农用植保无人机.docx

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农用植保无人机

农用植保无人机说明书

前言

中国作为农业大国,18亿亩基本农田,每年需要大量的农业植保作业,我国每年农药中毒人数有10万之众,致死率约20%。

农药残留与污染造成的病死人数至今尚无官方统计,想必更就是一个惊人数字。

植保无人机服务农业在日本、美国等发达国家得到了快速发展,在中国无人机的需求越来越明显。

《全国农业可持续发展规划》中明确的“一控二减三基本”方针,即严格控制农业用水总量,减少化肥、农药施用量,地膜、秸秆、畜禽粪便基本资源化利用。

力争到2020年,实现农作物化肥、农药使用量零增长。

在“一控二减”方面,无人机将发挥巨大作用。

采用无人机作业,可直接节约用水量90%,减少农药30%-50%。

农机化生产中的植保缺位不仅与当前农业生产的规模化发展趋势不相适应。

利用无人机开展施药技术的研究仍处于初级阶段。

⏹美国:

农用航空作业占耕地面积近50%

⏹日本:

农用航空作业占总耕地面积的54%

⏹世界:

农业航空平均水平为17%

⏹中国:

农用航空作业占总耕地面积不足2%

综上所述,农用无人机有很大的发展空间,也需要更加规范的技术指导文件与之相适应。

1.无人机分类

随着社会的进步,经济发展,无人机的使用越来越多了,应用也非常广,涉及多个领域。

无人机的应用已渗透到了社会中的各行各业。

Ø按飞行平台分类:

无人机按主要分为:

固定翼无人机,单旋翼无人机、多旋翼无人机等。

Ø按结构分类:

1）微型飞行器------空机重量小于7千克的无人机

2）轻型无人机------空机重量大于7千克,但小于等于116千克的无人机,且全马力平飞中,矫正空速小于100千米/小时（55海里/小时）,升限小于3000米

3）小型无人机------空机重量小于等于5,700千克的无人机,微型与轻型无人机除外

4）大型无人机------空机重量大于5700千克的无人机

Ø按应用分类

军警用:

侦察打击、通信中继、信息对抗、空中预警

专业应用:

电力巡线、土地测绘、安防监控、农业植保、森林防火

商业消费:

航模表演、个人航拍、商用快递

2.农用植保无人机简介

农用植保无人机的定义,顾名思义就是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,该型无人飞机有飞行平台（固定翼、单旋翼、多旋翼）、GPS飞控、喷洒机构三部分组成,通过地面遥控或GPS飞控,来实现喷洒作业,可以喷洒药剂、种子、粉剂等。

由于农用植保无人机体积小、重量轻、运输方便、可垂直起降、飞行操控灵活,对于不同地域、不同地块、不同作物等具有良好的适应性。

因此不管在我国北方还就是南方,丘陵还就是平原,大地块还就是小地块,农用植保无人机都拥有广阔的应用前景。

农用植保无人机就是一种遥控式农业喷药小飞机,机体型娇小而功能强大,以载荷为10公斤的电动植保无人机为例,其喷洒效率就是传统人工的30倍,每天作业300~500亩。

飞机采用智能操控,操作手通过地面遥控器定位对其实施控制,其旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性,防治效果好,同时远距离操控施药大大提高了农药喷洒的安全性。

该飞行平台还能通过搭载不同的任务系统,对农业病虫害等进行实时监控、农村土地确权、农作物长势及病虫害的监测、施药、授粉、施肥作业。

3农用植保无人机参考性能指标

●采用高效无刷电机作为动力,机身振动小,可以搭载精密仪器,喷洒农药等更加精准; 

●地形要求低,作业不受海拔限制,在西藏、新疆等高海拔地域; 

●起飞调校短、效率高、出勤率高; 

●环保,无废气,符合国家节能环保与绿色有机农业发展要求; 

●易保养,使用、维护成本低,一般7天就可操作自如;

●售价相对较低,普及化程度高;

●载荷范围5-15L;

●单架次作业时间一般10分钟左右,作业面积10-30亩/架次;

●采用锂电作为动力电源,外场作业需要及时为电池充电;

●专业化培训;

