无人机植保水有多深,我们看看哪些施药技术问

2020-01-13| 发布者: admin| 查看: |


说到无人机农业植保领域有两个公司是绕不开的话题,曾经的植保霸主“大疆”和逆袭成功的“祥农”。

大疆成为全球无人机及飞行影像系统的领军者,以连续多年增长翻番的业绩,构建了消费级植保无人机的统治性王朝。大疆2015年发力投入农业植保领域。为了更大商业愿景和公司估值,“独角兽”大疆必须要走好这一步。但是,它遇到了祥农农业无人机的顽强抵抗。两家农业无人机采取了不同的设计思路。大疆直接沿用消费级市场思路,注重飞手操控飞机喷洒农药;而祥农在研究了农业实际情况后,力推飞机自主飞行,通过RTK的信号装置,设置好路线后,让无人机实现“傻瓜式”飞行喷药,减少人为因素,更加注重打药效果的标准化。

比如,祥农无人机喷药飞行时,设置飞行速度为每秒6米,再想提速很难。而大疆无人机可以轻松飞到每秒12米。农民的希望是飞慢一些,以便药水稳稳洒到农作物上。

我们来看看无人机发展还需要进一步完善的这些技术方面问题,如:

喷洒农药中存在的问题

植保无人机喷洒雾滴大

目前一些植保商使用的喷头不符合无人机作业要求,其雾滴较大,在喷洒下降过程中雾滴与雾滴之间难免会发生碰撞后形成更大的雾滴,这样落在农作物叶面上的就不是雾滴,是水珠了,这会使得灼伤叶面,以及其不能附着在叶面上,落入土壤,不仅污染土壤而且杀虫效果不好。

喷洒沉积与飘移

在各家植保无人机厂商里,实实在在的进行农业航空化学雾滴沉降效应研究的植保商有多少?建立了雾滴飘移随下风距离关系的数学模型的又有多少?揭示雾滴内飘失规律,研究出不同喷施方式、不同作业对象的适宜雾滴大小、密度和覆盖均匀度的厂商又有多少?

这些问题没有研究明白就敢卖?这不是圈钱是什么?喷头自己好好研究过没?效果验证过没?光一个喷洒系统的研究及设计我想就得各个无人机植保商喝一壶的,有那么一两家企业在这方面做得真不错,飞机不好使就一直不卖,不坑消费者,直到做到最好使才卖,卖出去只能砸自己的牌子。

农药剂型

在农药剂型方面,国外航空植保有航空喷雾专用ULV(超低容量制剂)。但我国目前登记注册的ULV品种较少,是影响国内航空喷雾发展的一个重要因素。

飞机直接施用常规药剂对水进行作业时,约有60%的药液因挥发或飘移而损失,仅有约25%药液沉降至作物上。

因此,如何增大雾滴在作物表面有效沉积是提高防治效果的关键因素,而开发航空喷雾雾滴蒸发抑制剂是改进农业航空喷雾效果的重要手段。作用原理是通过其含有的白油、黄原胶等成分,改变药液重量与黏度,从而减少雾滴沉降过程中水分蒸发,使雾滴在沉降过程中粒径变化减小,更好地沉降在作物靶标部位。

主要的三大喷洒系统

离心雾化喷头

离心雾化喷头喷洒面积相对较广、施药均匀、喷洒效率高。离心雾化喷头由导柱、螺套、喷头座、罩壳、流量器、雾化盘、直流电动机和螺钉等组成。喷头座罩壳用聚丙烯制成。

喷头固定在喷杆上,塑料输药管穿过喷杆与喷头的流量器连接,将药箱中的药液送入喷头,流量计呈长锥形管状,伸向雾化盘,用来输送药液和控制药液流量。直流电动机利用飞机自带电源为雾化盘提供动力,雾化盘呈圆台盆状,内壁设有多个细槽,供药液均匀分布,实现超低量喷雾。

航空静电喷雾系统

航空静电喷雾系统。这个系统包括可以同时输出正、负高压静电的直流高压开关电源和两组喷嘴。将静电喷雾技术与航空喷雾技术结合,能较好地解决前述问题,是因为航空静电喷雾具有独特的优点:

一方面飞机喷洒作业时产生的雾滴借助于静电场的作用,增强了喷雾粒子对预定目标的吸附;

另一方面,飞喷作业时的雾滴是由上向下运动,在重力和静电场力的双重作用下加速了雾滴向下运动,减少了雾滴飘移损失。此外,飞机飞行时产生较大的气流,提高了雾滴在植株中的穿透性,提高了药液的利用率。

利用PWM的变量喷洒系统

精确喷洒系统主要由脉宽调制技术PWM控制器、齿轮泵、喷头及吊臂、药箱等组成。精确喷洒的工作过程为:农药由电机带动的齿轮泵加压后进入喷头喷施给作物,通过脉宽调制技术控制电机的不同转速实现喷头的流量控制。

PWM控制器的电路驱动与执行是与无人机的电子控制系统连接并由机载12V直流电源供电,无人机电子控制系统会根据地面控制站协同GPS定位系统实时地定位喷洒地点或根据预先设定好的喷洒路线触发开启精确喷洒系统,并通过无线遥控系统传输指令调节输出的控制电压,输出的控制电压通过电路板输入到PWM控制模块,PWM控制器根据不同的电压值生成不同的PWM占空比信号来控制电机转速,最后完成喷头的流量调节,也就是调节了喷洒量,从而实现了定点精确喷药。

