摘要：【目的】为满足无人机田间作业既具有旋翼机灵活起降的功能又具备固定翼长航时的特征,设计了一种X字布局的旋翼、固定翼混合结构且具有倾转功能的新型农用植保无人机。【方法】根据农田喷施作业的负载动力要求对无人机的增升装置进行了翼型和参数的设计。利用SolidWorks软件搭建了植保无人机的机体结构,使用Fluent软件结合Spalart-Allmaras湍流模型,对植保无人机增升增速参数进行了气动仿真分析。【结果】仿真试验发现,升力系数与迎角和空速呈正相关,其中,迎角从4°至6°变化时的影响较为强烈;迎角对应5°~30°前倾角时,升力系数达到0.81。在5 m/s的空速下,迎角和前倾角的关系几乎呈线性分布,机头前倾即可增大升力系数,进而增加有效负载,使得整体植保无人机的作业效率得到提升。【结论】本文为设计倾转翼植保无人机提供了理论依据,也为植保无人机延长续航时间、提升作业效率打开了新思路。

摘要：为了探究飞行方式、飞行参数及侧风等因素对无人机喷雾雾滴空间质量平衡分布和旋翼下旋气流场分布的影响,该文基于无人机施药雾滴空间质量平衡测试方法,测定了3WQF80-10型单旋翼油动植保无人机在不同飞行方式（前进、倒退）、飞行高度和侧风速条件下的喷雾雾滴空间不同部位的沉积率和下旋气流风速。结果表明：对于该型无人机,在飞行高度（3.0±0.1）m、速度（5.0±0.2）m/s、1.2 m/s侧风速条件下,机头朝前与机尾朝前2种飞行方式对雾滴分布有显著影响,机尾朝前的飞行方式底部沉积比例可达60%,作业效果更佳;在2.0~3.5 m高度、（5.0±0.3）m/s速度和0.8 m/s侧风速条件下,空间质量平衡收集装置底部雾滴沉积率变异系数与高度呈现线性负相关,线性回归方程决定系数为0.9178,即高度越高雾滴分布均匀性越好;在（3.0±0.1）m高度和（5.0±0.3）m/s速度条件下,空间质量平衡收集装置底部雾滴加权平均沉积率与侧风风速呈线性正相关,线性回归方程决定系数为0.9684,即侧风速越大雾滴越集中分布在下风向处;飞行方式、高度和侧风3种因素对单旋翼无人机喷雾雾滴产生的影响都是通过改变其旋翼下旋气流场在垂直于地面向下方向的强度,减弱气流对雾滴的下压作用来实现的。研究结果可以为植保无人机设计定型、田间喷雾作业参数确定和作业条件的选择提供理论参考。

摘要：随着中国农业信息化、智能化的发展,农业生产对植保无人机的作业质量越来越重视。植保无人机进行仿地定高飞行作业,是提升植保无人机作业质量的关键。回顾了多种传感器和多传感器信息融合技术的研究与应用的进展,概括和总结了超声波传感器、激光雷达、毫米波雷达、GNSS、气压传感器、视觉传感器和多传感器信息融合技术在定高飞行技术上的应用。并对上述传感器技术和仿地定高飞行控制方法进行了局限性分析,在此基础上,结合植保无人机作业场景的特点,提出对植保无人机仿地定高飞行进行区域划分,并提出姿态调整控制策略。通过对植保无人机仿地定高飞行的控制方法进行系统分析,探讨了适合植保无人机的适应性广、可靠性高且成本较低的测距方法及仿地控制方案,提出了多种传感器组合定位、人工智能场景识别定位、基于模型设计的高精度定高控制系统等解决方案,为植保无人机更好地实现精准作业提供有效的参考。

摘要：为探索植保无人机对篱架式经济作物进行航空喷施作业的适宜作业模式,以单臂篱架式葡萄种植园为例,通过设计平行于篱架和垂直于篱架两种作业方向,对植保无人机分别设定1.5m、3.5m、4.0m三种有效喷幅,分别对比分析两种作业模式下的施药总量和农药利用率,得出以下结论:从减少施药总量、提高农药利用率、降低环境污染的角度考虑,应当优先选择飞行方向平行于作物篱架的作业模式,且对应上述三种有效喷幅下的施药总量最大可减少1/4、农药利用率最高可达100%;在飞行方向平行于作物篱架的作业模式中,兼顾作业效率和农药利用率,应当优先采用有效喷幅为3.5m的作业模式,试验工况下施药总量可减少1/7、农药利用率为86%。

