激光平地技术及设备.doc

激光平地技术及设备(学习研讨)
激光控制平地技术是目前世界上最先进的土地精细平整技术。它利用激光束平面取代常规机械平地中人眼目视做为控制基准，通过伺服液压系统操纵平地铲运机具工作，完成土地平整作业。
激光控制平地系统构成

应用激光控制平地技术可以实现:
    高精度农田平整        减少田间灌排渠系占地
    减少灌溉用水          提高机械化作业率
    提高作物产量

研究与应用
    国家节水灌溉北京工程技术研究中心（中国水利水电科学研究院水利研究所）对激光控制平地技术的应用进行田间评价，提出适合国情的土地平整新技术和组合平地技术模式在大量田间试验基础上，系统研究了土地平整精度对畦田灌溉效果和作物产量的影响，确定了相应的水平畦田灌溉系统工程模式。在北京市昌平试验示范区应用的结果显示：
· 田间灌水效率由50%提高到80%以上
· 冬小麦生长期节水30%
· 粮食增产20%~30%
· 水分生产效率由1.1kg/m3提高到1.7kg/m3

产业化开发
    研制开发出国产平地铲运机具，与进口激光控制部件配套使用。经田间应用考核，完全可以替代同类进口设备。
      激光平地技术在水稻田中的应用
这些作物要求地块平整，特别是实施精量半精量播种以后，地块平整度要求更高。而在农场进行土地平整，一直都采用常规方法，即利用平地机、推土机等农田基本建设机械进行作业，这也只能达到粗平，即所谓“大平小不平”。近几年的大田种植已越来越明显地暴露出地表不平是直接影响各种作物增产和水田机械化进程的关键因素之一。如何引进和使用好激光平地新技术是搞好地块平整的关键。农四师66团于2001年引进了美国光谱精仪公司生产的L600型农业激光平地设备，在水稻高产示范园区进行了平地作业，收到了很好的效果之保持达到定位的标高平面。如激光束扫描到激光接收器标准上方，表明刮土铲铲刃处于地平面平整线的下部，接收传送的电信号由控制箱进行修正，并控制液压阀致使油缸提升刮土铲刃处在定位的标高平面上。
1 激光平地设备的组成及工作原理激光平地设备主要由激光发射器、激光接受器、控制箱、液压控制阀、平地机组成。激光发射器发射出极细的能旋转3600的光束线，在作业地块的定位高度上形成一光平面，此光平面就是平地机组作业时平整土地的基准平面，光面可以呈水平，也可以与水平呈一倾角(用于坡地平整作业)。激光接收器安装在靠近刮土铲铲刃的伸缩杆上，当接收器检测到激光信号后，不停地向控制箱发送电信号，控制箱收到标高变化的电信号后，进行自行修正，修正后的电信号控制液压控制阀，以改正液压油输向油缸的流向与流量，自动控制刮土铲的高度
2 激光平地设备的设置和操作 
(1)建立激光。首先根据被刮平的场地大小确定激光器的位置，直径超过300m的地块，激光器致放在场地中间位置;直径小于300m的地块，放在场地的周边。激光器位置确定后，支撑三角架安装激光器并调平，激光的标高应处在拖拉机平地机组最高点上方0.5-1m的地方，以避免机组和操作人员遮挡住激光束。
(2)测量场地。利用接收器对地块进行普通测量，绘制出地块的地形地势图，并计算出平均标高。以这个平均标高的位置作为平地机械作业的基准点，也是平地机刮土铲铲刃初始作业位置。
(3)作业。以铲刃初始作业位置为基准，调整激光接收器伸缩杆的高度，使发射器发出的光束与接收器相吻合，然后，将控制开关置于自动位置，即可开始平整作业。
3 激光平地的作用效果 
(1)提高单产总产，增加经济效益。利用激光技术精密平地增加了方田面积，减少了畦埂占地面积，能够充分利用土地，增加总产。另外，利用激光技术精密平地后，地块平整，误差小于1-2em，可达到寸水不露泥，使播种深度均匀，出苗整齐，并使水稻在整个生长阶段都能获得所需的最佳水层，水温高，提高了作物产量，可增产2096-30%
(2)节省用水，降低费用。 
2.2 排气管冒白烟的诊断排气管冒自烟时说明燃烧室有水分或柴油雾化不良，诊断时应按下列步骤进行诊断 
