CN103931290A - 一种激光平地机及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光平地机及其控制系统，包括激光发射器、激光接收器、角度传感器、控制器、桅杆、液压系统及执行装置；激光接收器及角度传感器设置在桅杆上，向控制器发送指令；液压系统根据控制器发送的操作指令驱动执行装置对平地铲进行位置调整，其中执行装置可对平地铲作水平方向位置调节，使激光平地机具有自动调节平地铲水平位置的功能。采用上述技术方案后，激光平地机具有自动或人工调整作业面的水平度，保证激光平地机在不同工作状态时作业面始终水平。

Description

一种激光平地机及其控制系统

技术领域

本发明涉及农业设备领域，尤其涉及一种激光平地机及其控制系统。

背景技术

当今农田耕作中激光平地机的使用已经十分普遍，激光整平系统对于改造盐碱地为耕地的实际作用已经在内蒙、宁夏等地区获得了实践。现如今的激光平地机只对平地铲的高度作控制，提高田间土地平整的精度，但在对高差较大的土地面进行整平操作时，需要根据作业过程中不同的地面高度调整平地铲的位置，在平地铲多次调节后，平地铲的水平位置极易发生变化，造成整平后的土地满足平整度的要求却在水平位置上无法满足要求，致使激光平地机整出的土地相对于水平位置存在一倾角，经过不同的整平过程整平后的土地水平度大相径庭，致使平地效果不佳，精度降低。

所以，农田平整领域急需一种激光平地机，能调节平地铲的水平位置，在竖直和水平方向上同时提高整平精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光平地机控制系统，能控制平地铲的水平位置。

本发明的另一目的在于提供一种应用上述控制系统的激光平地机，所述激光平地机具有自动调节平地铲水平位置的功能。

本发明的又一目的在于提供一种上述激光平地机的控制方法，可使激光平地机在具体工作中自动或人工行使平地铲竖直和水平方向上的位置调节。

本发明公开了一种激光平地机控制系统，包括：平地铲、激光发射器、激光接收器及控制器；激光接收器根据激光发射器发来的激光向控制器发送指令；控制器根据指令控制平地铲位置，其中所述控制系统还包括角度传感器，用于判断平地铲水平位置，并将水平位置信息发送至激光接收器；所述指令还包含平地铲的水平方向控制指令；所述控制器根据水平方向控制指令控制平地铲水平位置。

优选地，激光发射器为激光扫平仪，向激光平地机发射一激光平面，保证激光平地机工作时基准面始终相同。

优选地，激光扫平仪固定架设在需整平的土地一侧，工作时不得移动或作其他位置调整，保证激光平地机工作时基准面始终相同。

优选地，角度传感器设置在激光接收器内部，避免其他如震动、人工调整等因素造成的角度传感器发出的水平信号数据不准确。

本发明还公开了一种使用上述控制系统的激光平地机，包括桅杆、液压系统及执行装置；桅杆一端与平地铲连接，直立在激光平地机上；激光接收器及角度传感器设置在桅杆上；液压系统根据控制器发送的操作指令驱动执行装置对平地铲进行位置调整，其中执行装置可对平地铲作水平方向位置调节，使激光平地机具有自动调节平地铲水平位置的功能。

优选地，激光发射器为激光扫平仪，向激光平地机发射一激光平面，保证激光平地机工作时基准面始终相同。

优选地，所述液压系统包括电磁阀、第一油泵及第一管件；电磁阀与第一油泵通过第一管件连接；电磁阀根据控制器的指令开闭阀门，控制平地铲升降；第一油泵与激光平地机的动力输出轴连接,用于为液压系统提供动力。

优选地，所述液压系统包括比例阀、第二油泵及第二管件；比例阀与第二油泵通过第二管件连接；比例阀根据控制器的指令控制液压油流量和流速，从而控制平地铲升降；第二油泵与激光平地机的动力输出轴连接，用于为液压系统提供动力。

本发明又公开了一种上述激光平地机的控制方法，包括如下步骤：

步骤A：激光发射器向激光接收器发射激光，根据作业要求设置初始作业基准面；

步骤B：激光接收器接收激光发射器发来的激光，判断平地铲竖直方向位置是否对应初始作业基准面，若否，则计算竖直方向位置与初始作业基准面差值；

步骤C：角度传感器判断平地铲是否水平，并将平地铲的水平位置信号发送至激光接收器；

步骤D：激光接收器将差值及水平位置信号转化为指令发送至控制器；

步骤E：控制器根据激光接收器发来的指令下发操作指令至液压系统；

步骤F：液压系统根据操作指令驱动执行装置调整平地铲水平及竖直方向位置。

优选地，控制器包括控制台，步骤D及步骤E间还包含：

步骤G：操作员在控制台人工输入操作指令至控制器。

采用上述技术方案后，激光平地机的执行装置可调整平地铲的水平位置，使该激光平地机具有自动或人工调整作业面的水平度，保证激光平地机在不同工作状态时作业面始终水平，在确保作业面高度相同的情况下还确保了水平方向上各作业面位置一致，提高了原激光平地机的工作精度和工作效率。

