激光控制水田平地打浆机设计与试验

周浩 胡炼 罗锡文 唐灵茂 杜攀 毛婷 赵润茂

摘 要：为了满足水稻种植对田面平整度的要求，缩短水田打浆和平地作业间隔时间，提高打浆平地质量和效果，提出了先精准平整再精准打浆的作业方法，设计了平地铲和打浆机构的高程和调平自动调节机构，研制了激光控制水田平地打浆机，集成带自动调平功能的激光平地控制系统，实现了一次进田即完成水田精准平地和打浆作业，且打浆深度可调。利用两台AHRS（Atitude and Heading Referece System）同步测量拖拉机车身和平地打浆机横滚角，GNSS（Global Navigation Satellite System）測量平地打浆机试验过程中的高程变化。在水田进行了手动操作与自动控制两种方式的倾角和高程对比试验，结果表明，平地打浆机在自动控制下高程在平均值的±4 cm范围内变化，手动操作为±11 cm;平地打浆机的横滚角保持在±0.5°，而手动操作时受拖拉机车身横滚角影响最大超过±2.5°，自动控制下平地打浆机的作业质量较手动操作更稳定。水田平地打浆作业结果表明：平地打浆作业后田面最大高度差从作业前的26.4 cm降低到11.5 cm，标准偏差值由4.13 cm下降到2.18 cm，作业后绝对差值小于等于3 cm的平整度采样点累计达86%以上;打浆作业深度为14.2 cm，相对于设定打浆深度15.0 cm标准偏差值为2.46 cm。表明激光控制水田平地打浆机作业后显著改善了田面平整情况，打浆深度精准稳定。

关键词：激光控制;平地;打浆;水田;平整度

DOI： 10.25165/j.ijabe.20201301.4989

引用信息： Zhou H， Hu L， Luo X W， Tang L M， Du P， Mao T， et al.  Design and test of laser-controlled paddy field levelling-beater.  Int J Agric & Biol Eng， 2020; 13（1）： 57–65.