技术参数

技术指标

外形尺寸长*宽*高

2100x2100x800

飞机自重

15-17Kg

最大起飞重量

30-40Kg

农药容器容量

（5-15）L

机体材质

碳纤维&铝合金

充电器

大功率锂电平衡充电设备

喷施系统

药箱、弥散式喷雾系统、增压泵一套

作业温度

-20℃-40℃

锂电池寿命

300-500次充放电

最大有效载荷

（5-15）Kg（±5%）

锂聚合物动力电池

22、2V/16000mA/续航时间10min

作业速度

3~8m/s（风速2~3级）

相对飞行高度

距离农作物1～1、5米

喷幅（6个0、3L/分钟喷头、2、15米长喷淋管）

4～7米（逆风或顺风、风速2~3级）

喷洒流量

1L-1、2L/min（6个喷头）

高浓度农药消耗

0、5-1、0L/亩（具体视不同农作物）

单机喷洒作业效率

300亩/天（瞧飞手实际操作）

四、植保无人机构成部件图解

机身部件

部件介绍:

1:

碳纤维桨叶

碳纤维具有元素碳的各种优良性能,如比重小、耐热性极好、热膨胀系数小、导热系数大、耐腐蚀性与导电性良好等。

同时,它又具有纤维般的柔曲性,可进行编织加工与缠绕成型。

碳纤维最优良的性能就是比强度与比模量超过一般的增强纤维,它与树脂形成的复合材料的比强度与比模量比钢与铝合金还高3倍左右。

碳纤维复合材料应用在航天、导弹与运动器材上,可以显著减轻重量,提高有效载荷,改善性能,就是航天工业的重要结构材料。

2:

无刷电机

无电刷、低干扰

无刷电机去除了电刷,最直接的变化就就是没有了有刷电机运转时产生的电火花,这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。

噪音低,运转顺畅

无刷电机没有了电刷,运转时摩擦力大大减小,运行顺畅,噪音会低许多,这个优点对于模型运行稳定性就是一个巨大的支持。

寿命长,低维护成本

少了电刷,无刷电机的磨损主要就是在轴承上了,从机械角度瞧,无刷电机几乎就是一种免维护的电动机了,必要的时候,只需做一些除尘维护即可。

上下一比较,就知道无刷电机相对于有刷电机的优势在哪里了,但就是万事都不就是绝对的,有刷电机低速扭力性能优异、转矩大等性能特点就是无刷电机不可替代的,不过就无刷电机的使用方便性来瞧,随着无刷控制器的成本下降趋势与国内外无刷技术的发展与市场竞争,无刷动力系统正在高速的发展与普及阶段,这也极大促进了模型运动的发展。

3:

碳纤维壁管

碳纤维管,又称碳管,有抗拉强度高、密度低、耐腐蚀、化学性能稳定等优点,广泛应用于风筝、航空模型飞机、灯用支架、PC设备转轴、蚀刻机、医疗器械、体育器材等机械设备。

（1）、组成:

碳纤维布、环氧树脂、其她。

（2）、性能:

抗酸碱腐蚀、抗拉强度高、密度小、高比模、耐疲劳、抗蠕变、耐高温、尺寸稳定、导电、导热、热膨胀系数小、自润滑、吸能抗震。

（3）、工艺:

拉挤成型、缠绕成型、吹气成型。

（4）、应用:

球杆、钓鱼竿、滑雪杖、GPS测绘仪、帆板桅杆,机械零配件、航模等等。

（5）、规格:

方管/圆管、亮光/哑光、平纹/斜纹、内外径或边长可定制。

4:

离心高雾化喷头

（图一）:

本公司使用进口离心高雾化喷头（图二）:

市面商家使用的普通喷头

离心喷头的优点:

1、改变旋流室的几何形状,使水流合理,大大提高雾化程度。

　　2、材质优良,采用黄铜、玻璃钢或ABS,结构简单,坚固耐磨,价格低廉,经济实用。

　　3、进水管采用卡扣连接,拆装方便,易于保养。

　　4、喷雾性能良好,能大大提高水与空气的热湿交换效率。

　　5、降低喷水压力至1KS/cm2,仍能保持良好的雾化程度,就是理想的节能产品。

　　6、产品规格多,选用范围很广,适用于粉状药剂与液体药剂、

普通喷头的缺点:

