论文摘要
清平机是用于对土地进行清理、平整的机械设备,在农田水利、机场、道路、地面建筑等农业工程和工程建设中得到了广泛应用。土地清理平整是现代农业工程和大多地面工程建设施工的必要条件。为了满足小面积地块(如小面积试验田、大棚种植、地基基槽、绿化带、精确农业用地等)对清平机小型化的要求,设计了一款基于三点调平的自行铣削式激光清平机。根据不共线的三个点确定一个平面的原理,参照汽车的独立悬架系统设计了三点独立悬挂调平系统作为清平机的机械本体来保证清平机机台可以方便、可靠、高效、自动地进行调平作业。三个相对于清平机机台独立悬挂的车轮作为三个调平点,包括两套前轮电机控制偏移摆动升降架机构和一套后轮电机控制偏移摆动升降架机构。为了控制清平机始终工作在在同一海拔高度,利用安装在三脚架上的JP3激光发射器产生的高精度激光基准平面作为清平机的清平作业基准面,安置在清平机前面的激光接收器接收激光发射器发射的激光,根据光伏效应判断清平机机台脱离基准平面的距离,并实时将位置偏移量转化为模拟信号反馈到控制系统进行运算处理。除了控制清平机的海拔高度外,还需要保证清平机机台的水平度,以防止产生“爬坡”和“下坡”现象而影响清平精度。本课题中采用了VTI公司生产的SCA61T系列加速度倾角传感器来检测清平机机台的水平度,并将检测到的水平倾角转化为模拟信号反馈到控制系统进行运算处理。控制系统根据激光接收器和倾角传感器反馈回来的位置偏差信号和水平倾斜信号进行判断、运算、处理,并将控制信号经信号接口电路传至中间驱动电路来完成永磁同步电机的正向或反向转动,与电机连接的滚珠丝杠螺旋副将电机的转动转变为三个独立悬挂的车轮相对于清平机机台的正向或反向摆动,从而保证清平机机台始终保持水平状态处于同一海拔高度进行清平作业。经过多次的现场清平试验,并对获得的大量实验数据进行了处理分析,证明了该清平机清平作业后的土地平整精度比人工作业有了很大提高,其平整精度已达到10mm/100m~2,而且作业效率也提高了数十倍。满足了现代精确农业和工程建设施工