多旋翼植保无人机玉米病虫害飞防技术研究论文

2024-06-26 09:52:47 来源: 作者:xuling
摘要:植保无人机的应用可以显著提高玉米病虫害的防治成效。在分析植保无人机应用优势的基础上,介绍了无人机的结构组成,论述了飞防作业流程和注意事项,最后明确了植保无人机的维护与保养技术,为无人机的飞防应用提供参考。
摘要:植保无人机的应用可以显著提高玉米病虫害的防治成效。在分析植保无人机应用优势的基础上,介绍了无人机的结构组成,论述了飞防作业流程和注意事项,最后明确了植保无人机的维护与保养技术,为无人机的飞防应用提供参考。
关键词:多旋翼植保无人机,玉米病虫害,防治技术
玉米生产过程中经常会发生多种病虫害,利用植保无人机进行病虫害的防控能够提升病虫害的防治成效。利用植保无人机导航飞控和地面遥控等方式能够提升药剂喷洒效率,优化施药环境,提高施药精确性,节省人力资源和物力资源。但利用植保无人机进行玉米病虫害防治是一个系统且专业的过程,在飞防操作过程中应该明确相应的操作技术规程,保障各项数据选择的正确性和合理性,充分发挥植保无人机在玉米病虫害防治中的高效作用,以提高玉米的产量和品质。
1.植保无人机飞防技术应用优势
1.1节约资源和降低用药成本
植保无人机在玉米病虫害防治中的应用具有显著节约资源和降低成本的优势。采用先进的飞行控制系统和导航技术,无人机能够实现精准喷洒,减少农药的用量。与传统的人工喷洒方式相比较,植保无人机可以减少约30%的农药使用量。与此同时无人机的作业效率高,一台无人机相当于数十人的作业量,降低了人力成本。相较于传统的病虫害防治,无人机作业还具有较高的机动性和灵活性,能够到达人工难以到达的地块,提高防治效果,减少因病虫害造成的玉米产量损失。
1.2精准高效和安全施药
植保无人机采用先进的飞行控制系统,能够实现对农田的精确覆盖,通过预设的飞行路径,无人机可以准确到达指定的作业区域,并按照设定的喷洒速率进行药物喷洒。精准的喷洒方式有效减少了药物的浪费,提高了药物利用率,避免药物对非目标区域的环境污染。相比传统的人工喷洒方式,植保无人机的作业效率可以提高数倍甚至数十倍,在病虫害高发期,快速完成大面积农田的喷洒作业,有效控制病虫害的蔓延,保障玉米的健康生长。此外,在利用植保无人机进行病虫害防治过程中,操作人员可以在远程操控中心进行操作,避免了人员直接接触农药,保障了人员的安全。
2.多旋翼植保无人机飞防技术
2.1结构特征
多旋翼植保无人机的结构主要包括机身、动力系统、飞控系统、喷洒系统、RTK定位系统以及其他部件。其中机身由机架、机臂和起落架组成,机架采用轻质高强度的碳纤维或铝合金,机臂连接机架和螺旋桨,提供支撑和稳定性,起落架用于起飞和降落,并提高无人机的离地间隙。动力系统由电机、螺旋桨和电池组成,电机负责带动螺旋桨旋转,产生升力和推力,螺旋桨通常采用碳纤维或尼龙复合材料制成,具有轻质、高强度和耐腐蚀的特点,电池为无人机提供动力,续航时间一般为20-30分钟。飞控系统包括飞控板、传感器和遥控器,其中飞控板是无人机的核心控制单元,负责处理数据、控制飞行姿态和导航,传感器包括陀螺仪、加速度计和气压计,用于感知无人机的运动状态,遥控器系统用于控制无人机的飞行和喷洒作业。喷洒系统主要涉及药箱、喷嘴和管道等,药箱用于盛放农药或其他喷洒液,喷嘴负责将喷洒液雾化并喷洒到目标区域,管道连接药箱和喷嘴,输送喷洒液。RTK定位系统是由接收机、天线和控制器组成,接收机接收来自卫星的信号,计算无人机的精准位置和姿态,天线负责接收卫星信号,控制器将接收机的数据传送到飞控系统,实现无人机的精准导航和作业。其他部件还包括了航拍相机(用于观察喷洒效果和记录作业过程)、雷达(探测周围障碍物,提高飞行安全性)、避障系统(通过传感器和算法,自动避开障碍物,确保无人机安全飞行)[1]。
2.2作业前的准备
2.2.1作业前准备
