农业植保无人机的结构原理和使用方法

崔永明

摘 要：农业植保无人机是农业植保领域出现的新生事物，具有省工、省时、安全的优点，通过说明无人机的基本结构、工作原理、操作要点，阐述了基层农机工作者在实践过程中对植保无人机的一些基本认识和掌握的操作要点，希望对同行有所帮助。

关键词：农业植保无人机；结构原理；工作原理；操作要点

中图分类号：S252.3文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.07.021

年陡镇在安徽省当涂县西南，南与芜湖经济技术开发区相连，西与当涂经济开发区相连，东靠当涂县主要河流青山河（青弋江支流，发源地安徽黄山北），随着农民大量外出务工以及农田大规模的土地流转，农业植保问题突显出来，农业专业合作社和个人开始从事无人机飞防作业，解决了农业承包户的治虫问题。对这一新机械，许多种田大户和农民非常陌生，因此乡镇农机推广站的工作人员有必要彻底掌握农业植保无人机的结构原理和使用方法，才能对种田大户及农民进行指导。

1 农业植保无人机的结构简要概括

农业植保无人机由飞行平台（多轴飞行器）、地面遥控、喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或导航飞控，来实现喷洒作业。

飞行平台主要包括无人机的核心部分——动力系统，主要以电动机为主。电动的动力系统主要包含电机、电调、螺旋桨以及电池。

（1）电机指将电能转化为机械能的一种转换器，由定子、转子、铁心、磁钢等部分组成。无人机的电机主要以无刷电机为主，通过螺旋桨旋转产生向下的推力。

（2） 电调指电子调速器，其主要作用就是将飞控板的控制信号转变为电流的大小，以控制电机的转速。

（3） 螺旋桨是指将电机转动功率转化为推进力或升力的装置。

（4） 无人机上的电池一般是高倍率锂聚合物电池，特点是能量密度大、重量轻、耐电流数值较高。

2 农业植保无人机的工作原理简要概述

农业植保无人机采取旋翼设计，这是最初的飞机升空设计，四旋翼和六旋翼无人机一般都用于植保机械，旋翼的基本理论是空气动力学的一部分，多旋翼无人机也是由电机的旋转，使螺旋桨产生升力而飞起来的。比如四旋翼无人机，当飞机四个螺旋桨的升力之和等于飞机总重量时，飞机的升力与重力相平衡，飞机就可以悬停在空中了。当升力之和大于无人机总重量时，无人机能够向上飞起。

四旋翼飞行器通过遥控器将信号传递到传感器和电调来调节4个电机转速，从而改变旋翼转速，实现升力的变化，控制飞行器的姿态和位置，无人机植保工作状态如图所示。

3 农业植保无人机操作要点

3.1 安全作业注意事项

（1）参与运营的农业植保无人机必须符合中国民用航空局飞行标准司签发的《轻小无人机运行规定（试行）》的相关规定。

（2）飞行范围应严格按照作业方案执行，飞行距离控制在视距范围内，同时了解作业地周围的设施及空中管制的要求。

（3）飞行应远离人群，作业地有其他人员作业时严禁操控运行。

（4）起降飞行应远离障碍物5 m以上，平行飞行应远离障碍物10 m以上，并作相应减速飞行。

（5）操控人员应佩带口罩、安全帽、防眩光眼镜、身穿反光工作服并严禁穿拖鞋，且在上风处和背对阳光操作。操控人员应与农业植保机保持5 m以上安全距离；作业过程中操控人员应关闭手机及其他有电磁干扰设备。

（6）操控人员使用对讲机通话必须简洁、明确、并且重复2次以上。

（7）地面近距离维护保养时，必须切断动力电源，避免意外启動，防止发生事故。

3.2 作业前准备

（1）作业区块要求。作业区块及周边应避免有影响安全飞行的林木、高压线塔、电线、电杆等障碍物。作业区块及周边应有适合农业无人机起落的场地和飞行航线。国家有规定的禁飞区域禁止飞行。

（2）操控人员的要求。操控人员必须获得相关机构的培训证书。操控人员不能在酒后及身体不适的状态下操控无人机，对农药有过敏情况者不能操控无人机。

（3）农药要求。根据作物要求，选择符合相关标准规定，适合农业植保无人机要求的高效低毒农药。

（4）气象条件。作业前应查询作业区块的气象信息，包括温度、湿度、风向、风速等气象信息。雷雨天气禁止作业。风力大于3级或室外温度超过30 ℃禁止作业。

（5）确定作业方案。 根据作业区地理情况，设置农业植保无人机的飞行高度、速度、喷幅宽度、喷雾流量等参数。根据作业区作物及病虫害情况、农药使用说明或咨询当地农业植保部门，确定药品、药量、以及配药标准。制定突发情况的处理预案，确定农业植保无人机如发生故障的紧急迫降点（必须远离人群）。

（6）设备准备。农业植保无人机必须按标准生产，有企业的产品合格证。根据使用说明书要求检查农业植保无人机的完整性及辅助设备是否齐全。操控人员做好无人机的各项检查，确保农业植保无人机处于正常状态，严禁农业植保无人机带病作业。 检查电池电量或燃料量及飞行信号灯状态。调试对讲机、检查辅助人员在作业区最远处通讯是否正常，确保操控人员作业时沟通顺畅。 操控人员对农业植保无人机进行不喷农药的模拟飞行，模拟飞行正常后，才可以进行作业飞行。

参考文献：

[1]赵云超，郑宇.无人机的入门宝典[M].济南：山东人民出版社，2017.