农业无人机精准喷药现状.pdf

目录 一． 背景 1 二． 现状及实例2 1. 飞行平台2 1) 发展现状2 2) 实例4 2. 飞控系统7 1) 发展现状7 2) 实例7 3. 喷洒系统8 1) 发展现状8 2) 实例9 4. 施药技术 15 1) 发展现状 15 2) 测试实例 17 5. 农药剂型 18 三． 自主飞行喷洒系统研发示例 18 [2] 1. 直升机自动喷洒模型 18 2. UAV 自主飞行控制系统AFCS(Autonomous Flight Control System) 19 3. 利用PWM 的变量喷洒系统20 4. 硬件配置及重量21 文献：22 农业无人机精准喷药现状 一．背景 1918 年美国第一次用飞机喷洒农药灭棉虫时,农用航空拉开了历史序幕。随 后,农用航空在新西兰、澳大利亚、英国等国也逐步得到应用与推广。随着航空 工业的发展,各种符合农业要求的专用机也相继出现,近年来美国、澳大利亚等国 研制了许多农业专用的轻型飞机,如美国的PA-36、AG-1、AG-2 、AG-38 以及澳 大利亚的空中拖拉机等机型。据国际农业航空组织统计, 目前全世界约有70 多个 2 国家拥有农用飞机近3.2 万架,全球应用农业航空处理的耕地面积 24666 万hm , 占世界耕地总面积的17%,其中美国、俄罗斯、日本 3 个国家农业航空处理面积 占本国耕地面积分别为45%、35%、39%而我国仅有1.7% 。日本是最早将无人驾 驶直升机喷洒技术运用于农业生产的国家,也是该技术发展最成熟的国家之一。 由于日本农业经营规模相对较小,且农业以水稻生产为主,常规的大型地面施药技 术装备难以适应,而无人机因其外形尺寸小、重量轻、操控灵活、农药喷洒效果 好、作业效率高等优点,近年来在日本得以迅猛发展, 已经超过了有人驾驶农用直 升机的防治面积。 我国上世纪50 年代开展了航空喷洒技术的研究和应用,主要以森林、农垦区 和农场进行农业航空喷洒作业。受我国空管问题的约束以及我国传统农业的发展 方式的影响,我国航空施药技术发展缓慢。目前我国有农用飞机140 架,直升机60 2 余架,使用航空喷洒防治农林业病虫草害和施肥的面积达到200 万~233.33 万hm , 和农用航空发达国家相比差距仍十分巨大,无人机喷洒技术的研究处于初级阶段, 实际应用仍是空白。 人驾驶直升机作为直升机的一种除了具有直升机的优点外,其外形尺寸更小, 重量更轻,操控更加灵活,尤其适应于中、小田块的喷洒或是大田块内局部的精准 喷洒等。无人机主要优点有:不用安装任何与飞行员有关的设备,这样可以利用空 间和减轻重量装备更重要的设备;无人机航空喷洒可在飞行控制系统和喷洒伺服 系统等电子设备的控制下自动完成,操作人员只需在地面控制站通过无线遥测系 统发出指令来控制无人机的动作;操作简便,避免飞行员中毒、伤亡等问题;超低空 飞行能力强,飞行操控灵活,安全系数高;采用超低空喷洒作业,减少了雾滴在非喷 洒区的飘移。因此,随着生产制造和航空控制技术水平的大幅提升,应用无人驾驶 直升机进行农药喷洒己成为近年来发展最快的技术领域。 1