1、旋流室水流不合理,雾化效果不能有效发挥。

2、材质大致为普通塑料,使用寿命短。

3、保养拆卸繁琐。

4、不适用于粉状药剂,易堵塞,兼容性差。

5:

臂杆管夹

（图一）:

CNC铝合金折叠管夹（图二）:

普通纽扣式管夹

产品特性:

1、CNC全铝合金折叠机臂件（自动式）机臂管夹,较比普通纽扣式管夹更机械化,性能更优越。

普通纽扣式管夹上纽扣多为塑料材质,易断裂。

2、为了增加飞行稳定性,特设计向上5°倾角。

3、牢固,易操作。

4、此款折叠件适合四轴/六轴/八轴多旋翼机架使用

6、药桶

穿丝杆,加螺栓,安装繁琐,

易对桶壁造成损坏。

（图一）新式药桶（图二）老式药桶

图一（新式药桶）优点:

1、固定点改为一体式内丝杆,材质为全铜,省去了老式安装繁琐事项,固定更牢固,外观更流畅。

2、桶壁厚度增加,使用新型超轻材质,耐氧化,耐腐蚀。

3、桶内增加隔段,减少了工作过程中桶内药剂的晃动,从而大大减轻了对植保机平衡的影响。

7、机身上下碳板

1、碳纤维板

碳纤维板材就是用碳纤维与树脂预制成型的复合材料。

秉承了碳纤维自重轻、轻度高与耐腐蚀等特性。

本公司碳纤维板专用树脂（碳板胶）主要用于遥控模型、体育器材、渔具、眼镜装饰及碳纤维板加固工程中,其粘结性好,不流淌,渗透力强。

2、特性

∙CFC碳纤维板纱线张力均匀,保持了碳纤维强度,产品性能稳定;

∙抗拉强度就是普通钢材的10倍以上,弹模优于钢材,具有优异的抗蠕变与抗震性;

∙重量轻、柔韧性好、比强度高、重量仅为钢的1／5,有较高的韧性,可以盘卷;

∙良好的耐久性与耐腐蚀性,耐酸、碱、盐及大气环境的腐蚀,不须定期维护;

∙柔韧性好、平整度好,表面光泽度高,美观大方;

∙施工便捷,施工质量易保证,材料不用预加工,工序方便。

8、桨叶固件

（图一）新型桨叶固件

1、铝合金材质,经久耐用。

2、安装简易,不用工具就可以固定桨叶。

3、连接牢固,越转越紧。

（图二）老式桨叶固件

1、丝杆固定,安装繁琐。

2、螺丝易生锈,拆卸困难。

3、螺丝易松动、脱落,危险系数高。

四:

锂电池

锂电池的特点:

1、高的能量密度;

2、高的工作电压;

3、无记忆效应;

4、循环寿命长、

5,无污染;

6、智能型电池,电池里装有芯片组成的内置保护线路,能避免过放电、过充电。

五:

遥控器（请参考遥控器包装内的使用说明书）

六:

植保无人机的注意事项:

1）安全操作

　　操作员应严格按使用维护说明书执行。

酒后、睡眠不足、生病时、孕妇、未满18周岁、未获得资质证书者不允许操作。

作业结束后应停止发动机,关闭遥控器电源,并将遥控器置于工具箱内,取出钥匙。

当植保机出现紧急状况时,应将植保机以最快方式飞离人群,并尽快降落或迫降。

2）起飞前例行检查

　　飞控员应养成良好习惯,在每次起动植保机前必须进行例行检查科目,从上到下,从前到后,从外到内,检查完毕后方可启动发动机。

3）其它维护窍门

　　每次飞行完毕后需要养成良好习惯,对全机进行保养与清洁。

可以利用压缩空气、柔软的抹布与稀释的清洁剂对机身、旋翼、起落架、喷洒系统等进行清理。

同时检查直升机各主要部件的螺丝就是否牢固,活动部件晃幅度就是否过大,推杆就是否牢固,机身就是否有明显裂缝等。