双点激光测控自动调平整地装置的设计与研究

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　　摘要：针对于激光整平土地方面是单点作业（一个激光接收器），不能实现平整刮板左右高低的独立调整，常规土地平整作业劳动强度大、平整精度低等农业上的平地问题，设计了一种双点激光测控自动调平整地装置，实现双点激光控制整地作业。本文主要阐述了该装置的装置设计以及进行模拟地表高程差的实验研究介绍。
　　关键词：土地平整;自动调平;双位接收
　　
　　众所周知，我国是农业大国，据数据统计，我国耕地面积可以达到20.24亿亩。每年农田灌溉用水量大约在3600亿立方米，占全国总供水量的65%左右，由于地表不平整造成农田灌溉方面的水资源利用率不足50%。同時，地表不平整导致农作物出苗率和整齐率也大大下降。本文针对于农田不平导致灌溉不均、水资源浪费、出苗不均、产量下降以及常规土地平整作业劳动强度大、精度低，不能满足精准农业对地表精平的要求，研究设计了一种双点激光测控自动调平整地装置，并进行了平地实验。
　　1整体设计
　　整平装置主要由平整刮板、电推杆、扭杆、激光桅杆、激光接收器五部分构成，如图1所示。主要有主悬挂调节负责调整工作深度，副悬挂调节采用激光测控技术，.采用双位激光接收器，用双弹性扭杆独立调节机构，整平刮板上有四个挂接点，其中中间位置两个铰接点挂接扭杆，外侧两个铰点挂接两个升降调节电推杆，平整刮板最外侧背部固定两个激光桅杆。工作时两个升降调节电推杆挂接在工作部件固定架上，两个扭杆挂接在驱动部件机架上，工作过程中两个激光接收器相对激光基准面的距离为调节信号，控制两个升降调节电推杆调节平整刮板两侧高度变化，使得激光接收器始终保持中间位置在激光基准面上，从而实现精准平整地面的目的。
　　
　　2创新点
　　（1）采用激光测控技术，利用激光平面作为基准平面，保证了基准平面精度。可实现精准作业的功能，误差每100m不超过30mm。
　　（2）采用双位激光接收器和PLC控制器，通过实时信号处理规则，使控制信号准确无误，控制系统稳定可靠。
　　（3）采用双弹性扭杆独立调节机构实现平整刮板左右高低的独立调整。
　　3实验研究
　　3.1实验方法
　　实验地点为河北农业大学三分厂试验基地。实验前，依据地面面积，取长×宽为100m×3m，在长度范围上每隔100米插一个小旗，采用水准仪通过取点法测量整地前的地表高程差，计算出平均值得到整地前的地表平均高度。整平地表后依然通过采用水准仪通过取点法测量整地后的地表高程差。
　　3.2数据分析
　　通过模拟对比整平地表前后的地表高程差，记录实验数据得到地表高程差由原来的69.85mm降低到平整后的15.45mm，我们通过图2平地前后地表高程图可以直观地看到整平效果十分明显，满足地表精平要求。
　　
　　4结论
　　本文设计了采用激光平地技术、传感技术、自动调平技术和PLC控制技术且适用于旋松联合作业机配套的地表整平装置——双点激光测控自动调平整地装置，实现了激光控制精准平地作业。实验结果表明，表高程差由原来的69.85mm降低到平整后的15.45mm，显著地改善了地表不平整的情况，对我国精准农业与智慧农业的快速发展具有重要意义。
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