我国农业植保无人机的发展近况

蔡东明，杜颖军，薛永增，杨永军，任忠哲，刘海军，刘会学，朱荣科

(1.西北农林科技大学场站管理中心，陕西 杨陵 712100；2.杨凌培源生态农林发展有限公司，陕西 杨凌 712100)

拥有14亿人口的大国吃饭问题是最基本的民生问题，因此农业生产持续稳步推进始终是我国各项事业发展的最基本保证。自建国以来农业工作在党中央和国家领导人的高度重视下取得了辉煌的成绩，不仅逐步解决了全国人民的温饱问题，而且粮食生产连年丰收并库存有余，为我国整体国力快速发展做出了巨大的贡献。“一喷三防”指防病虫、防干热风、防倒伏，是我国北方冬小麦春季管理的最重要环节，此项工作直接影响小麦的产量和品质，而多年来我国“一喷三防”一直使用人工喷雾器，导致工作效率低防治效果差，严重影响小麦生产。为改变这一现状，西北农林科技大学场站管理中心自2019年开始，与杨凌培源生态农林发展有限公司合作，在农业科研领域率先使用最新型大疆T 20植保无人机开展大面积“一喷三防”工作，调查结果显示，蚜虫红蜘蛛被快速杀灭，锈病白粉病赤霉病得到有效防治，表明使用大疆T 20植保无人机防治效果良好。

1 大疆T 20植保无人机介绍

大疆是我国无人机的杰出代表，面对国内近1.2亿hm2耕地的植保需求，大疆研发出最新一代产品T 20，T 20是T系列的最新型号，较前期的MG系列各项性能指标均有大幅提升。T 20配置全向避障雷达，其采用点云成像，除了能360度感知农田障碍物并自动绕障外，还可实现定高作业，且运作不受环境光线及尘土影响，可为全天候作业提供技术保障。此外，T 20对喷洒模块也进行了相应地优化，使得喷洒流量、有效喷幅和喷洒雾滴的均匀度均有提升，保证了药液喷洒毫秒级启停。

1.1 飞行技术参数

大疆植保无人机飞行技术参数见表1。

表1 大疆植保无人机T 20飞行技术参数

1.2 喷洒系统性能指标(见表2)

表2 大疆植保无人机T 20喷洒系统性能指标

2 大疆T 20植保无人机的超前设计

2.1 四通道电磁流量计

单通道流量计虽然能够实现总体流量的控制，但是却不能细化控制到各个分管路，有可能导致喷洒不均匀。四通道电磁流量计将流量控制精准到每一个管路，可以实现各个分管路的流量统一喷洒均匀。

2.2 提高电池的放电倍率及寿命

锂电池是植保无人机的重要组成部分，T 20电池能够达到600次的保内循环，这是MG系列的3倍。另外，T 20将放电倍率由7 C提升到9 C，放电电流增加近36 A，这将减少电池散热，提高循环使用频率。

2.3 四通道2 600 W充电器

T 20的锂电池为3.5 C倍率充电电芯，所以能够支持大电流快速充电，无须强调慢充，可全程使用快充。

2.4 电磁排气阀

T 20采用电磁排气阀能够降低操作者的工作强度并减少农药浪费，当排气阀失效时可手动拧开。

3 大疆T 20植保无人机的升级功能

3.1 AB点功能

T 20无人机通过重设AB点的方式，能够更好地适应复杂田块，方便在小块田区域作业。同时大疆农业APP进行了更新，界面更简洁，操作难度大大降低。

3.2 自动绕障功能

T 20采用数字全向雷达，能够发现横向障碍物，所以绕障更智能。同时绕障不需要再转机头，作业效率得到提升(见图2)。

3.3 高精度RTK定位

T 20增加了遥控器RTK高精度定位模块，能够免去纠正偏移操作提高作业精度。在偏远地区如果没有网络RTK信号，还可以切换为GNSS信号正常作业。

4 大疆T 20植保无人机的优点

4.1 折叠后体积小

大疆T 20植保无人机，最大轴距1 883 mm，机臂和桨叶全开时体积为，2 509 mm×2 213 mm×732 mm，折叠后减少75%，便于储存和运输。

4.2 操作简单

T 20配备先进的导航和自动驾驶系统，可以通过地面基站或笔记本电脑设计飞行路线自主飞行，操作非常简单。

4.3 高效作业

大疆T 20植保无人机的工作效率，大约是大疆MG系列的1.5倍、大疆T 16的1.2倍。在连片大田区域连续作业，协作良好时可以实现每小时12 hm2的作业效率，一般情况下一天可喷洒20～33 hm2。

4.4 良好的防护性能

T 20核心部件为IP 67防护等级可直接用水洗，这大大简化了飞机清洗的流程，减轻了无人机后勤保障的工作压力。

4.5 安全可靠

T 20延续了大疆植保无人机安全可靠的设计理念，采用数字全向雷达，避免了横向盲区；整机标配FPV(第一人称视角)画面，可使操作者快速发现无人机前方的障碍物以及人员；T 20采用六轴设计，在其中一轴出现动力缺失时依然能够保障飞行安全。

4.6 喷施均匀

T 20旋翼向下强劲的气流不断的在翻动和摇晃小麦，并形成一个紊流区，可以将农药均匀的喷施到小麦叶片的背面和基部，较前期产品有较大改观。

4.7 雾化效果好

大疆T 20植保无人机采用超细雾状喷洒设计，雾化效果好。容易透过小麦绒毛的表面形成一层农药膜，从而均匀有效的防治病虫。

5 小 结

与大疆T系列和MG系列等前期产品的喷洒效果对比发现，大疆T 20植保无人机洒效果良好并有大幅提升。由于大疆T 20植保无人机配备了先进的全向数字雷达，延续了大疆植保无人机一贯的卓越性能，因此不仅可以胜任小麦的“一喷三防”工作，还能为稻田、菜园、果园、梯田等多种作物在复杂地形实现全自动作业。大疆T 20植保无人机将依靠其强大可靠的性能，引领我国农业植保无人机的发展方向。

6 展 望

世界上第一架无人机诞生于20世纪初，在上世纪50年代后有了较大的发展，我国20世纪70年代开始自主研制无人机，到上世纪70年代末无人机主要用作靶机供地面防空部队训练使用。目前我国无人机发展较快，主要集中在应急救援、环境检测、电力巡线、航拍测绘、农业植保等民用领域，从事无人机行业的单位有300多家，形成配套齐全的研发、制造、销售和服务体系的有160家左右，投入使用的无人机机型有百余种。随着社会进步和科技发展，以及各种新技术新方法的出现，面对越来越多人类无法胜任的高难度、高密度、高风险、高污染和高含量的工作，不难想象无人机未来将在诸多领域发挥其不可替代的巨大作用。