植保无人机

植保无人机

中文名 植保无人机
用途 农林植物保护作业
优势 作业效率高、效果好、省水省药
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  • 机型对比
  • 机体特点
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植保无人机植保无人机中国作为农业大国,18亿亩基本农田,每年需要大量的农业植保作业,我国每年农药中毒人数有10万之众,致死率约20%。农药残留和污染造成的病死人数至今尚无官方统计,想必更是一个惊人数字。

植保无人机服务农业在日本、美国等发达国家得到了快速发展。1990年,日本山叶公司率先推出世界上第一架无人机,主要用于喷洒农药。我国南方首先应用于水稻种植区的农药喷洒。2016年,农业植保无人机逐渐成为行业新宠,各地陆续出现使用无人机用于植保的案例。据农业部最新统计,截至2016年6月5日,我国生产专业级无人机的公司有300多家,其中有200多家是植保无人机生产厂家,生产各类植保无人机共178个品种,保有量超过5000架。[1]

一种遥控式农业喷药小飞机,机体型娇小而功能强大,可负载8-10公斤农药,在低空喷洒农药,每分钟可完成一亩地的作业。其喷洒效率是传统人工的30倍。该飞机采用智能操控,操作手通过地面遥控器及GPS定位对其实施控制,其旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性,防治效果好,同时远距离操控施药大大提高了农药喷洒的安全性。还能通过搭载视频器件,对农业病虫害等进行实时监控。

无人驾驶小型直升机具有作业高度低,飘移少,可空中悬停,无需专用起降机场,旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性,防治效果高,远距离遥控操作,喷洒作业人员避免了暴露于农药的危险,提高了喷洒作业安全性等诸多优点。另外,电动无人直升机喷洒技术采用喷雾喷洒方式至少可以节约50%的农药使用量,节约90%的用水量,这将很大程度的降低资源成本。电动无人机与油动的相比,整体尺寸小,重量轻,折旧率更低、单位作业人工成本不高、易保养。

目前国内销售的植保无人机分为两类,油动植保无人机和电动植保无人机[2],二者对比如下:

油动植保无人机 电动植保无人机
优点 1、载荷大,15-120L都可以2、航时长,单架次作业范围大3、燃料易于获得,采用汽油混合物做燃料 1、环保,无废气,不造成农田污染2、易于操作和维护,一般7天就可操作自如3、售价低,一般在10-18万左右,普及化程度高4、电机寿命可达上万小时
缺点 1、由于燃料是采用汽油和机油混合,不完全燃烧的废油会喷洒到农作物上,造成农作物污染2、售价高,大功率植保无人机一般售价在30-200万3、整体维护较难,因采用汽油机做动力,其故障率高于电机4、发动机磨损大,寿命300-500小时 1、载荷小,载荷范围5-15L2、航时短、单架次作业时间一般4-10分钟,作业面积10-20亩/架次3、采用锂电作为动力电源,外场作业需要配置发电机,及时为电池充电

在机型结构上,无人机又分为无人直升机和多轴飞行器。下面是直升机和多轴飞行器的对比:[3]

  1. 入门门槛低,更容易操作;
  2. 造价相对便宜。
直升机[3] 多轴飞行器[3]
优点
  1. 风场稳定,雾化效果好,向下风场大,穿透力强,农药可以打到农作物的根茎部位;
  2. 抗风性更强。

缺点

  1. 一旦发生炸机事故,无人直升机造成的损失可能更大;
  2. 价格更高。
  1. 抗风性更弱;
  2. 下旋风场更弱;
  3. 造成风场散乱,风场覆盖范围小,若加大喷洒面积,把喷杆加长,会导致飞行不稳定,作业难度加大,增加摔机风险。

油动植保无人机 电动植保无人机
优点 1、载荷大,15-120L都可以2、航时长,单架次作业范围大3、燃料易于获得,采用汽油混合物做燃料 1、环保,无废气,不造成农田污染2、易于操作和维护,一般7天就可操作自如3、售价低,一般在10-18万左右,普及化程度高4、电机寿命可达上万小时
缺点 1、由于燃料是采用汽油和机油混合,不完全燃烧的废油会喷洒到农作物上,造成农作物污染2、售价高,大功率植保无人机一般售价在30-200万3、整体维护较难,因采用汽油机做动力,其故障率高于电机4、发动机磨损大,寿命300-500小时 1、载荷小,载荷范围5-15L2、航时短、单架次作业时间一般4-10分钟,作业面积10-20亩/架次3、采用锂电作为动力电源,外场作业需要配置发电机,及时为电池充电

直升机[3] 多轴飞行器[3]
优点
  1. 风场稳定,雾化效果好,向下风场大,穿透力强,农药可以打到农作物的根茎部位;
  2. 抗风性更强。

1.采用高效无刷电机作为动力.机身振动小,可以搭载精密仪器,喷洒农药等更加精准;

