[發(fā)明專利]一種姿態(tài)可調(diào)激光平地鏟及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210093661.4
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102726135A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙春江;武廣偉;付衛(wèi)強(qiáng);孟志軍;陳立平;董建軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心
• 主分類號: A01B35/04
• 分類號: A01B35/04;A01B35/20
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 韓國勝;王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種激光平地鏟，特別是涉及一種姿態(tài)可調(diào)激光平地鏟及其控制方法。

背景技術(shù)

我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)用水占全國總用水量的75.3％。地面灌溉是我國農(nóng)業(yè)灌溉的主要方法，改善農(nóng)田平整狀況，可以有效提高農(nóng)田灌溉水利用率。

農(nóng)田土地整理工程施工中常用的土地平整方式包括常規(guī)平地和激光控制平地方法。常規(guī)土地平整又包括人工平地、半人工半機(jī)械平地和機(jī)械平地等多種手段，機(jī)械平地主要采用推土機(jī)、鏟運機(jī)和刮平機(jī)等設(shè)備，適合在地面起伏較大、土地平整度較差的農(nóng)田進(jìn)行粗平作業(yè)，可以從總體上改善農(nóng)田地形。常規(guī)的機(jī)械平整方法受機(jī)具本身的缺陷和人工操平精度有限的制約，土地平整精度在達(dá)到一定程度后無法繼續(xù)提高，無法達(dá)到精細(xì)灌溉的要求。激光控制平地技術(shù)是使用激光平地設(shè)備(圖1所示)進(jìn)行農(nóng)田精細(xì)平整作業(yè)，利用激光測量平面和電液控制器作為非視覺的控制手段，平地控制器根據(jù)地形高差信息實時控制液壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)實現(xiàn)平地鏟的自動升降，目前常用的激光平地設(shè)備是利用一路電液換向閥控制一/兩個液壓缸驅(qū)動平地鏟進(jìn)行升降，完成鏟土和卸土作業(yè)，避免了人工操作和目測判斷所造成的誤差，將地勢較高的土方鏟運到地勢較低的地方，通過連續(xù)作業(yè)達(dá)到農(nóng)田精細(xì)平整的目的。

如圖1，激光平地設(shè)備一般包括激光發(fā)射器1、激光接收器2、平地鏟3、液壓系統(tǒng)和控制器4，激光發(fā)生器1通過三腳架1-1架設(shè)在地面上，激光接收器2設(shè)在平地鏟3上；平地鏟3包括鏟體3-1以及用于連接鏟體3-1和牽引車5的牽引架3-2，在鏟體3-1的前部設(shè)有入土角度調(diào)節(jié)裝置3-1-1，鏟體3-1的底部設(shè)有鏟刀3-1-2，鏟體3-1的后部設(shè)置支撐輪架3-1-3和安裝在支撐輪架3-1-3上的兩個支撐輪3-1-4，并在鏟體3-1的兩側(cè)設(shè)有側(cè)擋板3-1-5，激光接收器1將采集到的激光信號經(jīng)控制器4處理后用于控制液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)按控制要求控制鏟體3-1上下動作，即可完成土地平整作業(yè)；現(xiàn)有的激光平地設(shè)備采用一個電液換向閥控制平地鏟3的液壓缸3-1-6以驅(qū)動平地鏟左右兩端的支撐輪3-1-4同時進(jìn)行升降，完成鏟土和卸土作業(yè)，平地鏟3升降過程中鏟刀3-1-2始終與地面平行，如圖2所示，平地鏟3的左右兩端高度無法調(diào)整，這樣就造成現(xiàn)有的激光平地設(shè)備作業(yè)過程中，當(dāng)遇到有一定坡度的地面或地面局部起伏較大時，鏟土過程中平地鏟不能保持水平，容易鏟出斜面，不利于土地精細(xì)平整作業(yè)，這就造成現(xiàn)有激光平地設(shè)備作業(yè)適應(yīng)性差，地塊邊緣和角落的平整效果較差，作業(yè)效率和應(yīng)用面受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提供一種姿態(tài)可調(diào)激光平地鏟及其控制方法，使得鏟體保持水平或與水平地面呈一定角度地進(jìn)行平地。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種姿態(tài)可調(diào)激光平地鏟，包括激光發(fā)射器、激光接收器、平地鏟、液壓系統(tǒng)和控制器，所述平地鏟包括鏟體以及用于連接鏟體和牽引車的牽引架，所述激光接收器將采集到的激光信號傳輸給控制器，鏟體后部的兩端分別設(shè)有第一支撐輪架和第二支撐輪架，所述第一支撐輪架和第二支撐輪架上分別安裝有支撐輪，所述第一支撐輪架和第二支撐輪架分別與所述鏟體活動連接；所述液壓系統(tǒng)包括第一電磁閥、第二電磁閥、第一液壓缸和第二液壓缸；所述第一支撐輪架由第一液壓缸和第一電磁閥進(jìn)行驅(qū)動，所述第二支撐輪架由第二液壓缸和第二電磁閥進(jìn)行驅(qū)動；所述控制器由接收到的激光信號判斷出地面狀況，并處理成電信號控制第一電磁閥和第二電磁閥分別以分別驅(qū)動第一液壓缸和第二液壓缸的伸縮進(jìn)而分別帶動第一支撐輪架和第二支撐輪架的升降以調(diào)整鏟體的姿態(tài)；所述鏟體后部的中間設(shè)有傾角傳感器，用于采集鏟體的傾角信號并傳輸給控制器，所述控制器根據(jù)傾角信號判斷出地面斜坡的傾斜情況并控制第一電磁閥和第二電磁閥以進(jìn)一步調(diào)整鏟體的姿態(tài)，以維持鏟體水平或與水平地面呈一定角度地進(jìn)行平地。

其中，所述第一液壓缸和第二液壓缸上分別安裝有第一位移傳感器和第二位移傳感器，所述第一位移傳感器和第二位移傳感器分別用于采集第一液壓缸和第二液壓缸的伸縮位移信號并傳輸給控制器，控制器根據(jù)伸縮位移信號判斷出第一支撐輪架和第二支撐輪架的上升或下降的位移。

其中，所述激光接收器通過支撐桿豎直安裝在所述鏟體上，所述支撐桿上設(shè)有豎直滑軌，所述支撐桿的底部設(shè)有激光接收器升降機(jī)構(gòu)，所述激光接收器升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動激光接收器沿所述豎直滑軌做升、降運動。