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植保无人机喷洒系统的设计

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发表于 2018-5-15 16:55:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
   
                    


    摘要:我国作为农业大国,有18亿亩基本农田,每年需要大量的农业植保作业。我国大部分农民还是使用手动喷雾器,这种喷雾器农药的有效利用率很低。而且我国每年农药中毒人数有10万之众,致死率约20%。传统农业作物喷药方法存在施药器械落后,农药浪费流失严重,防治效果差,反复用药,致农药残留超标严重,施药者与农药直接接触,生产性中毒事件时常发生,人工成本持续增高等一系列问题。针对我国无人机的需求,结合我公司自主研发的八旋翼植保无人机,围绕植保无人机喷洒系统设计展开了相关研究。

    近年来,以其结构简单、易保养、维护成本低、尺寸小、重量轻等优点被农民所喜爱,逐渐走人了农业生产中。现有的植保无人机喷洒方式,完全依靠无人机驾驶员的手动操作,由驾驶员决定药剂喷洒的地点和流量。但是依靠驾驶员的经验进行判断,常常会造成漏喷或者重复喷洒等问题,对农作物的生长有一定的影响。所以,喷洒的流量控制仍是其广泛应用的一个障碍,如何能够实现流速微调控制是目前亟待解决的问题。
    本文设计的流速微调喷洒系统具有流量精准控制、低液位报警等优点,可以有效解决流量喷洒难以控制的问题,更加精细的实施喷洒作业。

    1 系统原理与设计
    流速微调喷洒系统,它包括速度传感器、飞行控制器、中央处理器、变频模块、液位检测模块、喷洒泵和雾化喷头。速度传感器和飞行控制器集成在植保无人机的飞行控制系统内,速度传感器和飞行控制器用杜邦线连接,飞行控制器和中央处理器用杜邦线连接。速度传感器、飞行控制器和中央处理器都安装在飞控板上。中央处理器和变频模块用通信线连接,液位检测模块与中央处理器用通信线连接,变频模块和喷洒泵用通信线连接,喷洒泵和喷头把药剂喷出。随着植保无人机飞行速度的变化,喷洒的流量也随之改变,速度越快,流量越大。
    速度传感器和飞行控制器集成在植保无人机的飞行控制系统内。通过速度传感器的检测,把飞行速度数据传送给飞行控制器,飞行处理器将速度信号数据转化成数字信号传输给中央处理器,由中央处理器进行信号的线性化处理,处理好的信号数据传送到变频模块,然后由变频模块对线性化数据转化处理,处理成为喷洒泵的驱动信号,从而达到对喷洒泵的精准控制。速度传感器、飞行控制器和中央处理器都安装在飞控板上。变频模块为封装模块,主要作用是信号变频,驱动喷洒泵。液位检测系模块的作用是实时检测液位高度,在液位低于10%时进行低液位报警,并且逐步对水泵开闭进行相关的控制。
    原理图如下图所示:
2 结语
    本文设计的流量微调喷洒系统,可以通过速度控制喷洒泵,达到流速微调喷洒,具有流量精准控制等优点,可以有效解决流量喷洒难以控制的问题,更加精细的实施喷洒作业。
转自精通维修下载
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