(1)起动柴油机观察排气管，若冒白烟或灰白烟时，应打开散热器盖再起动柴油机并观察散热器中的冷却水是否有气泡冒出，若有，则故障为:气缸盖螺栓松动;气缸垫被冲;气缸垫质量欠佳或安装不对;缸体、缸盖结合面不平、损伤或有裂纹。(2)上述(1)中若无气泡冒出时，应旋松高压油管接头并起动柴油机，观察松开的管接头流出的是否是水或油中带水珠，若是水或油中带水珠，则故障为:油箱中有水;柴油滤清器中有水。(3)上述(2)中若无水或水珠时，再将加速踏板踏到底，观察供油拉杆(或齿杆)能否达到起动的供油位置，若不能，则故障为;供油拉杆(或齿杆)发卡而使得起动供油量不足。(4)上述(3)中若能达到起动的供油位置时，再起动柴油机，用手捏试各高压油管并感觉压力脉动情况是否明显，若不明显，则故障为:喷油泵柱塞偶
件磨损;喷油泵出油阀偶件不密封或弹簧疲劳、折断;喷油器针阀偶件磨损;针阀锥体阀座不密封、喷油器弹簧折断或调整不当(5)上述(4)中若压力脉动情况明显时，则应检查联轴器的连接及供油正时是否符合要求，若不符合要求，则故障为:联轴器主动凸缘盘与中间凸缘盘连接松旷;主动凸缘盘与主动轴松旷;从动凸缘盘与从动轴松旷;驱动爪与驱动孔松旷;供油时间过早或过(6)上述(5)中连接及供油正时均符合要求时，再拆下各缸喷油器，并在缸外连接到对应的高压油管上，同时拆下喷油泵边盖，将加速踏板踩到底，用改刀撬动各缸分泵挺杆，同时不断地用手油泵泵油，观察各缸的喷油器喷油质量是否符合要求，若不符合要求，则故障为:喷油器针阀偶件磨损;喷油器针阀卡住;喷油器调整欠佳;喷油器喷孔堵塞。若符合要求，则为非供油方面的故障。
3 故障的排除 
(1)凡是诊断出管路破裂、堵塞;连接机构松动、脱落、发卡;零件损坏、漏装等故障应分别根据具体情况采取更换、疏通、拧紧、修复和调整的方法给予排除。
(2)诊断出低压油路中有空气时，应立即排除。排除的方法是:首先将油箱加满油，在油路密封性良好的情况下，先用手油泵供油，再拧松柴油滤清器上的放气螺钉排除空气，直到从放气螺孔流出的燃油中不含气泡为止，然后拧紧放气螺钉。用同样
的方法拧松喷油泵上的放气螺钉，将喷油泵低压油腔中的空气排尽后再拧紧。若诊断出柴油中有水或结冰，应设法预热并拧下油箱和滤清器上的排污塞，将积水及污物排尽。
(3)诊断出高压油路中有水分和空气时，应拆下喷油泵边盖，拧松高压油管与喷油器端的接头，同时使供油拉杆处于最大供油位置，再在手油泵泵油的同时用改刀分别撬动喷油泵的各分泵柱塞，直到各个高压油路中的水分和空气排尽为止。最后拧紧高压油管接头，装回喷油泵边盖。
(4)诊断出供油拉杆的起动供油位置不当时，应将加速踏板踩到底，将喷油泵的操纵臂调至靠在高速限位螺钉上，同时还要将供油拉杆调整到从额定供油位置向加油方向移动一段距离的位置_r.
(5)诊断出喷油泵和喷油器存在故障时，应将其拆下送往试验台上进一步检修和校正(上接第23页)激光技术精密平地，可达到高差lem的理想平面，只需适量浅水灌溉，便可达到精确用水利于问歇灌溉，省水30%-50%(3)为实现水稻、棉花等栽培全过程机械化创造了有利的条件。使用激光技术精密平地后，有利于机械在田间进行各项作业。
(4)减少肥料的流失。利用激光技术精密平地后，水得到精确利用，化肥被保存在水稻的根部，分布均匀，避免了脱肥和肥料的流失，提高了稻田的肥料利用率(5)利于稻田封闭除草管理。经激光技术精密平地后，水层深浅一致，农药人池后分配均匀，封闭除草效果好。
从这两年的实践来看，要用好此项技术，首先要领导重视，引导好农户，制定实施推广措施;其次是正确使用，降低费用;此外，要因地制宜、合理有效地使用激光平地技术，如地块坡度大，可先用推土铲或刮土板进行粗略平整后，再用激光平地设备进行精细平整，如地块土层较硬，可先耙松后，再精细平整。
