01操作精度;两种平地作业的精度均达到2cm,效果非常好。02工作范围;普通激光运土机的信号传输半径约为400米,而卫星平面信号可以达到5-10公里。03环境要求;激光操作会受到天气的很大影响,如果地形不同,则卫星平板的所有数据和操作都可以在显示屏上读取和操作,而激光运土机则麻烦得多。05安装调试;普通激光平地在卫星平地上仅需一小时即可解决复杂的安装和调试过程。06价格因素;尽管卫星水准仪很不错,但价格却比激光水准仪的价格高得多。一套普通的激光水准仪设备的价格为30,000至50,000元,而一套卫星水准仪的价格则为80,000至100,000元。
首先通过对卫星导航定位系统的简要概述,阐述其在农田平整自动控制系统中的应用,随后对基于RTK-GNSS技术的GNSS平地机的结构和原理进行论述,并在研究现有激光运土机的结构、类型和控制方法的基础上。根据我国农田作业环境,确定了GNSS控制平地系统总体方案。基于我国常用中等功率拖拉机液压系统的特性和GNSS平地机的工作性能要求。提出了激光运土机的方案和机械部分的构成。在本设计进行初期研究时我们对国内外现有的GNSS平地机控制系统进行了研究,并在其原有的设计基础上行了一定参考。设计出了适合黑龙江垦区作业条件GNSS平地机自动控制系统,并添加了新的的创新。
如果在操作过程中耕地表面的平整度较差,则铲子的前倾角不应太大。如果在校平前场的平坦度良好,则激光运土机应具有较大的前倾角,并且校平操作的效果会更好。原因是铲子向前倾斜后,牵引阻力减小,流平效率提高。整平作业前的水田状况对整平效果影响较大。如果两个田间的旋转和浸泡时间不同,则整平前稻田的土壤条件会不同,并且操作的总体效果也会不同。与传统方法相比,激光找平技术通过在稻田上使用激光运土机,可以大大改善农田的找平条件。在条件允许的地方,它可以代替人,牲畜和常规的稻田平整工具。提高土地利用率,节约灌溉用水。有效促进农业生产机械化。
优化后的激光运土机主要由集成控制终端、自主差分GNSS接收设备、液压系统以及平地铲运设备几部分构成;以Visual Studio2008为系统软件开发环境,GNSS精细平整集成软件能够实现农田地势测量、基准设计及平整作业等功能。该智能平地系统在中国农业大学上庄试验站进行了长时间平整实验,平面平整后较大高程差从20.9降到10.5 cm,高程标准差从10.6降到5.5 cm,平地误差小于5 cm的测点累积百分比从77%上升到90%左右,激光运土机平整效果良好。坡面平整的坡度从0.239%降到0.120%,符合设计要求。结果表明,系统工作稳定可靠,作业精度满足土地精细平整要求,适用于在中国推广应用。
车载控制器采用GNSS高精度板,无线电模块和主控板,并采用单天线定位方案,实时接收基站无线电广播数据,并获得高精度的定位和仰角信息。通过控制器内置的GNSS高精度板,通过主控板分析差分数据,实时计算平地机的实时高度并控制高度,从而使激光运土机成为始终保持在相同的高度以实现找平操作。GPS传输模块主要实现实时定位信息和海拔信息的传输;车载控制器实时计算GNSS天线的位置和高度信息,并以自动模式控制平地机;电磁阀控制模块主要是传递控制器的指令,使平地机上的激光运土机能够作出相应的响应,从而达到校平的效果;