农用植保无人机喷洒技术的研究.doc

农用植保无人机喷洒技术的研究.doc农用植保无人机喷洒技术的研究
摘要:随着我国经济的迅猛发展,对于各地区的土地资源利用情况以及农业经营模式选择有更高的要求。关于农用植保无人机喷洒技术,本文介绍了国内外无人机喷洒技术的现状,分析技术关键要领,理论试验双方面研究,并对其在病虫害防治方面需要研制更高效的无人机喷洒设备做相应的要求,有利于减少农药使用率,提高植物抗虫性,为生态环境保护做出贡献。
关键词:农用;无人机;喷洒技术
中图分类号: S25 文献标识码:A DOI:
引言
起飞时不需要跑道是无人机的显著特点之一。这种特有的飞行模式是其他飞行器不能相比的。美国现在已经对无人机展开了研究,尤其针对航空如何更加有效喷洒农药方面的探寻。20世纪90年代初日本就利用遥控直升机,对农田作物、蔬果等其他植物的病虫害进行防治。农作物质量的把关、肥料的合理使用得到了很好的实现。此外日本的山叶公司将第一架无人机推向了市场,主要用途为喷洒农药。无人机具有体积小,易于操控以及能喷洒均匀的特点收到广大农业者的欢迎。为了能更好适应现在的农业模式,研究无人机喷洒的技术是十分必要的。
1 对无人机喷洒技术的理论研究
液滴雾化
现在无人机喷洒技术的研究发达国家主要在2个方面展开深入研究,分别是研究雾滴的沉降规律,通过建立雾滴分布数学模型以及如何精确应用GPS导航系统在防治病虫害时喷洒农药达到最大防治效果防治出现漏喷和重喷的情况。现在主要有2种喷头雾滴雾化的方式,液力式雾化以及离心式雾化。离心式雾化最主要是可以减轻整个喷洒设备的重量,便于操作喷洒农药,这是无人机最常采用的雾化喷头。原理是利用无人机上的发电机供电给喷头电机,农药液得以通过离心力甩出去,雾滴得以形成。通过调节喷头转速可以轻松改变雾滴的大小,改变喷头转盘结构也是可以达到这个目的的。无人机飞行时的气流速度,外界大气流情况都将对雾滴下落的情况造成影响,农药喷洒的区域范围也将有改变,最终体现在对病虫害的防治效果上。因此需要对雾滴在无人机喷洒后的路径以及运动状态做进一步研究,在对液滴雾化方面的探究将对未来喷洒农药方面有很大的帮助。
运输及沉降过程
雾滴在滴落以及沉降运动过程中有不确定性,像复杂的空间气流运动,会使得雾滴之间相互激烈碰撞融合,这让雾滴运动具有很多种随机情况。所以要得到空气流场中雾滴的均衡流动状态,建立雾滴流场的数学计算模型是十分必要的。研究员一般在实验室中通过一些专业软件来模拟喷雾的全过程。计算机模型能够对飞行器航空喷雾的全程进行生动模拟,雾滴沉降效果如何受风速、雾滴蒸发速度、空间气流实况等因素的影响都可以进行研究分析。AGDISP这种计算机模型加拿大将其应用于如何保护植物方面,美国则通过输入无人机喷嘴间距、雾滴质量等相关参数以及现场大气风速、温度等数据科学计算出雾滴的沉降量,对于后续研究如何更好精确喷洒农药起到重大作用。
气候条件对喷洒的影响
提高雾滴喷洒准确率的关键之一是把握好喷雾时间,不同的地形地势会影响喷洒的最终效果。不仅如此,无人机机翼旋转产生的气流,喷洒作业产生的热量,不确定的风速都会影响雾滴落在农作物上的区域范围。如何最大程度减少农药液的飘散和挥发损失是需要着重研究的。目前研究表明当大气温度高于28℃时就需要适时停止