說到無人機(jī)農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域有兩個(gè)公司是繞不開的話題，曾經(jīng)的植保霸主“大疆”和逆襲成功的“極飛”。
大疆成為全球無人機(jī)及飛行影像系統(tǒng)的領(lǐng)軍者，以連續(xù)多年增長翻番的業(yè)績，構(gòu)建了消費(fèi)級(jí)無人機(jī)的統(tǒng)治性王朝。大疆2015年發(fā)力投入農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域。為了更大商業(yè)愿景和公司估值，“獨(dú)角獸”大疆必須要走好這一步。但是，它遇到了極飛農(nóng)業(yè)無人機(jī)的頑強(qiáng)抵抗。兩家農(nóng)業(yè)無人機(jī)采取了不同的設(shè)計(jì)思路。大疆直接沿用消費(fèi)級(jí)市場思路，注重飛手操控飛機(jī)噴灑農(nóng)藥；而極飛在研究了農(nóng)業(yè)實(shí)際情況后，力推飛機(jī)自主飛行，通過RTK的信號(hào)裝置，設(shè)置好路線后，讓無人機(jī)實(shí)現(xiàn)“傻瓜式”飛行噴藥，減少人為因素，更加注重打藥效果的標(biāo)準(zhǔn)化。
比如，極飛無人機(jī)噴藥飛行時(shí)，設(shè)置飛行速度為每秒6米，再想提速很難。而大疆無人機(jī)可以輕松飛到每秒12米。農(nóng)民的希望是飛慢一些，以便藥水穩(wěn)穩(wěn)灑到農(nóng)作物上。
我們來看看無人機(jī)發(fā)展還需要進(jìn)一步完善的這些技術(shù)方面問題，如：
噴灑農(nóng)藥中存在的問題
植保無人機(jī)噴灑霧滴大
目前一些植保商使用的噴頭不符合無人機(jī)作業(yè)要求，其霧滴較大，在噴灑下降過程中霧滴與霧滴之間難免會(huì)發(fā)生碰撞后形成更大的霧滴，這樣落在農(nóng)作物葉面上的就不是霧滴，是水珠了，這會(huì)使得灼傷葉面，以及其不能附著在葉面上，落入土壤，不僅污染土壤而且殺蟲效果不好。
噴灑沉積與飄移
在各家植保無人機(jī)廠商里，實(shí)實(shí)在在的進(jìn)行農(nóng)業(yè)航空化學(xué)霧滴沉降效應(yīng)研究的植保商有多少？建立了霧滴飄移隨下風(fēng)距離關(guān)系的數(shù)學(xué)模型的又有多少？揭示霧滴內(nèi)飄失規(guī)律，研究出不同噴施方式、不同作業(yè)對象的適宜霧滴大小、密度和覆蓋均勻度的廠商又有多少？
這些問題沒有研究明白就敢賣？這不是圈錢是什么？噴頭自己好好研究過沒？效果驗(yàn)證過沒？光一個(gè)噴灑系統(tǒng)的研究及設(shè)計(jì)我想就得各個(gè)無人機(jī)植保商喝一壺的，有那么一兩家企業(yè)在這方面做得真不錯(cuò)，飛機(jī)不好使就一直不賣，不坑消費(fèi)者，直到做到最好使才賣，賣出去只能砸自己的牌子。
農(nóng)藥劑型
在農(nóng)藥劑型方面,國外航空植保有航空噴霧專用ULV(超低容量制劑)。但我國目前登記注冊的ULV品種較少,是影響國內(nèi)航空噴霧發(fā)展的一個(gè)重要因素。
飛機(jī)直接施用常規(guī)藥劑對水進(jìn)行作業(yè)時(shí),約有60%的藥液因揮發(fā)或飄移而損失,僅有約25%藥液沉降至作物上。
因此,如何增大霧滴在作物表面有效沉積是提高防治效果的關(guān)鍵因素,而開發(fā)航空噴霧霧滴蒸發(fā)抑制劑是改進(jìn)農(nóng)業(yè)航空噴霧效果的重要手段。作用原理是通過其含有的白油、黃原膠等成分,改變藥液重量與黏度,從而減少霧滴沉降過程中水分蒸發(fā),使霧滴在沉降過程中粒徑變化減小,更好地沉降在作物靶標(biāo)部位。
