我國農業植保無人機的發展近況

蔡東明，杜穎軍，薛永增，楊永軍，任忠哲，劉海軍，劉會學，朱榮科

(1.西北農林科技大學場站管理中心，陜西 楊陵 712100；2.楊凌培源生態農林發展有限公司，陜西 楊凌 712100)

擁有14億人口的大國吃飯問題是最基本的民生問題，因此農業生產持續穩步推進始終是我國各項事業發展的最基本保證。自建國以來農業工作在黨中央和國家領導人的高度重視下取得了輝煌的成績，不僅逐步解決了全國人民的溫飽問題，而且糧食生產連年豐收并庫存有余，為我國整體國力快速發展做出了巨大的貢獻。“一噴三防”指防病蟲、防干熱風、防倒伏，是我國北方冬小麥春季管理的最重要環節，此項工作直接影響小麥的產量和品質，而多年來我國“一噴三防”一直使用人工噴霧器，導致工作效率低防治效果差，嚴重影響小麥生產。為改變這一現狀，西北農林科技大學場站管理中心自2019年開始，與楊凌培源生態農林發展有限公司合作，在農業科研領域率先使用最新型大疆T 20植保無人機開展大面積“一噴三防”工作，調查結果顯示，蚜蟲紅蜘蛛被快速殺滅，銹病白粉病赤霉病得到有效防治，表明使用大疆T 20植保無人機防治效果良好。

1 大疆T 20植保無人機介紹

大疆是我國無人機的杰出代表，面對國內近1.2億hm2耕地的植保需求，大疆研發出最新一代產品T 20，T 20是T系列的最新型號，較前期的MG系列各項性能指標均有大幅提升。T 20配置全向避障雷達，其采用點云成像，除了能360度感知農田障礙物并自動繞障外，還可實現定高作業，且運作不受環境光線及塵土影響，可為全天候作業提供技術保障。此外，T 20對噴灑模塊也進行了相應地優化，使得噴灑流量、有效噴幅和噴灑霧滴的均勻度均有提升，保證了藥液噴灑毫秒級啟停。

1.1 飛行技術參數

大疆植保無人機飛行技術參數見表1。

表1 大疆植保無人機T 20飛行技術參數

1.2 噴灑系統性能指標(見表2)

表2 大疆植保無人機T 20噴灑系統性能指標

2 大疆T 20植保無人機的超前設計

2.1 四通道電磁流量計

單通道流量計雖然能夠實現總體流量的控制，但是卻不能細化控制到各個分管路，有可能導致噴灑不均勻。四通道電磁流量計將流量控制精準到每一個管路，可以實現各個分管路的流量統一噴灑均勻。

2.2 提高電池的放電倍率及壽命

鋰電池是植保無人機的重要組成部分，T 20電池能夠達到600次的保內循環，這是MG系列的3倍。另外，T 20將放電倍率由7 C提升到9 C，放電電流增加近36 A，這將減少電池散熱，提高循環使用頻率。

2.3 四通道2 600 W充電器

T 20的鋰電池為3.5 C倍率充電電芯，所以能夠支持大電流快速充電，無須強調慢充，可全程使用快充。

2.4 電磁排氣閥

T 20采用電磁排氣閥能夠降低操作者的工作強度并減少農藥浪費，當排氣閥失效時可手動擰開。

3 大疆T 20植保無人機的升級功能

3.1 AB點功能

T 20無人機通過重設AB點的方式，能夠更好地適應復雜田塊，方便在小塊田區域作業。同時大疆農業APP進行了更新，界面更簡潔，操作難度大大降低。

3.2 自動繞障功能

T 20采用數字全向雷達，能夠發現橫向障礙物，所以繞障更智能。同時繞障不需要再轉機頭，作業效率得到提升(見圖2)。

3.3 高精度RTK定位

T 20增加了遙控器RTK高精度定位模塊，能夠免去糾正偏移操作提高作業精度。在偏遠地區如果沒有網絡RTK信號，還可以切換為GNSS信號正常作業。

4 大疆T 20植保無人機的優點

4.1 折疊后體積小

大疆T 20植保無人機，最大軸距1 883 mm，機臂和槳葉全開時體積為，2 509 mm×2 213 mm×732 mm，折疊后減少75%，便于儲存和運輸。

4.2 操作簡單

T 20配備先進的導航和自動駕駛系統，可以通過地面基站或筆記本電腦設計飛行路線自主飛行，操作非常簡單。

4.3 高效作業

大疆T 20植保無人機的工作效率，大約是大疆MG系列的1.5倍、大疆T 16的1.2倍。在連片大田區域連續作業，協作良好時可以實現每小時12 hm2的作業效率，一般情況下一天可噴灑20～33 hm2。

4.4 良好的防護性能

T 20核心部件為IP 67防護等級可直接用水洗，這大大簡化了飛機清洗的流程，減輕了無人機后勤保障的工作壓力。

4.5 安全可靠

T 20延續了大疆植保無人機安全可靠的設計理念，采用數字全向雷達，避免了橫向盲區；整機標配FPV(第一人稱視角)畫面，可使操作者快速發現無人機前方的障礙物以及人員；T 20采用六軸設計，在其中一軸出現動力缺失時依然能夠保障飛行安全。

4.6 噴施均勻

T 20旋翼向下強勁的氣流不斷的在翻動和搖晃小麥，并形成一個紊流區，可以將農藥均勻的噴施到小麥葉片的背面和基部，較前期產品有較大改觀。

4.7 霧化效果好

大疆T 20植保無人機采用超細霧狀噴灑設計，霧化效果好。容易透過小麥絨毛的表面形成一層農藥膜，從而均勻有效的防治病蟲。

5 小 結

與大疆T系列和MG系列等前期產品的噴灑效果對比發現，大疆T 20植保無人機灑效果良好并有大幅提升。由于大疆T 20植保無人機配備了先進的全向數字雷達，延續了大疆植保無人機一貫的卓越性能，因此不僅可以勝任小麥的“一噴三防”工作，還能為稻田、菜園、果園、梯田等多種作物在復雜地形實現全自動作業。大疆T 20植保無人機將依靠其強大可靠的性能，引領我國農業植保無人機的發展方向。

6 展 望

世界上第一架無人機誕生于20世紀初，在上世紀50年代后有了較大的發展，我國20世紀70年代開始自主研制無人機，到上世紀70年代末無人機主要用作靶機供地面防空部隊訓練使用。目前我國無人機發展較快，主要集中在應急救援、環境檢測、電力巡線、航拍測繪、農業植保等民用領域，從事無人機行業的單位有300多家，形成配套齊全的研發、制造、銷售和服務體系的有160家左右，投入使用的無人機機型有百余種。隨著社會進步和科技發展，以及各種新技術新方法的出現，面對越來越多人類無法勝任的高難度、高密度、高風險、高污染和高含量的工作，不難想象無人機未來將在諸多領域發揮其不可替代的巨大作用。