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植保无人机介绍怎么写(植保无人机入门简介)

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植保无人机是这几年才开始发展起来的新事物,是一款先进的植保作业生产工具,因此很多植保从业者对此很感兴趣,甚至很多其他行业的人也很想了解该产品。本文对植保无人机做简单介绍。

目前市面上的植保无人机款式比较多,但都分为四部分,一是飞控系统,二是动力系统,三是喷洒系统,四是机型机架。

一、飞控系统

飞控系统是植保无人机的控制中心。植保无人机通过该系统控制无人机进行飞行和喷洒作业。该系统主要包括主控模块,相应的传感器部件,如GPS、磁罗盘、雷达、RTK等,以及地面控制模块,如遥控器和地面站。

1、主控模块:该模块主要有主芯片,以及陀螺仪、加速度计(这两个一般统称IMU)和气压计。主芯片的功能就是接收所有外界的信息,处理后输出命令给电调以进行飞行和喷洒作业。IMU是检测飞行姿态的核心传感器,飞机姿态是前倾后倾还是左倾右倾,IMU都要及时准确的反馈给主芯片。气压计则是检测气压高度,给主芯片提供高度变化的数据。

2、GPS和磁罗盘:GPS给飞控提供位置信息,而磁罗盘是通过地球磁场检测方向。有些厂家把这两个模块做在一起。由于磁罗盘比较容易受到干扰,所以有些厂家也把磁罗盘独立出来,然后安装在机架干扰比较小的位置。

3、毫米波雷达:该模块用于检测与物体的相对距离。由于毫米波雷达不受水雾和光线的影响,因此特别适合用在植保无人机上。目前该模块主要用于仿地和避障,即检测飞机与地面的高度,以及与飞机水平方向的障碍物之间的距离,从而提高了无人机作业的安全度。

4、RTK:由于GPS的精度只能达到一两米左右,为了更精准的控制植保无人机的飞行精度,不重喷漏喷,很多厂家就把RTK用在植保无人机上。RTK简单的说就通过基站测出厘米级精度的位置,然后把该位置数据发送给无人机,植保无人机因此获得精准位置,从而实现精准飞行。

RTK一般包括空中端和地面基站。现在也有网络RTK使用公共基站,然后通过移动网络发送给飞机的空中端。极飞也在自建公共基站,这样就不用自己架设地面基站了。

但目前RTK设备还是比较贵的,基本都要上万块,所有很多植保无人机不会标配。

5、遥控器和地面站

通过遥控器,我们可以直接无线远距离控制无人机的飞行。目前基本上控制距离可以达到1-2公里。

地面站是通过无线传输模块把智能终端(如手机、平板)和无人机连接起来,再通过智能终端的软件APP去控制植保无人机的飞行作业的一整个模块。相比较遥控器,它可以实现飞手和无人机的更多的交互,比如飞机状态可以显示在APP上,也可以实现更多的作业功能,比如航线规划。有些厂家把平板和遥控器做在了一起,有些遥控器通过数据线连接自己的手机也能实现该功能,有些厂家直接抛弃了遥控器只使用地面站来控制无人机。

通过采用智能终端,植保无人机也实现了与网络的连接。通过智能终端开发更多的运营的功能,也必然是植保无人机发展的一个大的趋势。

这两年很多厂家也把航拍无人机的摄像头图传整合到植保无人机上,所以现在还可以远距离看到作物情况。这有利于飞手了解无人机的实际作业情况,另外也可以通过图像进行无人机打点作业。

二、动力系统

动力系统是植保无人机的飞行基础,这里可以把发电机、充电器、电池、电机、电调、桨都包含进去。

1、发电机:由于植保无人机都是外场作业,一般都需要外场充电,所以配一到两台汽油发电是很有必要的。

2、充电器:这里充电器主要是指给飞机电池充电的设备。现在植保行业的充电器都做的比较傻瓜化了,即插即冲,就不作过多介绍了。当然如果自己配的话,还是要注意一些功率、接口、设置等一些问题。

地点

3、电池:无人机上用的是锂聚合物电池,能量密度比较高。对于用户来说要注意的是使用保养上的一些问题。比如不能过放,不要满电保存,不要在太阳底下暴晒,充电时都要有人在现场,等等。不正常使用的情况下,鼓包、充不进电、自燃、突然没电炸机等情况都是会出现的。

4、电调,全称电子调速器,飞控即通过电调来控制电机的转动的。除了厂家的差别,一般以最大电流作为型号的区分,如60A、80A就代表不同的性能的电调。目前也比较多用FOC电调,想深入了解的话,可以多多百度。

5、电机,植保无人机都是用无刷电机。电机的能效和其尺寸是直接相关的,即其直径和高度。一般来说越大的电机动力也越强。另外比较关注的是电机的动平衡,转起来机臂一直在抖的电机最好就不要用了。

6、桨,桨是无人机的最终执行单元,越大的桨动力也就越强。其产品型号一般也是通过产品尺寸即长度和螺距来命名的。以2060浆为例,20表示桨的直径是20英寸,60表示桨角即螺距。