附图说明

图1为本发明激光平地机控制系统工作原理图；

图2为本发明激光平地机结构示意图；其中图中1激光发射器、2平地铲、3液压系统、4桅杆、5激光接收器、6控制器、7油泵、8执行装置；

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

参阅图1，为本发明激光平地机控制系统工作原理图，激光扫平仪发射激光至激光接收器，激光接收器根据激光发射器发来的激光向控制器发送指令，同时所述控制系统还包括角度传感器，与平地铲连接，用于判断平地铲工作时的水平位置，并将水平位置信息发送至激光接收器，激光接收器接收到水平位置信号后，在原有指令中添加平地铲的水平方向控制指令，所述控制器根据激光发射器发来的平地铲的竖直方向控制指令及水平方向控制指令对平地铲分别作上述两方向上的位置调整。

作为优选，所述控制系统中的激光发射器可采用激光扫平仪，相对于一般的激光投点仪，激光扫平仪这一激光投线仪对于向移动的物体发射激光更精确，随着平地机的移动激光扫平仪不需要调整发射激光的方向，虽然激光投点仪的使用未尝不可，但激光投点仪的发射方向需要随着平地机的移动而变化，多次的变化便会带来不必要的测量的误差，影响平地机的工作精度。

更优选地，激光扫平仪固定架设在需整平的土地一侧，工作时不作移动或作其他位置调整，保证激光平地机工作时基准面始终相同。

优选地，角度传感器设置在激光接收器内部，避免其他如震动、人工调整等因素造成的角度传感器发出的水平信号数据不准确。同时，将角度传感器整合至激光接收器内部，节省了所述控制系统的空间，在为原控制系统增添新功能的基础上不影响控制系统的结构。

参阅图2，为本发明激光平地机结构示意图，所述激光平地机包括激光发射器1、激光接收器5、平地铲2、桅杆4、液压系统3及执行装置8，还包括角度传感器。本优选实施例中，激光发射器1为激光扫平仪，激光扫平仪固定安装在整平土地的外边一侧，向激光平地机发射一激光平面。平地铲2上直立一桅杆，桅杆4一端应高于激光扫平仪发射的激光平面的高度，所述激光接收器5与所述角度传感器设置在桅杆4上，即平地铲2在竖直方向上的位移变量等于激光接收器5在竖直方向上的位移变量，角度传感器直接判断当前平地铲2的水平方向位置。激光扫平仪发射的激光平面打在激光接收器5后，激光接收器5计算出当前平地铲2与作业基准面的位移变量，同时根据角度传感器发来的平地铲水平方向位置信息整合一指令发送至所述液压系统3，由液压系统3统一控制驱动执行装置8对平地铲2进行位置调整，使所述平地铲2在竖直及水平方向回到初始工作基准面。

优选地，所述液压系统3包括电磁阀、第一油泵7及第一管件；电磁阀与第一油泵7通过第一管件连接；电磁阀根据控制器6的指令开闭阀门，控制平地铲2升降；第一油泵7与激光平地机的动力输出轴连接,用于为液压系统3提供动力。

另一优选实施例中，液压系统3包括比例阀、第二油泵7及第二管件；比例阀与第二油泵7通过第二管件连接；比例阀根据控制器6的指令控制液压油流量和流速，从而控制平地铲2升降；第二油泵7与激光平地机的动力输出轴连接，用于为液压系统提供动力。

本发明的激光平地机的控制方法如下：

步骤A：激光发射器1向激光接收器5发射激光，根据作业要求设置初始作业基准面，并记录该初始作业基准面，作为平地机工作时平地铲2竖直方向对比位置；

步骤B：激光接收器5接收激光发射器1发来的激光，判断平地铲2竖直方向位置是否对应初始作业基准面，若是，则不对平地铲2做任何调整，平地机继续工作，若否，则计算竖直方向位置与初始作业基准面差值；

