無人機農藥噴灑系統噴霧特性及影響因素探究

（木壘縣英格堡鄉農機管理站，新疆昌吉州木壘縣，831900） 張忠喜

1 新疆昌吉州木壘縣農業發展概述

新疆昌吉州木壘縣的地貌主要可以分為山地、丘、平原以及沙漠四種類型，其水資源較為豐富，具有不英格堡河流、水磨河河流、東城河河流、木壘河河流以及博斯坦河六個河流，同時還涵蓋了16條泉水溝。新疆昌吉州木壘縣具有顯著的干旱大陸性氣候，有著冬季偏長且暖，夏季短且偏涼的特征，具有有效積溫偏低，無霜期偏短，且整體光照充足的特點。同時，新疆昌吉州木壘縣的農業用地約為1 246 054.36公頃，其中耕地約為52 229.2公頃，園地約為345.4公頃，林地約為36 792.1公頃，牧草地約為115 6212.6公頃，水面約為262.6公頃，未利用土地約為75266.7公頃。

農業作為社會發展的基礎，對于國民經濟的發展有著積極的推動作用，但是通過對木壘縣的農業種植發現，其還是存在一定的問題與不足，在整體上來說，農藥的有效率相對較低，木壘縣的農產品農藥殘留相對超標，這種狀況直接誘發了環境污染等問題。究其原因主要就是現有的施藥工藝與施藥器械相對滯后，而無人機農藥噴灑系統的應用則可以有效的緩解此種問題與不足，對此必須要加強對無人機農藥噴灑系統的分析，綜合實際狀況探究無人機農藥噴灑系統的噴霧特性及影響因素，進而合理應用。

2 無人機農藥噴灑系統噴霧特性及影響因素

2.1 無人機農藥噴灑系統噴霧特性

在實踐中，通過分析可以了解到影響無人機農藥噴灑系統的噴霧特性的主要因素就是翻滾、偏轉以及振蕩等問題。其中翻滾就是在無人機農藥噴灑系統中其噴桿繞機體前進方向中的水平軸呈現上下旋轉的狀態;而偏轉則就是在無人機農藥噴灑系統中其噴桿系統垂直與整個無人機方向進行旋轉的狀態；振蕩指則是在整個無人機農藥噴灑系統中的噴桿在運動過程中基于整個機體的平行方向進行上下擺動的狀態。

通過對無人機農藥噴灑系統的運動分解進行分析可以發現，其主要可以將整個運動分解為垂直方向的運動狀態以及水平方向的運動狀態，在無人機農藥噴灑系統運行過程中無論其基于何種方向運動都會導致整個無人機農藥噴灑系統噴霧輸出受到不同程度的干擾。對此，在實踐中要想提升其整體的噴霧效果，必須要及時調整噴桿的動態以及靜態特性，對其進行深入分析，進而實現精準控制。

2.1.1 構建無人機農藥噴灑系統模型

對懸架與噴桿進行模型設置，保障其兩端可以實現折疊以及延伸，要基于新疆昌吉州木壘縣中農業狀況以及不同的工作狀況進行工作模式的選擇。無人機農藥噴灑系統的不規則運動示意圖如圖1。

圖1 無人機農藥噴灑系統的不規則運動示意圖

2.1.2 構建運動模型

懸架是整個無人機農藥噴灑系統的關鍵內容，主要就是通過兩組彈簧阻尼器以及噴桿進行連接；其中一組主在噴桿水平運行的平面上進行設置，其主要的作用就是控制整個噴桿的水平方向運動與操作；而另一組則位于垂直運動的平面之上，其主要就是控制噴桿在豎直方向運行過程中的狀態。

通過對懸掛模型分析可以了解到，其在彈簧阻尼的支撐之下，可以分為水平以及垂直兩個不同方向的矢量運動，針對其不同的平面運動進行運動模型的構建，了解其具體的狀況。（詳見圖2）

圖2 運動模型

2.2 無人機農藥噴灑系統噴霧特性影響因素

通過對無人機農藥噴灑系統模型的懸架與噴桿進行模型以及運動模型進行分析可以了解到，無人機農藥噴灑系統的噴霧特性主要影響因素具體如下：無人機農藥噴灑系統的因素有翻滾、偏轉及振蕩三種問題，在運行過程中噴桿基于彈簧阻尼支撐之下可以分解為水平以及垂直兩種類型的矢量運動，在對其進行分析，了解到彈簧阻尼安裝的位置以及對于整個無人機的結構性能影響相對較小。而偏轉運動則在一定程度上導致噴霧波動問題的出現，相對來說沒有翻轉運動狀況之下穩定。而在噴頭速度在接近10的時候，就會導致整個噴霧效果高于預期的標準要求；在整個噴頭速度相對較高的時候，就會出現一些不達標區域范圍，這樣就會導致整個噴霧區域呈現不均勻噴霧的狀況，而出現此種問題的主要成因就是因為噴頭角度變化、噴頭間距設置缺乏均勻性導致的。

無人機農藥噴灑系統在噴霧之后必須要綜合噴霧裝置噴霧特性以及噴霧控制中產生的各種影響，綜合實際狀況進行調整，進而保障噴霧質量。

3 規避無人機農藥噴灑系統噴霧特性影響因素控制方式

綜合現階段新疆昌吉州木壘縣的實際狀況，通過對國內外文獻研究分析，可以發現要想有效的規避無人機農藥噴灑系統噴霧特性影響因素，必須要對其進行系統設計，通過對無人機農藥噴灑系統控制系統研究，強化設計才可以保障無人機農藥噴灑系統的整體效果。

3.1 完善無人機農藥噴灑系統控制系統結構

綜合實際狀況進行無人機農藥噴灑系統控制回路方案的設計，通過旁路節流調節回路的方式進行無人機農藥噴灑系統的噴霧控制回路方式，加強對無人機農藥噴灑系統控制回路的選型與控制，通過應用TEEJET 346BR-2型電動調節球閥、TT111002VP噴霧執行元件，TT111003VP,TT111004VP以及扇形噴頭等相關無人機農藥噴灑系統的主要控制元件的應用，強化控制與管理。

3.2 加強對無人機農藥噴灑系統地面激勵源控制

在運行過程中給噴桿運動產生的影響、無人機農藥噴灑系統噴桿運動過程中對于噴霧裝置噴霧效果的影響分析，通過無人機農藥噴灑系統噴桿以及懸架模型，分析不同模式激勵源狀況之下無人機農藥噴灑系統的運動特性，了解問題，綜合實際狀況進行無人機農藥噴灑系統控制結構的設計，構建完善的無人機農藥噴灑系統，通過硬件以及軟件系統的構建，利用總線通信的主從結構模式，加強對整個無人機農藥噴灑系統信號的智能化控制以及實時信息采集與處理，通過對無人機農藥噴灑系統的和下位機電路設計、系統開發以及完善調試;通過Visual Basic軟件對無人機農藥噴灑系統上位機可執行程序進行研究，進行綜合調試，保障無人機農藥噴灑系統的穩定運行。

3.3 合理控制噴流量

根據新疆昌吉州木壘縣農業狀況以及在農藥噴灑中對流量控制的要求，強化流量控制，通過節流閥開口度進行控制，進而保障噴霧量科學控制。

4 結束語

無人機農藥噴灑系統在新疆昌吉州木壘縣中應用，可以提升工作質量與效果，可以滿足農業發展以及大面積種植發展的實際需求。而通過對無人機農藥噴灑系統噴霧特性及影響因素的探究分析，可以對其進行深入分析了解，進而合理應用，提升其整體經濟價值，在根本上推動我國農業的長足發展。