这些作物要求地块平整，特别是实施精量半精量播种以后，地块平整度要求更高。而在农场进行土地平整，一直都采用常规方法，即利用平地机、推土机等农田基本建设机械进行作业，这也只能达到粗平，即所谓“大平小不平”。近几年的大田种植已越来越明显地暴露出地表不平是直接影响各种作物增产和水田机械化进程的关键因素之一。如何引进和使用好激光平地新技术是搞好地块平整的关键。农四师66团于2001年引进了美国光谱精仪公司生产的L600型农业激光平地设备，在水稻高产示范园区进行了平地作业，收到了很好的效果之保持达到定位的标高平面。如激光束扫描到激光接收器标准上方，表明刮土铲铲刃处于地平面平整线的下部，接收传送的电信号由控制箱进行修正，并控制液压阀致使油缸提升刮土铲刃处在定位的标高平面上。
1 激光平地设备的组成及工作原理激光平地设备主要由激光发射器、激光接受器、控制箱、液压控制阀、平地机组成。激光发射器发射出极细的能旋转3600的光束线，在作业地块的定位高度上形成一光平面，此光平面就是平地机组作业时平整土地的基准平面，光面可以呈水平，也可以与水平呈一倾角(用于坡地平整作业)。激光接收器安装在靠近刮土铲铲刃的伸缩杆上，当接收器检测到激光信号后，不停地向控制箱发送电信号，控制箱收到标高变化的电信号后，进行自行修正，修正后的电信号控制液压控制阀，以改正液压油输向油缸的流向与流量，自动控制刮土铲的高度
2 激光平地设备的设置和操作 
(1)建立激光。首先根据被刮平的场地大小确定激光器的位置，直径超过300m的地块，激光器致放在场地中间位置;直径小于300m的地块，放在场地的周边。激光器位置确定后，支撑三角架安装激光器并调平，激光的标高应处在拖拉机平地机组最高点上方0.5-1m的地方，以避免机组和操作人员遮挡住激光束。
(2)测量场地。利用接收器对地块进行普通测量，绘制出地块的地形地势图，并计算出平均标高。以这个平均标高的位置作为平地机械作业的基准点，也是平地机刮土铲铲刃初始作业位置。
(3)作业。以铲刃初始作业位置为基准，调整激光接收器伸缩杆的高度，使发射器发出的光束与接收器相吻合，然后，将控制开关置于自动位置，即可开始平整作业。
3 激光平地的作用效果 
(1)提高单产总产，增加经济效益。利用激光技术精密平地增加了方田面积，减少了畦埂占地面积，能够充分利用土地，增加总产。另外，利用激光技术精密平地后，地块平整，误差小于1-2em，可达到寸水不露泥，使播种深度均匀，出苗整齐，并使水稻在整个生长阶段都能获得所需的最佳水层，水温高，提高了作物产量，可增产2096-30%
(2)节省用水，降低费用。 
2.2 排气管冒白烟的诊断排气管冒自烟时说明燃烧室有水分或柴油雾化不良，诊断时应按下列步骤进行诊断 
(1)起动柴油机观察排气管，若冒白烟或灰白烟时，应打开散热器盖再起动柴油机并观察散热器中的冷却水是否有气泡冒出，若有，则故障为:气缸盖螺栓松动;气缸垫被冲;气缸垫质量欠佳或安装不对;缸体、缸盖结合面不平、损伤或有裂纹。(2)上述(1)中若无气泡冒出时，应旋松高压油管接头并起动柴油机，观察松开的管接头流出的是否是水或油中带水珠，若是水或油中带水珠，则故障为:油箱中有水;柴油滤清器中有水。(3)上述(2)中若无水或水珠时，再将加速踏板踏到底，观察供油拉杆(或齿杆)能否达到起动的供油位置，若不能，则故障为;供油拉杆(或齿杆)发卡而使得起动供油量不足。(4)上述(3)中若能达到起动的供油位置时，再起动柴油机，用手捏试各高压油管并感觉压力脉动情况是否明显，若不明显，则故障为:喷油泵柱塞偶
件磨损;喷油泵出油阀偶件不密封或弹簧疲劳、折断;喷油器针阀偶件磨损;针阀锥体阀座不密封、喷油器弹簧折断或调整不当(5)上述(4)中若压力脉动情况明显时，则应检查联轴器的连接及供油正时是否符合要求，若不符合要求，则故障为:联轴器主动凸缘盘与中间凸缘盘连接松旷;主动凸缘盘与主动轴松旷;从动凸缘盘与从动轴松旷;驱动爪与驱动孔松旷;供油时间过早或过(6)上述(5)中连接及供油正时均符合要求时，再拆下各缸喷油器，并在缸外连接到对应的高压油管上，同时拆下喷油泵边盖，将加速踏板踩到底，用改刀撬动各缸分泵挺杆，同时不断地用手油泵泵油，观察各缸的喷油器喷油质量是否符合要求，若不符合要求，则故障为:喷油器针阀偶件磨损;喷油器针阀卡住;喷油器调整欠佳;喷油器喷孔堵塞。若符合要求，则为非供油方面的故障。