在无人机飞防作业前应了解玉米病虫害的类型、发生程度和分布规律,制定针对性的飞防方案,根据病虫害种类和发生情况,选择高效、低毒、低残留的农药,同时仔细检查无人机各部件,确保动力系统、飞控系统、喷洒系统和RTK定位系统正常工作。根据农药的剂量和喷洒要求,标定喷洒系统的流量和喷幅,确保均匀喷洒。根据玉米田的面积、形状和病虫害分布情况,规划合理的飞行路线,避免漏喷或重复喷洒。
2.2.2药液配置
在利用植保无人机开展玉米病虫害防治过程中常用到的药剂主要有乳剂、微乳剂、悬浮剂等几种,要保障药液具有较强的溶解性,避免堵塞植保无人机的喷雾系统,然后根据玉米田的面积、病虫害发生程度和农药的用量计算所需的药液量。药液配置之前认真阅读农药标签使用说明书,将农药与水按比例混合,充分搅拌均匀,同时在药液配置过程中推荐采用二次稀释法。先将农药与少量的药液稀释之后作为母液,然后再根据稀释的倍数逐一添加清水,这样能够保证稀释的均匀性。
2.2.3作业环境准备
在利用多旋翼植保无人机开展玉米病虫害防治时要明确作业环境要求,通常情况下选择风速较小、气温适宜的时间进行作业,避免大风、高温或降雨天气,风速超过5m/s时要停止作业。注重清除玉米田中的杂草、秸秆,规避电线障碍物,确保无人机安全飞行,在作业区域周围设置安全警戒线,禁止无关人员进入。操作前对操作人员进行无人机操作、飞防作业和应急处置的培训,确保安全作业,对地面保障人员进行药液配置、安全警戒和应急处置的培训,配合无人机作业。
2.3明确作业操作技术指标
多旋翼植保无人机在开展玉米病虫害防控过程中,应该结合植株的生长情况以及玉米的生长发育阶段确定相应的操作标准。通常情况下植保无人机的飞行高度控制在2-5m,飞行速度6-8m/s,喷幅8-12m,航线间距10-15m,确保均匀覆盖整个作业区域。喷洒流量1-2L/亩,喷洒压力0.3-0.5MPa,雾滴100-200μm。无人机的作业效率为10-20亩/h,确保一次飞防作业能够在2-4h内完成。作业过程中不出现安全事故或环境污染问题。同时在进行飞行作业过程中要求操作人员严格遵守飞行规则,按照提前预定的飞行路线进行喷药作业,避免无人机碰撞或坠毁事故[2]。
2.4效果检查与设备维护保养
2.4.1防治效果检查
作业后间隔7-14天观察玉米植株的病虫害防治效果,重点检查叶片、茎秆和果穗是否有病斑、虫卵或虫害症状。随机采集不同位置的玉米样品,送往实验室进行病虫害检测和分析,根据病虫害检出率和严重程度,评估防治效果。并在防治过程中认真登记植保无人机飞防作业防治技术表格,为后续阶段的飞防作业提供数据支撑[3]。
2.4.2设备维护保养
日常保养。无人机每飞行一次后用干净的软布擦拭无人机的机身、机臂、螺旋桨和起落架,清除灰尘和污垢,并检查无人机的电机、螺旋桨、电池、飞控系统和喷洒系统等各个部件,确保没有损坏或松动。根据使用频率,对无人机的飞控系统、传感器和喷洒系统进行校准,保证精准性和可靠性。其次,定期保养。每飞行50小时更换螺旋桨、清洁电机、检查电池健康状况。每飞行100小时更换电机轴承、检查飞控系统。每飞行200小时大修无人机,更换易损部件、清洁和润滑所有部件。再次,季节性保养。春季使用前检查无人机是否经过冬季休眠后工作正常,更换电池、清洁传感器,秋季使用后对无人机进行全面检查和维护,为越冬做好准备。最后,应急维护。发生碰撞或坠毁后,立即检查无人机的损坏情况,及时更换或维修受损部件,无人机进水或受潮后立即断电,并用干燥剂吸湿,防止电子元器件损坏。出现其他故障时,及时联系厂家或专业维修人员进行检修。
3.结束语
植保无人机在玉米病虫害飞防作业中发挥着越来越重要的作用。为了充分发挥植保无人机的应用优势,需要相关部门提高重视程度,注重加强有效的引导,同时要完善植保无人机飞防行业标准,规范操作技术,有效推广植保无人机玉米病虫害的有效防范技术,保障玉米的产量和种植效益。
参考文献
[1]李凤玲.无人植保机技术的推广难点及策略分析[J].农业开发与装备,2020(8):136-136.
[2]周俊平.农用无人植保机远程控制系统操作终端设计[J].农机化研究,2020,42(12):101-106.
[3]程海.无人植保机日常保养与维护[J].农业工程技术,2021,41(30):26-28.
