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经过精细平整的水田能够节约农业用水、提高肥料利用率、抑制田间杂草、提高水稻产量、满足精准灌溉技术的需求。传统的水田平整大都采用仿形作业，平整精度主要靠平地工作人员目测确定，难以达到精细平整的要求。由于水田土壤的特性与旱地差异很大，一般旱地激光平地机难以在水田中应用。因此，研制水田播、插、撒、抛前平整用的水田激光平地机具有重要的理论研究意义和实际应用价值。我国水稻常年种植面积4.4亿亩，在水稻生产中推广水田激光平地技术具有重要的社会意义和应用前景。 为开发适合于我国国情同时又具有自主知识产权的水田激光平地机，本研究分析了水田激光平地原理，建立了平地铲动力学方程，研究了平地铲系统与水田表层土壤之间的相互作用；对水田激光平地铲系统和水田激光平地机整机进行了优化设计；进行了控制系统性能测试和田间试验。 研究了对水田激光平地作业系统的要求，建立了水田激光平地铲作业时的动力学方程，提出了采用综合指标Z评价水田激光平地机平地作业效果，为平地作业效果的判断提供了依据。 在室内小型水田土槽中进行了平地铲结构、作业速度、水田土壤含水率等因素对推土效率和牵引阻力影响程度的试验研究，采用高速摄影观察了平地铲前方、侧面和后方水田土壤的运动状况，为设计平地铲系统结构参数等提供了依据。试验结果表明，侧板长度对推土效率有重要影响；土壤含水率和平地铲倾角对牵引阻力有重要影响，推土板倾角直接影响推土效率，推土板垂直时，推土效率高；水田土壤的粘弹性体性质对平地铲的推土效果影响很大，平地作业时应考虑待平整水田土壤的含水率；为提高推土效率和减少功耗，应将平地铲设计为倾角和侧板长度可调节的结构，以适应平整作业的需要。 设计了垂直平板型平地铲，并进行了强度校核；设计了平地铲侧板和一种平地铲转动机构，以调节平地铲倾角和侧板长度。设计成功能够摊平壅泥的平地铲副拖板，计算了平地铲功耗并验算了平地铲与水田拖拉机的动力匹配，设计了平地铲的液压系统并对其响应时间进行了测试，采用设置地形和阶跃信号测试了平地铲控制系统性能，分析了水田激光平地机的平整效率和作业速度，对平地铲进行了田间试验。测试结果表明：平地铲液压驱动位置调节起动和停止的滞后时间分别为56ms和80ms；高程控制系统能有效调节平地铲的高程位置，地形跟踪误差小于2cm，小于单个激光接收器感应片长度，满足使用要求；在坡度小于6.8°的设置地形试验时，水平控制系统能较精确地调节水平位置，平地铲倾角平均调节误差小于1.3°。平地铲田间试验结果表明平地铲侧板长度对推土效率影响较大，平地铲向前倾角对牵引阻力影响较大。对水田激光平地机作业速度分析表明水田激光平地机的平整作业速度应控制在一定范围内。 10次较系统的田间平整作业试验表明：若采用综合指标Z评判平地作业效果，以中型水田拖拉机作为平地铲的配套动力，其平整效率对Z值贡献大，并可达到好的平地作业效果；若平整前田面平整度差，平地铲向前倾角不应过大；若平整前田面平整度好，则平地铲应具有较大的前倾角度，平地作业效果较好，原因是平地铲向前倾斜后，减少了牵引阻力，提高了平整效率，对Z值有贡献；平地铲侧板长度影响平地作业效果，因为长侧板可提高平地铲的推土效率，对Z值有贡献；平地作业前的水田田面状况对平地作业效果影响较大，若两块地旋耕和浸泡的时间不同，导致平整前水田土壤的状态不同，对Z值的影响也不同。 分析了水田激光平地机经济、社会效益，分析表明本研究的水田激光平地机能替代常规的水田平整作业机具，是一种较好的水田平整作业机械。本文研制的1PJ-3.0型水田激光平地机通过了国家水田机械质量监督检验中心的检验，并通过了科技成果鉴定，鉴定结论为“在水田平地技术及机具领域居国际领先水平”。