農業植保無人機的結構原理和使用方法

崔永明

摘 要：農業植保無人機是農業植保領域出現的新生事物，具有省工、省時、安全的優點，通過說明無人機的基本結構、工作原理、操作要點，闡述了基層農機工作者在實踐過程中對植保無人機的一些基本認識和掌握的操作要點，希望對同行有所幫助。

關鍵詞：農業植保無人機；結構原理；工作原理；操作要點

中圖分類號：S252.3文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.07.021

年陡鎮在安徽省當涂縣西南，南與蕪湖經濟技術開發區相連，西與當涂經濟開發區相連，東靠當涂縣主要河流青山河（青弋江支流，發源地安徽黃山北），隨著農民大量外出務工以及農田大規模的土地流轉，農業植保問題突顯出來，農業專業合作社和個人開始從事無人機飛防作業，解決了農業承包戶的治蟲問題。對這一新機械，許多種田大戶和農民非常陌生，因此鄉鎮農機推廣站的工作人員有必要徹底掌握農業植保無人機的結構原理和使用方法，才能對種田大戶及農民進行指導。

1 農業植保無人機的結構簡要概括

農業植保無人機由飛行平臺（多軸飛行器）、地面遙控、噴灑機構三部分組成，通過地面遙控或導航飛控，來實現噴灑作業。

飛行平臺主要包括無人機的核心部分——動力系統，主要以電動機為主。電動的動力系統主要包含電機、電調、螺旋槳以及電池。

（1）電機指將電能轉化為機械能的一種轉換器，由定子、轉子、鐵心、磁鋼等部分組成。無人機的電機主要以無刷電機為主，通過螺旋槳旋轉產生向下的推力。

（2） 電調指電子調速器，其主要作用就是將飛控板的控制信號轉變為電流的大小，以控制電機的轉速。

（3） 螺旋槳是指將電機轉動功率轉化為推進力或升力的裝置。

（4） 無人機上的電池一般是高倍率鋰聚合物電池，特點是能量密度大、重量輕、耐電流數值較高。

2 農業植保無人機的工作原理簡要概述

農業植保無人機采取旋翼設計，這是最初的飛機升空設計，四旋翼和六旋翼無人機一般都用于植保機械，旋翼的基本理論是空氣動力學的一部分，多旋翼無人機也是由電機的旋轉，使螺旋槳產生升力而飛起來的。比如四旋翼無人機，當飛機四個螺旋槳的升力之和等于飛機總重量時，飛機的升力與重力相平衡，飛機就可以懸停在空中了。當升力之和大于無人機總重量時，無人機能夠向上飛起。

四旋翼飛行器通過遙控器將信號傳遞到傳感器和電調來調節4個電機轉速，從而改變旋翼轉速，實現升力的變化，控制飛行器的姿態和位置，無人機植保工作狀態如圖所示。

3 農業植保無人機操作要點

3.1 安全作業注意事項

（1）參與運營的農業植保無人機必須符合中國民用航空局飛行標準司簽發的《輕小無人機運行規定（試行）》的相關規定。

（2）飛行范圍應嚴格按照作業方案執行，飛行距離控制在視距范圍內，同時了解作業地周圍的設施及空中管制的要求。

（3）飛行應遠離人群，作業地有其他人員作業時嚴禁操控運行。

（4）起降飛行應遠離障礙物5 m以上，平行飛行應遠離障礙物10 m以上，并作相應減速飛行。

（5）操控人員應佩帶口罩、安全帽、防眩光眼鏡、身穿反光工作服并嚴禁穿拖鞋，且在上風處和背對陽光操作。操控人員應與農業植保機保持5 m以上安全距離；作業過程中操控人員應關閉手機及其他有電磁干擾設備。

（6）操控人員使用對講機通話必須簡潔、明確、并且重復2次以上。

（7）地面近距離維護保養時，必須切斷動力電源，避免意外啟動，防止發生事故。

3.2 作業前準備

（1）作業區塊要求。作業區塊及周邊應避免有影響安全飛行的林木、高壓線塔、電線、電桿等障礙物。作業區塊及周邊應有適合農業無人機起落的場地和飛行航線。國家有規定的禁飛區域禁止飛行。

（2）操控人員的要求。操控人員必須獲得相關機構的培訓證書。操控人員不能在酒后及身體不適的狀態下操控無人機，對農藥有過敏情況者不能操控無人機。

（3）農藥要求。根據作物要求，選擇符合相關標準規定，適合農業植保無人機要求的高效低毒農藥。

（4）氣象條件。作業前應查詢作業區塊的氣象信息，包括溫度、濕度、風向、風速等氣象信息。雷雨天氣禁止作業。風力大于3級或室外溫度超過30 ℃禁止作業。

（5）確定作業方案。 根據作業區地理情況，設置農業植保無人機的飛行高度、速度、噴幅寬度、噴霧流量等參數。根據作業區作物及病蟲害情況、農藥使用說明或咨詢當地農業植保部門，確定藥品、藥量、以及配藥標準。制定突發情況的處理預案，確定農業植保無人機如發生故障的緊急迫降點（必須遠離人群）。

（6）設備準備。農業植保無人機必須按標準生產，有企業的產品合格證。根據使用說明書要求檢查農業植保無人機的完整性及輔助設備是否齊全。操控人員做好無人機的各項檢查，確保農業植保無人機處于正常狀態，嚴禁農業植保無人機帶病作業。 檢查電池電量或燃料量及飛行信號燈狀態。調試對講機、檢查輔助人員在作業區最遠處通訊是否正常，確保操控人員作業時溝通順暢。 操控人員對農業植保無人機進行不噴農藥的模擬飛行，模擬飛行正常后，才可以進行作業飛行。

參考文獻：

[1]趙云超，鄭宇.無人機的入門寶典[M].濟南：山東人民出版社，2017.