作品名稱:激光平地機
學校名稱:塔里木大學
參賽隊伍:南疆之星7
參賽學生:馬有成 王杰 劉坤
指導老師:蘭海鵬
目前,新疆建設兵團農業機械特別是自行研制的農業機械中光電液機一體化產品的應用還比較欠缺。激光平地技術的實施可以大大提高新疆建設兵團農業基礎設施水平,提高作物產量,節約農業用水,降低平地作業功耗,其綜合經濟效益十分明顯。
激光平地機械的市場前景十分廣闊。若該技術向新疆自治區推廣,需求量更多。新疆建設兵團有引進國外相關技術進行試驗研究的經驗。農一師通用機械廠曾在國產普通長跨度平地機上加裝激光調平裝置進行試驗,取得了一定的設計經驗。推廣該技術的前景十分看好。
激光平地技術是利用激光發射、接收裝置這種非視覺檢測方法,在作業地塊上方以單束激光旋轉形成一激光平面,接收器通過檢測激光平面的位置來判斷作業點處地勢,系統會自動調節平地鏟高度和轉角,保證平地效果和精度,在發達國家普遍使用。我國正處于引進、試用和推廣階段,在東北地區國有農場和新疆生產建設兵團農場等處有使用。
整套激光平地系統包括:拖拉機、激光發射器、激光接收裝置、 平地鏟水平檢測裝置、控制器、液壓動力系統、平地鏟等。拖拉機掛接平地設備并提供前進動力和液壓力;激光發射裝置置于平整地面上,同時使得激光接收器與平地鏟刃之間的垂直高度和激光平面到所要求的目標平地面距離相等,工作時接收器將激光平面與接收器中點間的相對位置量轉化成電信號傳遞給控制器,平地鏟水平檢測裝置將角位移量轉化為電信號傳遞給控制器,控制器針對前兩種信號自動做出程序處理,向電磁閥發出控制信號,使得電磁閥工作液壓油作用于雙作用油缸,從而調整平地鏟的工作姿態,力求將平地誤差縮小到最小;平地鏟的工作過程實際就是土方切削、搬運及填充的過程總和;拖拉機行進到非平地勢位置時,平地鏟整體所處的水平高度也隨之調整,激光平面將不位于接收器中心點,接收器將該偏移距離量轉換成電信號傳至控制器,控制器通過對電信號的程序處理命令電磁閥實施相應的動作,液壓系統調節雙作用油缸的伸縮長度使平地鏟位置調整,激光平面重新照射在接收器中心點處,鏟壁推運來的土壤順鏟刃與地面之間的間隙被鋪在非平地勢處,完成填充作業。
激光接收機內有一組傳感器—硅光電管,可以在 360 度方位接收激光,并把激光信號轉變為電信號,傳輸至控制系統。
本產品采用螺紋插裝式閥作為整個液壓控制裝置的控制元件,具有結構簡單、緊湊,安裝簡捷、方便等優點;同時采用錐閥式結構,密封好,泄漏少,避免了平地鏟的靜沉降,提高了平地機的工作性能;換向閥采用12 V直流電磁鐵驅動,實現了遠距離電控方式調節系統工況,滿足了移動機械的使用要求。
本機器的設計與其他機器不同之處還在于本機器采用兩個接收機,分別配置在平地鏟的兩端。兩個油缸分別控制來保證平地鏟的水平。從而避免了平地鏟可能出現的傾斜。并使平地機在作業區內可以在任何方向上作業。極大提高了平地的質量和工作效率。