主要的三大噴灑系統(tǒng)
離心霧化噴頭
離心霧化噴頭噴灑面積相對較廣、施藥均勻、噴灑效率高。離心霧化噴頭由導(dǎo)柱、螺套、噴頭座、罩殼、流量器、霧化盤、直流電動(dòng)機(jī)和螺釘?shù)冉M成。噴頭座罩殼用聚丙烯制成。
噴頭固定在噴桿上，塑料輸藥管穿過噴桿與噴頭的流量器連接，將藥箱中的藥液送入噴頭，流量計(jì)呈長錐形管狀，伸向霧化盤，用來輸送藥液和控制藥液流量。直流電動(dòng)機(jī)利用飛機(jī)自帶電源為霧化盤提供動(dòng)力，霧化盤呈圓臺(tái)盆狀，內(nèi)壁設(shè)有多個(gè)細(xì)槽，供藥液均勻分布，實(shí)現(xiàn)超低量噴霧。
航空靜電噴霧系統(tǒng)
航空靜電噴霧系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)包括可以同時(shí)輸出正、負(fù)高壓靜電的直流高壓開關(guān)電源和兩組噴嘴。將靜電噴霧技術(shù)與航空噴霧技術(shù)結(jié)合，能較好地解決前述問題，是因?yàn)楹娇侦o電噴霧具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：
一方面飛機(jī)噴灑作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的霧滴借助于靜電場的作用，增強(qiáng)了噴霧粒子對預(yù)定目標(biāo)的吸附；
另一方面，飛噴作業(yè)時(shí)的霧滴是由上向下運(yùn)動(dòng)，在重力和靜電場力的雙重作用下加速了霧滴向下運(yùn)動(dòng)，減少了霧滴飄移損失。此外，飛機(jī)飛行時(shí)產(chǎn)生較大的氣流，提高了霧滴在植株中的穿透性，提高了藥液的利用率。
利用PWM的變量噴灑系統(tǒng)
精確噴灑系統(tǒng)主要由脈寬調(diào)制技術(shù)PWM控制器、齒輪泵、噴頭及吊臂、藥箱等組成。精確噴灑的工作過程為:農(nóng)藥由電機(jī)帶動(dòng)的齒輪泵加壓后進(jìn)入噴頭噴施給作物,通過脈寬調(diào)制技術(shù)控制電機(jī)的不同轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)噴頭的流量控制。
PWM控制器的電路驅(qū)動(dòng)與執(zhí)行是與無人機(jī)的電子控制系統(tǒng)連接并由機(jī)載12V直流電源供電,無人機(jī)電子控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)地面控制站協(xié)同GPS定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)地定位噴灑地點(diǎn)或根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的噴灑路線觸發(fā)開啟精確噴灑系統(tǒng),并通過無線遙控系統(tǒng)傳輸指令調(diào)節(jié)輸出的控制電壓,輸出的控制電壓通過電路板輸入到PWM控制模塊,PWM控制器根據(jù)不同的電壓值生成不同的PWM占空比信號(hào)來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,最后完成噴頭的流量調(diào)節(jié),也就是調(diào)節(jié)了噴灑量,從而實(shí)現(xiàn)了定點(diǎn)精確噴藥。
但利用PWM的變量這種噴灑方式會(huì)出現(xiàn)噴霧霧化效果不佳，噴頭由于藥的因素也會(huì)出現(xiàn)堵塞，這些因素會(huì)影響到噴藥殺蟲的效果。
