农业技术激光平地系统的应用

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摘 要：激光平地技术的性能及工作原理以及如何在田间工作及作业效果

关键词：激光 ；平地技术；坡度

兵团农六师二二二团是一个拥有16万亩耕地，并以农业为主的农牧团场.近年来该团引进了30多台国外先进的农业机械及配套农具.2005年又引进美国光谱精仪有限公司的30台激光控制平地系统，并利用此系统进行大面积平地近5万多亩地，且收到了良好的效果，为该团发展精准农业打下了扎实的基础.

1 激光技术

激光控制平地技术是目前世界上较先进的平地技术，它是利用激光束的特性来建立的平面以完成平地任务，它具有操作简单、自动化程度高，可以大幅度提高土地平整精良等优点，是提高农田灌溉技术水平及管理水平的有效措施。

工作原理与性能

1.1 工作原理 激光平地系统是由激光发射器、伸缩杆、控制器和液压控制机构组成。激光发射是一束极细的能旋转360°光线。为整个施工现场提供了一个恒定的坡度基准。

接收器装置安放在刮土铲上方的伸缩杆上，从激光束到铲刃之间，这段固定距离即为标高测量基准，接收器检测到激光信号后不停地给控制器发送坡度信息，如果激光扫在接收器的上半部，表明刮土铲处于完成坡度的下方，一个提高刮土铲的修正信号就发送给液压阀，如果激光射在接收器下半部，刮土铲处于完成坡度的上边，一个降低刮土铲的修正信号发送给液压阀。

液压阀控制刮土铲的油缸，其收到来自控制器的修正信号后提升或降低刮土铲以维持正确的标高。见示意（图）

1.2 系统部件 激光发射器。激光发射器安装在三脚架上，光束扫射在拖拉机上部不被遮挡的地方，施工场地上部有一光平面，一台发射器能控制几台拖拉机工作。

1.3 1145型激光发射器 由发射源发射出一束激光后，由一旋转的棱镜以300r/min的转速，发射出一个平面后来建立基准面，其工作范围直径800米，若仪器偏离水平后，激光停止旋转并中断发射，然后自动找平，继续发射，光平面能在两个轴进行以0%到9.99%坡度的设定，精度为±10弧/秒。

1.4 1275接收器 1275接收器是便携式、使用电池工作的专用测量装置，与激光发射器一起使用便可在场地进行“单人测量”。将其装在测量标杆上，接收器的液晶显示器（LCD）指示标高位置，并伴有听的见的声音，用来测量地面的绝对高程。

1.5 R2S―S接收器 R2S―S接收器是360°全方位接收器，当检测到激光基准平面位置后，将信号传送给控制箱，此接收器装在刮土铲上方的手动杆或电动杆上。

1.6 CB20TO控制箱 控制箱是从接收器中接收和处理信号，然后显示刮土铲相对已完成的坡度位置。当控制箱处于自动状态时其提供电子输出，驱动液压阀。

控制箱安装在机手容易触摸到的地方，机手使用的三个开关是电源（ON/OFF）、自动/手动（Aauto/Manual）、手动 升/降Manual（Raise/Lower）。

2 田间工作过程

以兵团农六师二二二团农二队2支9斗3农1号地，先进行测量，测量图如下：

经测量南北高低差110cm，东西高低差60cm计算出地块的南北坡度，东西坡度及基准点后，从而调整好激光发射器的南北坡度及东西坡度，将机车开至基准点，让铲产降至基准点，调整接收器高度使控制箱中的绿灯亮，开自动档，机车就可以工作了。

3 作业效果

美国光普精仪有限公司的激光平地仪在我团的实际应用中，得到了广大职工的好评，作业后的地块提高了平整精度，节约了用水，是保持高平整精度土地的有效手段，也是发展精准农业的途径。

4 田间作业注意事项

（1）作业机车应在两台以上，这样可以提高作业效率。平地方法：产运机始终跟着带有激光接受器的平地机走，这样可以避免干倍工活。

（2）激光平地的面积不宜过大，地宽在80―100米，长在750米以下为宜。面积过大可造成大的面积向一个基准点对齐，表面上看大面积用激光平过的地比较宏观，平整，但如果用手持式激光接受器再次测量仍有5%-10%的土方没被般走。

（3）验收，如果用车载激光接受器验收地快，其误差在5-10之间加上其他原因，即使验收过关还是有5%-10%的土方没被般走，如果用手持式激光接受器验收，其误差在2-4左右，将能更精确的计算机车的工作量。

（4）激光平地是一个逐步的过程，有高向底运土是较高效率工作的必要手段，挖高填低后，经水灌溉仍有局部的塌陷，来年根据地形走式，采取直线，折线或曲线的作业路线，在短时间内可完成土地平整，降低成本。