽,它主要由槽体、台车及其牵引系统组成,用于初步探讨水田推土板与水田相互作用参数的优化值,为优化平地铲和整机设计提供一定的依据。台车在土槽进行了同工况下的牵引速度试验,结果表明本文设计的土槽,可以模仿水田激光平地机二维推土板在田间的推土作业过程,能够依托它进行水田平整机具的相关试验,满足设计要求。     

一种水田激光平地铲水平位置控制算法

水田激光平地技术对于保证田面平整进而节约用水提高水稻产量具有重要意义。平地铲水平控制系统是保证机器正常工作的重要环节,本文利用多个传感器测试平地铲现场工作参数,并应用于DMC动态矩阵控制算法,提高了平地铲的位置控制精度和动态响应性能,并对算法改进具有一定的参考意义。     

水田激光耙浆平地机设计

水田在大型农机具的碾压下造成泥脚深浅不一,田面变得高低不平,严重破坏了水田生态环境。由于田地的不平整,带来作业时拖拉机和耙浆机的倾斜,形成耕深不一致,无法保证后期插秧作业质量。针对以上情况,将耙浆埋茬机与激光平地机集成,同时借助现代测控技术,设计开发了具有自平衡性能的耙浆平地机。作业中,耙浆机可自动调整左右水平方向角度和平地铲垂直姿态,显著提高了全幅宽耙浆作业深度一致性和田面平整度。一次下田完成耙浆、埋茬、平地作业,大大提高作业效率。     

1JP-200型农田激光平地机开发推广

激光控制平地技术是目前世界上先进的土地平整技术，平整精确度高，在发达国家已普遍使用。我国正处于引进试用、推广阶段，尤其是东北国有农场和新疆生产建设兵团等单位推广使用较好。岳阳市农机化研究所研制的农田激光平地机完全实现了设备国产化，填补了国内空白，而且适用于水田和旱地平整，已通过湖南省科委鉴定。产品使用效果良好，完全可替代国外进口同类产品。     

激光平地控制系统在农业生产中的应用

北辰区农机局近期引进一套农业激光平地控制系统,用于农田平地作业。我们于2001年7月9日至7月14日,在双街镇对引进的设备进行了试验,取得了成功,获得了农民朋友的肯定。激光平地控制系统是高科技产品,它的应用范围十分广泛。该设备可应用于公路施工、农田平整、机场建设、水利工程等项目。激光平地作业,是用高品质的     

激光机械在土地平整中的应用与探讨

激光技术应用范围很广，现已广泛地应用在农业、军事、医疗等方面。而在我国，激光机械运用在土地平整中仍属空白。为了让国内同行更好地了解激光机械，本文阐述了利用激光机械在土地平整的应用与探讨。激光机械平整农田土地与一般的农业机械，如推土机、铲运机平地的根本区别在于使用了激光技术指导平地。激光发射机和激光平地机互相配合使用。经实践证明，使用激光机械先进可靠，省汕省时，平地精度高，工作效率高，是一种适应性很强的平地机械。我国幅员辽阔，有华北、东北等大平原及众多的丘陵盆地，都适宜使用激光技术指导平整个地，特…     

IPJY-3.0型综合激光平地机的研制

由于受土地平整机具自身缺陷和人工操作平整精度有限的制约,土地平整精度在达到一定程度后就无法继续提高.为此,设计了1PJY-3.0型综合激光平地机.该文介绍了该机的总体结构、工作原理、关键部件的设计以及试验效果.试验结果表明:该机作业后,方田面积达到0.5 hm2以上,平地精度≤±2cm,灌溉节水30%～45%,平整后的田块在灌水沉淀后即可进行机械插秧作业.