摘要：工业设计源自1919年德国魏玛包豪斯学校的创立,距今有百年历史,植保无人机则是近几年才在中国出现。工业设计理念被引入植保无人机的设计制造后,逐渐改变了农业机械"傻大笨粗"的传统印象。本文将通过工业设计的视角从产品的外观、结构、功能等方面分析我国植保无人机的发展。

摘要：植保无人机作为一种及时有效的施药机具,具有施药效率高、不损伤作物的优势,特别适合在亚洲等国家的小块田地和丘陵山区进行喷洒作业,近年来已成为中国农药使用的重要新型技术。本文研究小型无人机(P20UAV)喷洒参数(不同作业高度和不同喷洒浓度)对油菜冠层雾滴沉积分布和菌核病防效的影响,利用水敏纸作为雾滴取样器采集农药雾滴,并通过Deposit Scan图像处理软件统计了雾滴在油菜冠层的覆盖率,获得雾滴在油菜上下层的分布比例。试验结果表明:喷洒高度对雾滴在油菜冠层上的沉积分布影响是十分明显的,喷洒高度为1.5 m,喷洒速度为4 m/s时,雾滴在油菜下层的覆盖率最大,占上层的53.7%;但喷洒高度为2.0 m,喷洒速度为4 m/s时,雾滴在油菜上层的覆盖率最大,雾滴沉积分布最均匀,变异系数为40.21%。无人机每亩喷洒25%咪鲜胺SC 80 g(有效成份),施药后防治效果在55.0%~62.3%之间。当减药20%和40%时,施药后防治效果在50.6%~57.0%之间和37.3%~43.6%之间,防治效果与背负式电动喷雾器每亩喷洒25%咪鲜胺SC 80 g施药效果有明显差异(33.2%~34.8%)。该研究为P20型植保无人飞机喷洒器具的优化设计、性能改进及油菜田合理使用等提供依据。

摘要：针对目前植保无人机现有供电系统续航能力不足的情况,提出了一种高效智能的、由太阳能提供供电的双向变切换供电系统的设计方案。该方案采用升压型稳压、输出可调以及恒流充电的思路设计,用于对植保无人机飞行系统的供电及储能控制。经过测试,整个系统工作可靠,主要性能指标满足要求。

摘要：文章介绍了一种基于STM32F103RBT6荧光光谱的检测装置,用于快速检测植保无人机施药质量。检测装置以STM32F103RBT6为核心控制器,控制步进电机、紫外光源及光谱仪启停,光电开关检测停止信号上报给控制器。阐述了检测装置的软硬件设计原理及结构设计思路。该装置实现对测试纸带表面荧光光谱的快速检测,得到光谱曲线分布,分析施药是否发生漂移和不同位置药液沉积量,完成对作业质量监测与评估,适用无人机施药作业效果分析与监测。

摘要：针对小型四旋翼无人机在丘陵山地果树植保作业场景下的自主飞行控制问题,设计一种基于反步法的轨迹跟踪控制器。根据丘陵山地果园植保特点,规划无人机作业轨迹;基于小型四旋翼无人机非线性模型,采用反步法设计得到力和力矩控制量,并进一步得到电机转速控制量;通过李雅普诺夫稳定性定理分析了系统的稳定性;最后通过仿真,验证了控制器具有良好的轨迹跟踪控制性能。

摘要：农业植保无人机为坡地高植株植物喷洒农药时,由于飞行环境复杂、GPS信号被遮挡和多径干扰等影响,导致其降落过程存在较大的误差,需要操作者不断调整才能安全降落。为了尽量减小降落误差,实现自主安全降落。本文设计了基于红外信标的无人机助降系统,利用红外发射信标和接收装置对无人机降落进行精确的定位。实验表明本文所设计的助降系统能提高植保无人机的降落精度,保障其安全作业。

摘要：新兴农业技术的推广和应用很大程度受制于农户的持续使用意愿.植保无人机农户持续使用意愿模型以TAM为基础,融合扩展了当前农户应用新兴农业技术的外部环境和农户个体特征.为验证模型中各潜在变量间的假设关系,对模型的各潜在变量进行了测量设计,根据测量设计结果设计问卷,对陕西省使用了植保无人机的农户展开调研.对调研数据的实证分析表明:感知有用性、感知易用性、外部环境为植保无人机农户持续使用意愿的主要影响因素;感知有用性在感知易用性、外部环境对持续使用意愿的两条影响路径中同时存在中介效应,感知易用性在外部环境对持续使用意愿的影响路径中也存在中介效应;且文化水平对持续使用意愿起调节作用.

摘要：为了优化植保无人机通信系统的信息通信效率和信息传输有效率,在物联网架构下,利用STC60S2系列单片机控制植保无人机、传感器等装置作业状态,实现植保信息的采集、传输与接收。研究结果表明:与传统通信系统相比,系统设计方案的信息传输效率提升5%,在总通信量为58 T条件下,有效通信量大于等于46 T;系统作业期间,最小DXV和最大DXV数值均增加10%。

摘要：介绍一种基于STC89C52的植保无人机喷洒作业系统的设计。该系统包括植保喷洒执行系统、植保喷洒控制硬件系统、植保喷洒控制软件系统。介绍了植保喷洒系统的结构组成、植保喷洒控制硬件结构组成及软件系统的控制流程、HMI(人机交互界面)的设计及整机试验测试等。通过实际测试和试验,该系统运行平稳,控制可靠,植保喷洒作业数据显示清晰直观,数据传输稳定可靠,参数设定方便快捷,达到植保作业信息的数字化、精准化要求,满足植保作业的要求。

摘要：逆向工程是产品在设计时所使用的一种技术型手段和思路,加快了产品升级更新速度,可以大幅度降低产品在“设计—完善—制造”过程中的各项成本。植保无人机是当前无人机应用的主要方向之一,在农业植物保护作业中扮演着重要的角色。基于此,文章通过剖析逆向工程技术的应用领域和工作流程,详细分析了3D扫描技术和逆向建模方案设计。以植保无人机典型结构机翼为例,进行逆向工程建模,运用Solid Edge平台的无人机机翼逆向建模技术,通过数据平滑、区域识别与拟合、轮廓绘制、“蓝面”处理、模型实体化及渲染等关键环节,完成了无人机机翼的逆向建模。仿真结果表明,该逆向建模方案具有方便、高效、易于理解的特点,对后续阶段的研究与应用有一定参考价值。