但利用PWM的变量这种喷洒方式会出现喷雾雾化效果不佳,喷头由于药的因素也会出现堵塞,这些因素会影响到喷药杀虫的效果。

目前农用植保无人飞机凭借其作业效率高,不受地形、地势限制,可定点悬停来精准作业等优势,成为如今农业航空领域的热点。然而,如今农用植保环境复杂,大小型企业一夜之间如雨后春笋般涌现出来。但数量的增多并不能与作业质量挂钩,设备要求、作业规范等不明确使得有些商家生产的农用植保机并不能符合行业标准

例如,你如果购买了一台没有质量认证也没有维修保障的农用植保无人机,外表可能看不出来异端,试喷可能也不漏喷,但机身中一个小小的GPS部件不够精准,就可能导致农田喷洒时,作业航线偏移,结果导致一边的农田漏喷,但航线偏到的一边农田重喷,漏喷的一边没有起到病虫害的防范效果,病虫害恣意爆发;而另一边的田区因为重喷,药剂过量,导致药害的产生,不仅会对整块田区农作物质量造成很恶劣的影响,飘洒到田块以外的药剂也会污染环境,造成资源的浪费。

国内90%以上植保无人机是电动的,大部分电动植保机企业是从航模、航拍企业转型而来,他们一方面缺乏对农业大环境的认识,另一方面没有深入研究无人机与植保的适配,从而引起很多问题。在植保作业过程中,他们的植保机经常出现炸机、重喷、漏喷等问题,造成明显农作物损害的则会与农民发生纠纷,给植保无人机市场带来混乱。在农用植保无人机作业过程中,可能出现的不规范之处如下,请大家多加关注,注意防范,保证喷洒作业效率的同时,更能保障人身安全和环境安全。
一、控制系统稳定性差
稳定且易操控的飞行控制系统是所有植保无人机生产的必备条件。不幸的是,现阶段,大部分植保无人机企业都不具备飞控系统的自主研发能力,他们使用的飞控大部分都是为航模和航拍等设计的,不能满足农田作业需求。这样飞行控制系统控制下的植保无人机,给航空植保界带来巨大隐患。

二、核心部件缺失或精准度不够农田环境复杂多变,田间除了农作物,还有防护林、电线杆等非作业对象的存在。一旦飞机在作业过程中碰到防护林或者电线杆,就会导致炸机。因此,通过传感器探测周围环境,以避开障碍物,对植保无人机非常重要。然而,很多中小型植保无人机企业并没有意识到这一点,传感器配置缺失。还有上文中也提到过的GPS系统,小小部件的精度不够,就会导致航线偏移,从而导致漏喷、重喷等不良喷洒现象。

三、植保机机体材料质量不过关植保无人机的主要任务是喷洒农药。在植保作业过程中,机体、管路系统、喷头都会与农药直接接触。而大部分农药都有腐蚀性,如果植保机机体材料质量不过关,植保无人机的抗腐蚀能力就会不足,农药就会将植保无人机腐蚀。复杂多变的自然条件下,日积月累的使用过程中,机体韧性、刚度等机械指标也都会随之大幅度下降,劳损的植保无人机将变成农民手中巨大的隐患。

四、业余飞手作业引发弊端现如今,随着农用植保无人机的快速发展,很多人急于利用先进的设备进行喷洒作业,却忽视了飞手的重要性。初级飞手或者农民如果只是会使用遥控器,就开始去农田进行喷洒作业,不能了解到农田喷洒的诸多问题,如:农田情况(农田地形、地况、土地类型等)、作物情况(作物类型、作物种类、作物生长期、作物高度等)、作业参数(飞行速度、飞行高度、喷嘴类型、喷洒流量、药剂种类、药剂配比等)、气象条件(温度、相对湿度、自然风风向、风速等)。这些具体问题都需要具体分析,否则会导致很多恶劣后果:航线规划失策会产生漏喷、重喷等现象;药剂选择错误或者药剂配比失调容易产生药害;喷施量不合适,过少的喷施量达不到标准药效,过多的喷施量导致资源的浪费;喷洒密度不够大,单位面积上的雾滴量太少,叶片吸收农药不足,起不到药效等。
那么,到底怎样的植保机才算是一台合格的植保机?如何作业才能在提升效率的同时,使人身、环境和资源都得到应有的保护?

1.通过正规渠道购买正规厂家生产的,拥有质量体系认证的,具有维修和质量保证的农用植保无人机,以便维护消费者正当权益。

2.农田作业环境复杂,气象条件不可控,因此,农用植保无人机机身材料在质量轻便的前提下要具备足够的强度、韧度、刚度以及防水、防腐蚀的性能。

3.喷洒作业要用到的农药种类多样。按照形态来划分,可分为:液态,粉剂即固态,还有乳剂和油剂等。按照酸碱性来划分,有酸性,碱性和中性的药剂。因此,与药剂接触的所有部件,如管路和喷嘴等都需要具备防腐蚀的性质。

4.作业质量要得到保证。从作业效率上来讲,利用农用植保无人机需要达到的喷洒量应该在0.8-1.2L/亩之间。从喷雾特性上来讲,雾滴在单位面积上的沉积密度(个/cm2)、沉积覆盖率(%)、雾滴粒径大小(μm)以及雾滴分布均匀性都是影响药滴在植物叶片上附着和吸收,从而达到药效的主要评价指标。而具体指标应达到的标准又因作物品种不同、叶片表面张力不同、自然光照、温度、湿度、风向、风速等客观因素的变化而变化。结语auscor
植保无人机水深,在喷洒系统方面也需要各个植保公司去深挖研究,设计出可行性好使的方式来达到精准作业的目的,无人机植保机目前面临的问题还很多,依旧还是不是好使的状态,需要各无人机植保厂商进行大量实验设计潜行研究。

 
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