摘要：喷施化学农药是病虫害防治最主要的手段,对保证作物的产量起着至关重要的作用。传统的施药机械工作效率低,且使用同一施药量进行连续喷施作业易造成农药浪费、环境污染。随着农业智能化发展,机器人被广泛应用到农业植保作业中,智能施药机器人以减少劳动力投入、提高农药利用率、减少农药施用量以及减少环境污染为目的,实现了更加高效、精准的病虫害防治。智能施药机器人是集复杂农业机械、智能感知、智能决策、智能控制等技术为一体的现代农业施药装备,可自主、高效、安全、可靠地完成施药作业任务。为明确智能施药机器人及关键技术的国内外研究现状,本文总结了适用于不同作业场景的施药机器人的应用进展,从智能施药机器人的移动平台设计、喷雾装置设计、导航技术、智能识别技术4个方面进行分析,结合施药机器人作业环境的复杂多变性,分析智能施药机器人关键技术的现存问题,阐述智能施药机器人未来的发展趋势是精准变量施药、自主导航以及无人化作业,以期为智能施药机器人在未来的研究提供参考。

摘要：为实现农作物不同病虫害等级可控药量喷洒,解决供给流量变化会对雾滴粒径和喷幅影响较大的问题,设计了一种三层智能离心式变量喷头,可实现4级流量调节,满足变量喷施需求。首先,介绍了三层智能离心式变量喷头的基本结构;然后,介绍了该喷头智能控制系统;最后,利用微机控制喷头综合性能精密试验台对喷头样品进行试验,对不同电压下的喷头喷幅、雾滴沉积量、雾滴粒径等基本参数进行了试验研究。根据试验结果,对不同占空比下蠕动泵的流量进行了标定,得到流量与PWM波占空比的关系表达式为y=17.9437 x-380.8336,并对不同流量等级下的变量施药方式进行了分析。试验结果表明:喷头控制电机所施加的电压对喷雾流量本身没有影响,但对喷幅影响明显;随着喷头转速的增加,雾滴粒径一直减小。测得喷头在4种流量等级下的雾滴沉积量分别为1183.2、1669.3、2146.7、2696.5mL,流量变化明显,雾滴沉积量符合正态分布。三层智能离心式变量喷头结构简单,运行稳定,喷头不同等级下的变量施药方式是可行的,可调节喷药量范围宽,农药施用量大幅度减少。

摘要：针对植保无人机在飞行作业过程中由于不同种类药箱和航线以及转向、急停、旋转时药液在药箱中不规则运动产生晃动导致对药箱产生冲击的情况,设计一款可对植保无人机复杂工况下药箱内药液晃动情况进行模拟检测的试验台。试验台利用六自由度运动平台可在三维空间内加载激励的特性,充分模拟植保无人机在飞行作业时的工况,并设计可适配不同形状大小药箱的加载组件,以保证试验台可以对市面上大部分药箱进行试验分析,最后利用试验台对市面上通用的矩形药箱进行试验验证,选择水平激励3 m/s^(2)和圆周激励下的不同充液比的工况进行模拟试验,对其内壁压力、液位等药箱晃动的判定指标进行检测,对结果进行分析发现药箱充液比0.7~0.9时药箱内药液晃动程度最为剧烈。

摘要：为了提高无人机撒播种子分布均匀度和撒播质量,研究了搭载撒播系统的无人机作业参数对种子分布的影响。通过设计正交试验研究了无人机撒播系统出料口大小、飞行高度和转盘转速对黄芪种子在田间的分布影响。试验以电动四旋翼无人机为载体、圆形接收盘为种子采集器。结果表明:极差分析法中,RB(14.9%)﹥RA(13.4%)﹥RC(5.4%),说明影响种子分布均匀性的主次因素依次为飞行高度、出料口大小、转盘转速;出料口大小、飞行高度和转盘转速的最小Ki值分别为36.5%、37.5%和40.6%。因此,最优作业参数为:撒播系统出料口大小为13/30,飞行高度为1.5m,转盘转速为10/30。该研究可为无人机撒播作业提供参考。