步骤C：角度传感器判断平地铲2是否水平，若是，则不对平地铲2做任何调整，平地机继续工作，将平地铲2的水平位置信号发送至激光接收器5，若否，也将平地铲2的水平位置信号发送至激光接收器5，告知激光接收器5应对平地铲2水平方向位置作调整；

步骤D：激光接收器5将差值及水平位置信号转化为指令发送至控制器6；

步骤E：控制器6根据激光接收器5发来的指令下发操作指令至液压系统3；

步骤F：液压系统3根据操作指令驱动执行装置8调整平地铲2水平及竖直方向位置，直至将平地铲2调整至竖直方向上的初始基准面及水平方向保持水平。

优选地，控制器6包括控制台，步骤D及步骤E间还包含：

步骤G：操作员在控制台人工输入操作指令至控制器6，保证所述激光平地机可自动调整平地铲2的功能外同时具备人工输入指令根据农田耕作要求临时调整的功能，使得所述激光平地机具备更好的自主性及适应性，提高了激光平地机的工作效率。

采用上述技术方案后，激光平地机的执行装置可调整平地铲的水平位置，使该激光平地机具有自动或人工调整作业面的水平度，保证激光平地机在不同工作状态时作业面始终水平，在确保作业面高度相同的情况下还确保了水平方向上各作业面位置一致，提高了原激光平地机的工作精度和工作效率。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种激光平地机控制系统，包括：平地铲、激光发射器、激光接收器及控制器；

所述激光接收器根据所述激光发射器发来的激光向所述控制器发送指令；

所述控制器根据所述指令控制所述平地铲位置，其特征在于：

所述控制系统还包括角度传感器，用于判断所述平地铲水平位置，并将水平位置信息发送至所述激光接收器；

所述指令还包含所述平地铲的水平方向控制指令；

所述控制器根据所述水平方向控制指令控制所述平地铲水平位置。

2.如权利要求1所述的激光平地机控制系统，其特征在于：所述激光发射器为激光扫平仪。

3.如权利要求2所述的激光平地机控制系统，其特征在于：所述激光扫平仪固定架设在需整平的土地一侧。

4.如权利要求1所述的激光平地机控制系统，其特征在于：所述角度传感器设置在所述激光接收器内部。

5.一种使用如权利要求1所述的激光平地机控制系统的激光平地机，包括桅杆、液压系统及执行装置；

所述桅杆一端与所述平地铲连接，直立在所述激光平地机上；

所述激光接收器及所述角度传感器设置在所述桅杆上；

所述液压系统根据所述控制器发送的操作指令驱动所述执行装置对所述平地铲进行位置调整，其特征在于：

所述执行装置可对所述平地铲作水平方向位置调节，使所述激光平地机具有自动调节所述平地铲水平位置的功能。

6.如权利要求5所述的激光平地机，其特征在于：所述激光发射器为激光扫平仪。

7.如权利要求5所述的激光平地机，其特征在于：

所述液压系统包括电磁阀、第一油泵及第一管件；

所述电磁阀与所述第一油泵通过所述第一管件连接；

所述电磁阀根据所述控制器的指令开闭阀门，控制所述平地铲升降；

所述油泵与所述激光平地机的动力输出轴连接,用于为所述液压系统提供动力。

8.如权利要求5所述的激光平地机，其特征在于：

所述液压系统包括比例阀、第二油泵及第二管件；

所述比例阀与所述第二油泵通过所述第二管件连接；

所述比例阀根据所述控制器的指令控制液压油流量和流速，从而控制所述平地铲升降；

所述油泵与所述激光平地机的动力输出轴连接，用于为所述液压系统提供动力。

9.一种用于如权利要求5所述的激光平地机的控制方法，其特征在于：

包括如下步骤：

步骤A：所述激光发射器向所述激光接收器发射激光，根据作业要求设置初始作业基准面；

步骤B：所述激光接收器接收所述激光发射器发来的激光，判断所述平地铲竖直方向位置是否对应所述初始作业基准面，若否，则计算所述竖直方向位置与所述初始作业基准面差值；

步骤C：所述角度传感器判断所述平地铲是否水平，并将所述平地铲的水平位置信号发送至所述激光接收器；

步骤D：所述激光接收器将所述差值及所述水平位置信号转化为指令发送至所述控制器；

步骤E：所述控制器根据所述指令下发操作指令至所述液压系统；

步骤F：所述液压系统根据所述操作指令驱动所述执行装置调整所述平地铲水平及竖直方向位置。

10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于：

所述控制器包括控制台，所述步骤D及所述步骤E间还包含：

步骤G：操作员在所述控制台人工输入操作指令至所述控制器。