摘要：【目的】旨在探究应用植保无人机进行改变无人机飞行高度、飞行速度以及喷幅喷施燕麦田间除草作业的雾滴沉积分布特性及杂草防除效果。【方法】选用大疆T30植保无人机作为测试器械,采用作业高度、速度、喷幅设计三因素三水平正交试验测定了燕麦叶片的雾滴沉积规律。同时田间试验测定了喷施除草剂对燕麦混播田靶标杂草的防效。【结果】采用T30植保无人机喷施480 g/L灭草松AS,当作业参数喷幅为4 m/mL、作业高度为1.5 m、作业速度为5 m/s时燕麦叶片上的雾滴覆盖率为6.98%,雾滴沉积密度为107.80个/cm^(2),在设置的所有处理中最高,雾滴平均直径达1447μm。分析认为影响燕麦叶片雾滴覆盖率和沉积密度的主要因素依次为作业高度、作业速度、喷幅,而影响雾滴直径的因素依次为作业速度、喷幅和作业高度。喷幅4 m、飞行高度1.5 m、飞行速度5 m/s为T30植保无人机在喷施灭草松除草剂时的最佳飞行参数,施药后40 d时对燕麦田杂草的株防效为87.07%,鲜重防效为91.45%。与对照相比,增产幅度为437.47 kg/hm^(2),增产率为10.09%。【结论】揭示了植保无人机T30在燕麦田喷施480 g/L灭草松AS除草剂时的雾滴沉积分布规律及其在田间的除草效果,为植保无人机在农业领域的广泛应用提供数据支持和技术支撑。

摘要：植保无人机喷雾性能试验台可完成不同类型喷头性能、喷杆式喷雾机及植保无人机喷雾分布均匀性和喷量一致性检测。为了提高试验台的检测效果和自动化水平,通过对试验台的组成和工作原理进行分析,提出了一种基于Lab VIEW虚拟软件开发平台、以双单片机系统作为核心控制的理念,并利用上位机与单片机通讯的方法实现下位机控制,采用变频器技术和步进电机驱动技术达到电机调速的目的。

摘要：我国是全球植保无人机保有量最多、无人机植保应用面积最大的国家,但是丘陵山区、小块农田的无人机植保普及率不到5%。为研究政府补贴对中小规模农田、丘陵山区无人机植保服务的作用,对广东省现有的植保无人机补贴体系效果进行试验。试验结果发现:现有的政府补贴能显著提升小块农田无人机植保普及率,但对丘陵山区植保作业的促进作用有限。由此提出完善购置补贴、分类细化作业补贴的植保无人机补贴体系设计方案。

摘要：为探究飞防助剂类型与杀虫剂的混配方式对水稻二化螟防治效果的影响,本研究以杀虫剂(10%甲维∙茚虫威SC、5%氯虫苯甲酰胺SC和0.8%鱼藤酮SC)、飞防助剂(有机硅助剂、矿物油助剂和卵磷脂助剂)、施药液量(21、24和27 L/hm^(2))为因素设计了3因素3水平的L9(34)正交试验,通过方差分析(ANO⁃VA)方法对各因素的显著性水平进行了分析。结果表明,在本研究的试验条件下,施药后第14天,杀虫剂对水稻二化螟防治效果有显著性影响(P<0.05),飞防助剂对水稻二化螟防效有极显著影响(P<0.01);在设定的施药液量范围内(21~27 L/hm^(2)),施药液量对水稻二化螟防效无显著性影响。混配方式7(0.8%鱼藤酮SC、有机硅助剂和27 L/hm^(2)施药液量)具有较好的速效性与持效性,施药后第14天的防效达81.45%;混配方式4(5%氯虫苯甲酰胺SC、有机硅助剂和24 L/hm^(2)施药液量)持效性显著,施药后第14天的防效为79.30%。本研究成果可为防治水稻二化螟的药液混配方式提供参考。

摘要：植保无人机平台测高技术有着广泛的需求,而调频连续波(FMCW)毫米波雷达设备在自动驾驶领域已经逐渐普及,因此,把FMCW毫米波雷达测高技术推广到植保无人机测高领域具有重要意义。基于植保无人机平台分析FMCW毫米波雷达测高原理和系统设计,证明了FMCW毫米波雷达可以用于植保无人机。提出基于地表建模的测高雷达回波仿真方法,可用于进行不同地形情况下的FMCW毫米波测高雷达性能分析和算法研究,实验分析了模拟回波的高度信息,证明该方法能满足植保无人机测高需求。

摘要：目前,我国对植保无人机研究主要集中在药液雾滴沉积、喷头结构分布及机具性能优化等方面。而对植保无人机施药技术更加透彻的理论分析还处于初级阶段,对精准施药方面如喷嘴技术参数、飞行作业最佳高度还没有统一参数标准,缺少标准的施药技术和作业规范,在不规范的作业参数下,喷雾质量极易受到影响、导致药液雾滴飘移并对周边作物生长环境造成破坏。针对上述问题,建立了植保无人机雾滴飘移测试试验台,研究植保无人机喷雾流场中不同旋翼转速下风场风速、喷雾压力对雾滴飘移运动的影响,并总结植保无人机喷雾施药作业中旋翼转速和喷雾压力的自身性能参数对雾滴飘移的影响规律。研究结果可为国内植保无人机喷雾施药技术优化发展提供基础理论参考。