2.地形要求低,作业不受海拔限制,在西藏、新疆等高海拔地域;

3.起飞调校短、效率高、出勤率高;

4.环保,无废气,符合国家节能环保和绿色有机农业发展要求;

5.易保养,使用、维护成本低;

6.整体尺寸小、重量轻、携带方便;

7. 提供农业无人机电源保障。

8.具有图像实时传输、姿态实时监控功能

9.喷洒装置有自稳定功能,确保喷洒始终垂直地面

10.半自主起降 ,切换到姿态模式或GPS姿态模式下,只需简单得操纵油门杆量即可轻松操作直升机平稳起降。

11.失控保护 ,直升机在失去遥控信号的时候能够在原地自动悬停,等待信号的恢复。

12.机身姿态自动平衡,摇杆对应机身姿态,最大姿态倾斜45˚,适合于灵巧的大机动飞行动作。

13.GPS姿态模式(标配版无此功能,可通过升级获得) ,精确定位和高度锁定,即使在大风天气,悬停的精度也不会受到影响。

14.新型植保无人机的尾旋翼和主旋翼动力分置,使得主旋翼电机功率不受尾旋翼耗损,进一步提高载荷能力,同时加强了飞机的安全性和操控性。这也是无人直升机发展的一个方向。

15.高速离心喷头设计,不仅可以控制药液喷洒速度,也可以控制药滴大小,控制范围在10-150微米。

植保无人机参数性能

参数性能

机型 电动植保无人直升机
外形尺寸(长宽高) 1955x455x625mm
最大起飞重量 29.20Kg
农药容器容量 16L
最大有效载荷 16Kg(±5%)
锂聚合物动力电池 10000mAh,44.4V
作业速度 3~8m/s(风速2~3级)
单次作业时间 10~15min
单组电池最大作业时间 33min
相对飞行高度 距离农作物1~3米
喷幅(4个喷头、2.8米喷管) 4~5.5米/秒(逆风或顺风、风速2~3级)
喷洒流量 1000~1500mL/min(扇形雾喷头5个)
高浓度农药消耗 0.5L/亩(水稻)
单机喷洒作业效率 60-72亩/小时(水稻)
遥控半径 800m

最新型双喷头植保无人机基本参数:

喷头数量 2个 喷杆长度 1.2米
喷洒范围 3.5-4米 药滴直径 10-150微米
载荷 10公斤 药箱容积 6升*2
电池容量 10安时 电池质保 1年

双药箱电动植保无人机双药箱电动植保无人机(8)

机型 电动植保无人直升机
外形尺寸(长宽高) 1955x455x625mm
最大起飞重量 29.20Kg
农药容器容量 16L
最大有效载荷 16Kg(±5%)
锂聚合物动力电池 10000mAh,44.4V
作业速度 3~8m/s(风速2~3级)
单次作业时间 10~15min
单组电池最大作业时间 33min
相对飞行高度 距离农作物1~3米
喷幅(4个喷头、2.8米喷管) 4~5.5米/秒(逆风或顺风、风速2~3级)
喷洒流量 1000~1500mL/min(扇形雾喷头5个)
高浓度农药消耗 0.5L/亩(水稻)
单机喷洒作业效率 60-72亩/小时(水稻)
遥控半径 800m

喷头数量 2个 喷杆长度 1.2米
喷洒范围 3.5-4米 药滴直径 10-150微米
载荷 10公斤 药箱容积 6升*2
电池容量 10安时 电池质保 1年

目前存在的主要问题是:

1、成熟可靠的植保无人机少,不少厂商一味求大,忽视了植保作业的特殊要求。

2、买家盲目购买,作为一种新的喷洒技术,如果是想真正用于农林植保,买家应实地考察飞防作业,从技术层面多一些了解,而后入手。

3、培训及售后服务不到位,买家无人飞不敢飞,当成了摆设。

4、专用药剂知识不足,个人盲目勾兑药剂,容易出现农药残留过高、灭虫效果差等问题。

5、行业标准难制定,购机补贴难申请。

6、市场需求量大,准入门槛不高,专业化水平难提升。

序号 项目 数量 单位 备注
1 机体 1 含无刷电机、伺服器、电子调速器、碳纤维主/尾旋翼
2 遥控器+图传 1 含直升机遥控器、摄像头、显示器、发射机、接收机
3 数码变频静音发电机 1 2千瓦,耗油0.5升/小时
4 专用检修工具 2
5 直升机动力电池 2 44.4V/15000mA,充电时间40分钟
6 进口锂电平衡充 1
7 无人机自稳定系统 1 丢失信号、可实现自主悬停、半自动起降、定高巡航
8 遥控器电池 2
9 航空包装箱 1
10 喷洒装置 1 8L玻璃钢药箱、喷头、压力泵、碳纤管

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