3 故障的排除 
(1)凡是诊断出管路破裂、堵塞;连接机构松动、脱落、发卡;零件损坏、漏装等故障应分别根据具体情况采取更换、疏通、拧紧、修复和调整的方法给予排除。
(2)诊断出低压油路中有空气时，应立即排除。排除的方法是:首先将油箱加满油，在油路密封性良好的情况下，先用手油泵供油，再拧松柴油滤清器上的放气螺钉排除空气，直到从放气螺孔流出的燃油中不含气泡为止，然后拧紧放气螺钉。用同样

的方法拧松喷油泵上的放气螺钉，将喷油泵低压油腔中的空气排尽后再拧紧。若诊断出柴油中有水或结冰，应设法预热并拧下油箱和滤清器上的排污塞，将积水及污物排尽。
(3)诊断出高压油路中有水分和空气时，应拆下喷油泵边盖，拧松高压油管与喷油器端的接头，同时使供油拉杆处于最大供油位置，再在手油泵泵油的同时用改刀分别撬动喷油泵的各分泵柱塞，直到各个高压油路中的水分和空气排尽为止。最后拧紧高压油管接头，装回喷油泵边盖。
(4)诊断出供油拉杆的起动供油位置不当时，应将加速踏板踩到底，将喷油泵的操纵臂调至靠在高速限位螺钉上，同时还要将供油拉杆调整到从额定供油位置向加油方向移动一段距离的位置_r.
(5)诊断出喷油泵和喷油器存在故障时，应将其拆下送往试验台上进一步检修和校正(上接第23页)激光技术精密平地，可达到高差lem的理想平面，只需适量浅水灌溉，便可达到精确用水，利于问歇灌溉，省水30%-50%(3)为实现水稻、棉花等栽培全过程机械化创造了有利的条件。使用激光技术精密平地后，有利于机械在田间进行各项作业。
(4)减少肥料的流失。利用激光技术精密平地后，水得到精确利用，化肥被保存在水稻的根部，分布均匀，避免了脱肥和肥料的流失，提高了稻田的肥料利用率(5)利于稻田封闭除草管理。经激光技术精密平地后，水层深浅一致，农药人池后分配均匀，封闭除草效果好。
从这两年的实践来看，要用好此项技术，首先要领导重视，引导好农户，制定实施推广措施;其次是正确使用，降低费用;此外，要因地制宜、合理有效地使用激光平地技术，如地块坡度大，可先用推土铲或刮土板进行粗略平整后，再用激光平地设备进行精细平整，如地块土层较硬，可先耙松后，再精细平整。
为了消除不利因素,保证当年当季不影响产量和效益,激光平地机作业后的地块,特别是首次使用激光平地机作业的地块,应采取以下几项措施：
1.整地
激光平地机作业后,高点的疏松土壤被刮走,硬土层显露地表,如仍采用泡田后用手扶拖拉机配置整地的方法,这部分区域将无法达到农艺要求的泥浆深度.建议采取以下两种作业方法中的一种进行整地:①泡田前,对地块旋耕一遍,使其全部达到标准耕深,为水整地达到农艺要求提供保证;②直接泡田后3-5天,然后用254或354等中型轮式拖拉机悬挂搅浆机进行搅浆作业,由于该机具有旋耕功能,作业后的泥浆深度能够达到农艺要求。
2.补肥
根据激光平地机作业请测量地块的初始数据,标记出重地的高点区域。因为这部分区域的表土层部分或全部被刮走,土壤有机质含量和肥料大幅度降低,容易造成低产区.解决办法是,用PVC板将这些高点区域围成小区,适当多施有机肥和化肥,并适当增加追肥次数。
3.养地
用激光平地机作业后的地块,秋季收获时,最好直接收获并将桔梗抛洒还田,然后进行秋翻地,深度15-18cm,以达到节肥、增产、增效目的。
4.分区
用激光平地机作业后的地块，地表起伏一般不超过2cm，如果整个地块不分区或分区过大，起风时，稻田便起浪，使稻苗出现漂秧现象，并且水稻在生长过程中出现倒伏现象。因此应分成小区，一般以0.3-0.6hm为一小区。分区时副池梗最好用PVC板代替土梗。PVC板使用方便，省工省时，使用寿命一般为3-5年，成本仅为120-150/hm。PVC板可以在各作业环节随时拨起卷好，作业后再插上埋好，为机插、收获、耕整地等环节进行大面积机械化作业提供便利。