卫星平地铲不良的耕地表面平整度,不合理的田间灌溉工程规范和广泛的灌溉管理是导致中国地面灌溉田间水利用率低和水资源严重浪费的关键因素。耕地平整不仅可以增加有效耕地面积,而且可以促进机械化耕作并改善农业生产条件。同时,整平的农田可以满足田间灌溉和排水的要求,可以使土壤层增厚,改善土壤水和盐分的分布,起到保水,保土,保肥的作用,控制杂草的生长,达到节水增产的效果。当前,中国正在大力建设社会主义新农村,进行大规模土地整合,以增加土地利用,节水增产,卫星平地铲促进农业现代化。在此过程中,土地整理和土地平整尤为重要。
预装自动驾驶导航系统的主要困难在于自动驾驶控制系统的开发以及系统组件的合理安装和准确调试。(1)液压转向系统的开发;作为卫星平地铲的主要组成部分,液压阀的加工精度,安装调试的精度以及组装方法会影响农业机械运行的精度。(2)显示控制系统的开发;作为卫星平地铲的控制终端,需要在显示器上对显示器进行触摸控制。(3)传感器和天线的布局;角度传感器和卫星天线是高精度组件,在收集外部信号中起关键作用。只有合理的安装位置才能避免信号错误和错误。(4)线束和液压管路的布置;线束和液压管道的布局应集中在保护性能上。(5)整机调试;针对整机调试的特殊工艺规范的开发,GNSS天线的固定安装位置以及准确的车身数据,可以有效地提高系统的稳定性和控制精度。
目前,国外自动驾驶导航系统已在欧美等发达国家和地区迅速兴起和发展,现已应用于整地,垄作,播种,施肥,喷洒农药,收获。由于卫星平地铲在精细控制和有效方面的作用,现已成为许多农业机械公司的标准配置。中国一拖,北汽福田,长发等国内企业都已开始研发前置自动驾驶导航系统。中国一托,北汽福田等通过前装式的卫星平地铲开发设计,积累了一定的经验并制定了相关标准。通过标准的实施以及自动驾驶导航系统和相关测试的开发,它支持行业预安装解决方案的开发和测试,并为自动驾驶导航系统的应用提供了基础。
卫星平地铲系统根据重要性进行区分。有五个主要组件:角度传感器,控制器,液压阀,卫星接收器和显示屏。在预安装过程中,请注意安装角度传感器,控制器和液压阀的合理性和可靠性。角度传感器与农业机械的匹配与集成是各种先进外国公司的关注要点。例如,角度传感器集成在拖拉机的前轴,收割机的后轴和拖拉机的腰部转向部分中。这样可以使测量更加准确,并可以充分发挥自动驾驶仪的整体性能在国外先进的农业机械制造中,卫星平地铲是农业机械和先进农业工具在协同工作和实时控制过程中实现精细化和效率化的基础。作为ISOBUS系统的组成部分,自动驾驶通过与显示屏集成来实现智能操作控制。
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,设计了卫星平地铲自动转向执行机构,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,步进卫星平地铲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。
从世界自动驾驶设备的发展历史来看,后安装方法在早期发展很快,但随着时间的流逝,前安装方法得到了迅速的推广并逐渐成为主流。目前,Deere,Case New Holland和AGCO都已经形成了相对稳定的预安装解决方案,用于通过并购或战略合作进行自动驾驶。卫星平地铲安装具有以下优点。前置系统的液压管线,电路,传感器,显示器以及其他液压和电子组件具有良好的装配一致性。它们在工厂经过严格测试,并享受制造商的三包政策。卫星平地铲后装配件属于出厂后的已装配件,可靠性差,损坏的三包也将受到影响。