三、喷洒系统

喷洒系统是植保无人机的应用模块,包括药箱、水泵、喷头和相关传感器。

目前大部分的植保无人机都是以药箱的容量来作为飞机的型号的,有6L、10L、16L、20L等。目前农机补贴也会针对不同容量有不同的补贴额度。

目前植保无人机的药箱设计有固定式和拔插式的。固定式设计在市场前期比较多使用。拔插式设计可以更快换药,还是有优势的。

目前植保无人机上用的水泵主要有压力泵和蠕动泵,喷头有压力喷头和离心喷头。 压力泵和蠕动泵都比较稳定,比较耐用,抽杂质比较多的药液都不会有太大问题,因此很适合用在植保无人机上。压力喷头的优点是结构简单、耐用,雾滴漂移小,缺点是雾滴比较大。离心喷头的优点是雾滴均匀,雾滴可以比较细,缺点是结构复杂,容易坏,雾滴漂移大。目前市场上有三种组合,一是压力水泵配离心喷头,二是压力水泵配压力喷头,三是蠕动水泵配离心喷头。

压力喷头离心喷头

目前市场上有三种组合,一是压力水泵配离心喷头,二是压力水泵配压力喷头,三是蠕动水泵配离心喷头。第一种组合为了实现较好的雾化效果,在前几年市场早期,比较多被使用。第二种目前比较多产品使用,主要是产品稳定,问题比较少,售后轻松。第三种主要极飞在用。

为了实现精准控制流量和断药保护,喷洒系统还是需要搭配不同的传感器。目前在这方面大疆和极飞做的比较稳定。大疆采用的是第二种搭配,配上开关液位计实现断药保护,另外再配上压力计和流量计再控制水泵实现精准喷洒。而极飞采用的是第三种搭配,由于蠕动泵的流量控制比较线性,重复性比较高,即每一次通过水泵的流量都可以是一样的,因此其精准喷洒实现起来在控制上就很简单,什么时候药喷完了也可以很容易计算出来。但蠕动泵不能有外力的干扰,所以不能采用压力喷头,对水管也有要求。

四、机型机架

目前植保无人机用的机架多采用四轴、六轴或八轴。四轴要用到比较大的桨,风场也比较稳定,动力损耗也比较小,目前比较多在使用。六轴和八轴,风场会比较杂乱,动力损耗比较大,但稳定性比较高,低频震动比较小,比较好控制,个别机臂出现故障也能稳定飞行。

为了把这些系统模块更好的连接起来,实现不同的产品特点,不同厂家采用的各种不同的设计方案。如固定药量和拔插药量,如在中心结构上有飞控、电池和药箱是上中下纵向组合,也有前中后横向排列,如在机臂上有固定机臂和折叠机臂,等等。

五、植保无人机常用功能

1、飞行模式

目前常用的飞行模式主要分为手控作业、AB作业、全自主作业。

手控作业即由飞控直接控制植保无人机的飞行动作和轨迹进行作业的一种模式,目前主要在一些障碍物比较多的地块使用。

AB作业是通过采集起始航线,然后按固定横距向一个方向不断复制航线的作业方式,仅通过遥控器就可以实现。这个模式比较简单,在很多场景里都在使用。

全自主作业则是通过智能终端规划航线,然后一键发送给飞控,最终实现全自主作业。该模式前期准备工作比较多,采集地块耗时长,但作业过程中则基本不用太多干预了。

2、仿地飞行功能和避障功能

仿地飞行功能则是通过雷达检测无人机与地面的高度,从而实现无人机与地面高度保持稳定的一个功能,在地形有起伏或不水平的地块是非常适用的。

避障功能则是通过检测飞行方向是否有物体,来判定无人机是否采取悬停动作或绕行飞行。该功能有时候会误检,但在很多时候可以避免撞击物体炸机。

3、图传功能

该功能将无人机上的摄像头的图像实时传输给地面站,飞手因此可以直接的实时检测无人机工作状况。

4、物联功能

植保无人机的飞手信息、作业面积、作业地点、无人机状态等各种数据可以通过地面站实时的传输到网络上。该功能对植保无人机后续的运营会有很大的帮助,但目前最大的用处只是为了通过后台的面积统计申请统防统治的补贴。

5、精准飞行和精准喷洒

通过RTK模块,植保无人机可以实现厘米级的精准飞行。双天线RTK模块的定向功能,也可以避免磁罗盘在很多场景下的干扰导致的刷锅问题。

通过亩喷量功能,植保无人机实现了精准喷洒。借助于水泵及相关传感器,地面站上只要设定一个亩喷量的数值,植保无人机即可以自主的计算实现多少地即打多少药的效果。

6、AI测绘功能

全自主规划作业需要采集地块,人工采集效率太低,因此有些厂家就把测绘无人机应用到植保上。测绘无人机可以采集到高精度的三维图像,然后通过地面处理,划出作业区域,再发送给植保无人机进行全自主作业。这样就形成植保无人机闭环的全自主作业。

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