激光技术在农田土地平整工程中的运用，本文主要内容关键词为：农田论文,激光论文,土地论文,工程论文,技术论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
过去，在农场进行土地平整，一直采用常规方法，利用推土机、平地机、铲运机、装载机和挖掘机等农田基本建设机械进行作业，这只能达到粗平，即所谓“田面大平，小不平”。为了提高土地的平整精度，可以利用激光技术，高精度地对农田进行平整。
一、激光平地系统的工作原理和结构组成
1、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光平面，此光面就是平地机组作业时平整土地的基准平面，光面可以呈水平，也可以与水平呈一倾角（用于坡地平整作业）。激光接收器安装在靠近刮土铲铲刃的伸缩杆上，从激光束到铲刃之间的这段固定距离即为标高定位测量的基准。当接收器检测到激光信号后，不停地向控制箱发送电信号。控制箱接收到标高变化的电信号后，进行自动修正，修正后的电信号控制液压控制阀，以改变液压油输向油缸的流向与流量，自动控制刮土铲的高度，使之保持达到定位的标高平面。
如：激光束扫描在激光接收器标准上方，表明刮土铲铲刃处于平面平整线的下部，接收传送的电信号由控制箱进行修正，并控制液压阀致使油缸提升刮土铲；反之刮土铲下降，以此保持铲刃处在定位的标高平面上。
2、激光平地系统主要工作部件
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。
(1)激光发射器（蓄电池作电源）：该发射器固定在三角架顶上。在激光发射机内，有一只功率为4mW的氦氖激光管。激光管发射出一束像铅笔尖那样粗细的红色光束，光束朝下，经过两个反光镜，将光束变位朝上，又经过一个透镜变为平行光束，然后再经棱镜系统转90°发射出去。棱镜系统是安装在一个旋转轴上，因而在一定高度形成一旋转360°的激光基准平面，转速为300～600r/min，有效光束半径为300～500m（根据功率而定）。机械部分安装在一个万向接头系统上，因而光束平面能按照预定的坡度倾斜。
(2)激光接收器：激光接收器固定安装在平地机的伸缩杆上，并用电线与控制箱连接。当接收到来自激光发射器发出的旋转的红色光束时，即将激光信号转换成电信号，并通过连接线输送给控制箱。
(3)控制箱：激光平地机的驾驶员靠驾驶室内的控制箱来操作各控制开关，因此控制箱应安装在驾驶员容易监视，并能伸手操作控制开头的位置上。控制箱组成：①三个操纵杆；②加减开关，用以改变数码显示器中的预定坡度；使机手能迅速预定出所需的坡度数；③接收杆的升降开关，用以调节接收杆的高度；④二极管保险丝；⑤自动、手动开关；⑥数码显示器、显示坡降度数；⑦刮土铲升降开关；⑧指示控制开关，用以选择自动或手动运行方式。
(4)液压控制阀：液压阀安装在拖拉机上，并与拖拉机液压系统连接。在处于自控状态时，经控制箱转换修正后的电信号，启动电磁阀，变动液压控制阀的位置，改变液压油的流量和流向，通过油缸柱塞的伸缩控制平地铲升降。
二、激光平地系统的操作
(1)建立激光：首先根据需刮平的场地小、大，确定激光器的位置，如长、宽度超过300m，激光器大致放在场地中间位置。如长、宽度小、于300m，则可安装于场地的周边。激光器位置确定后，将它安装在支撑的三角架上并调平。激光的标高，应处在拖拉机平地机组最高点上方0.5～1m，以避免机组和操作人员遮挡住激光束。
(2)测量场地：利用激光技术进行地面测量，一人操作发射器，配3～5人移动标尺（每测点间距为10～20m，每个杆尺高3m，其上装有可上、下滑动的激光接受器。顺序详细记录测定的测点方向和高低数据，绘制出地块的地形地势图，并计算出整块地的平均高度。这个平均标高的位置，作为平地机械作业的基准点，也是刮土铲铲刃初始作业位置。
(3)作业：以铲刃初始作业位置为基准，调整激光接收器伸缩杆的高度，使激光发射器发出的激光束与接收器相吻合。即在红、黄、绿显示灯的中间绿灯闪亮为止（红灯亮表示接收不到激光仪发出的信号；绿灯亮时，表示接收范围正常，当三个绿灯亮时，即为水平；黄灯亮，表示地面高低差已超出平整的范围）。然后，将控制开关置于自动位置，就可以起动拖拉机平地机组开始平整作业。
（此稿由北大荒农业股份有限公司八五四分公司生产技术部提供，张祖军整理）
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