水田耕整是水稻生产中的重要环节,水田的精准耕整有利于提高水肥利用率和灌水均匀度,减少杂草和病虫害,减轻环境污染。水田激光平地技术能很好地实现精准平地,但精准平地前的打浆作业目前仍依靠人工手动操作旋耕机或打浆机实现,易出现作业深度不稳定,甚至出现作业过深导致拖拉机过载熄火,不仅影响作业质量、破坏水田原有硬底层,还会影响拖拉机和机具的使用寿命。此外,水田打浆和水田平整通常是分开进行的,打浆后沉淀一定时间再平整,导致水田打浆平地工序复杂,作业间隔时间较长;打浆机和平地机分别进田作业,增加了机械投入和劳动力成本,且拖拉机多次进田易破坏水田硬底层。因此,研究精准平地打浆方法,实现一次进田即完成水田精准平地和打浆两种平整地作业,缩短打浆平地时间间隔,提高作业效率与质量,为水稻种植提供良好田面条件,对保证我国水稻稳产高产有重要意义。本文研究了在水田打浆机构前安装平地机构的平地打浆方法,设计了激光控制水田平地打浆机,研究了平地铲与水田土壤的相互作用规律,研究了水田田面平整度的快速采集方法,并进行了田间试验。主要研究工作如下:（1）激光控制水田精准平地打浆机分析了市场现有机型的打浆平地原理,提出了先平地后打浆的平地打浆方法,设计了激光控制水田平地打浆机,设计了高程调节机构、调平机构、平地机构、自动控制系统和液压控制系统。高程调节机构前端与通用拖拉机三点悬挂机构连接,后端与调平机构连接,高程调节机构和调平机构可实现平地打浆机构高程和调平的同步独立调节;平地机构安装于打浆机构前方,平地铲将田面较高处的泥土搬运至低处,平整后的田面由打浆机构作业至满足水稻种植要求;平地机构通过四个轨道与打浆机构相接,通过平地铲油缸的伸缩实现平地铲相对水田打浆机构的下降和上升,达到调节打浆深度的目的。自动控制系统可实现高程和调平的自动控制。液压控制系统包含三条独立的液压回路,分别用于控制平地打浆机高程、调平和打浆深度设定。（2）水田土壤的离散元模型构建和参数标定建立了水田土壤离散元模型,以测量的水田土壤坍落度和扩展度为试验指标,通过仿真试验对水田土壤的9个参数进行了标定。采用Plackett-Burman试验对9个参数进行了筛选,明确了土壤-铁板的静摩擦系数（X8）、土壤表面能（X2）、土壤-土壤的滚动摩擦系数（X6）对试验指标坍落度和扩展度影响较大;通过最陡爬坡试验确定了上述三个参数最优值区间,根据二次通用旋转组合设计试验结果建立了试验指标与各显著参数的二阶回归模型;并对其进行了优化,得到显著性参数的最佳组合为JKR表面能0.808J/m2,土壤-土壤滚动摩擦系数0.11,土壤-铁板滚动摩擦系数0.6,对优化结果进行了验证。进行了颗粒粒径与试验误差的仿真试验,在水田土壤颗粒半径大于3mm时,仿真试验误差较大,明确后续仿真试验的土壤颗粒半径不宜大于3mm。（3）水田土壤与平地铲的相互作用规律研究采用离散元仿真试验研究了平地铲高度、平地铲入土角度和平地铲侧板长度对平地铲性能指标（所受阻力、垂直方向力和运土量）的影响规律。试验结果表明,平地铲高度对水田平地铲受力和运土量无影响,平地铲入土角度和侧板长度对平地铲受力和运土量的影响则分别为显著和特别显著。并分析了其产生相应影响的原因。进行了平地铲入土角度和侧板长度的正交试验,通过加权综合法,得到了平地铲参数的较优组合,在试验范围内侧板长度400mm,入土角度60°,综合指标较优,根据所得的较优参数组合对平地铲进行了优化设计,并对仿真试验所优化设计的平地铲进行了试验验证。（4）水田田面与打浆底面重构和作业质量评价分析了水田田面和打浆底面平整度信息测量方法,采用水准仪、Z+F和Scanlook在同一水田对田面平整度数据采集方法进行了试验,对比分析了三种水田平整度采集方法的优劣点,结果显示,基于Scanlook采集方法的效率和精准度最高,是一种快速精准的田面平整度信息采集方法;提出了基于GNSS的打浆底面采集方法,研究了打浆深度的测量和平地打浆作业质量的评价方法,为平地打浆机作业质量的评价提供准确高效的方法。（5）田间试验研究采用自动调平控制系统在有垄菜田进行旋耕作业试验,结果显示,自动调平控制系统能始终保持旋耕机构在用户期望角度（0°）附近作业;自动调平旋耕机比无调平功能旋耕机耕后地表更平整,前者耕后垄面横向最大高差为1.9 cm,后者为9.8 cm;自动调平旋耕机横向耕深稳定,耕深横向最大高差为1.8cm,无调平功能旋耕机耕深横向最大高差达9.7cm。采用水田平地打浆机在水田进行了高程自动控制试验,结果显示,在自动控制系统作用下,平地打浆机高程在平均值的±4cm的范围内变化,手动操作为±11cm,高程自动控制系统显著提高了水田平地打浆机构的作业质量和高程稳定性;在高程自动控制系统的作用下,平地打浆机实现了对水田田面的挖高填低作用。进行了水田平地打浆作业试验,结果表明,作业过程中平地打浆机水平倾角保持在±0.5°内变化;平地打浆作业后田面平整,平地打浆作业后田面最大高差从作业前的25cm降低到10 cm,标准偏差值Sd从作业前的4.1 cm下降到2.1cm,绝对差值不大于3cm的平整度采样点累计比由作业前53.24%提高到作业后的85.80%,平均打浆深度为14.13cm,相较于设定打浆深度15cm,标准差为3.27cm。表明激光控制水田平地打浆机平地打浆作业后可以显著改善田面平整情况,且平地打浆作业深度稳定;Scanlook方法能够高效精准地进行田面平整度采集和打浆深度测量。