目前農(nóng)用植保無人飛機(jī)憑借其作業(yè)效率高，不受地形、地勢限制，可定點(diǎn)懸停來精準(zhǔn)作業(yè)等優(yōu)勢，成為如今農(nóng)業(yè)航空領(lǐng)域的熱點(diǎn)。然而，如今農(nóng)用植保環(huán)境復(fù)雜，大小型企業(yè)一夜之間如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。但數(shù)量的增多并不能與作業(yè)質(zhì)量掛鉤，設(shè)備要求、作業(yè)規(guī)范等不明確使得有些商家生產(chǎn)的農(nóng)用植保機(jī)并不能符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
例如，你如果購買了一臺(tái)沒有質(zhì)量認(rèn)證也沒有維修保障的農(nóng)用植保無人機(jī)，外表可能看不出來異端，試噴可能也不漏噴，但機(jī)身中一個(gè)小小的GPS部件不夠精準(zhǔn)，就可能導(dǎo)致農(nóng)田噴灑時(shí)，作業(yè)航線偏移，結(jié)果導(dǎo)致一邊的農(nóng)田漏噴，但航線偏到的一邊農(nóng)田重噴，漏噴的一邊沒有起到病蟲害的防范效果，病蟲害恣意爆發(fā)；而另一邊的田區(qū)因?yàn)橹貒?，藥劑過量，導(dǎo)致藥害的產(chǎn)生，不僅會(huì)對整塊田區(qū)農(nóng)作物質(zhì)量造成很惡劣的影響，飄灑到田塊以外的藥劑也會(huì)污染環(huán)境，造成資源的浪費(fèi)。
國內(nèi)90%以上植保無人機(jī)是電動(dòng)的，大部分電動(dòng)植保機(jī)企業(yè)是從航模、航拍企業(yè)轉(zhuǎn)型而來，他們一方面缺乏對農(nóng)業(yè)大環(huán)境的認(rèn)識(shí)，另一方面沒有深入研究無人機(jī)與植保的適配，從而引起很多問題。在植保作業(yè)過程中，他們的植保機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)炸機(jī)、重噴、漏噴等問題，造成明顯農(nóng)作物損害的則會(huì)與農(nóng)民發(fā)生糾紛，給植保無人機(jī)市場帶來混亂。在農(nóng)用植保無人機(jī)作業(yè)過程中，可能出現(xiàn)的不規(guī)范之處如下，請大家多加關(guān)注，注意防范，保證噴灑作業(yè)效率的同時(shí)，更能保障人身安全和環(huán)境安全。
一、控制系統(tǒng)穩(wěn)定性差
穩(wěn)定且易操控的飛行控制系統(tǒng)是所有植保無人機(jī)生產(chǎn)的必備條件。不幸的是，現(xiàn)階段，大部分植保無人機(jī)企業(yè)都不具備飛控系統(tǒng)的自主研發(fā)能力，他們使用的飛控大部分都是為航模和航拍等設(shè)計(jì)的，不能滿足農(nóng)田作業(yè)需求。這樣飛行控制系統(tǒng)控制下的植保無人機(jī)，給航空植保界帶來巨大隱患。
二、核心部件缺失或精準(zhǔn)度不夠農(nóng)田環(huán)境復(fù)雜多變，田間除了農(nóng)作物，還有防護(hù)林、電線桿等非作業(yè)對象的存在。一旦飛機(jī)在作業(yè)過程中碰到防護(hù)林或者電線桿，就會(huì)導(dǎo)致炸機(jī)。因此，通過傳感器探測周圍環(huán)境，以避開障礙物，對植保無人機(jī)非常重要。然而，很多中小型植保無人機(jī)企業(yè)并沒有意識(shí)到這一點(diǎn)，傳感器配置缺失。還有上文中也提到過的GPS系統(tǒng)，小小部件的精度不夠，就會(huì)導(dǎo)致航線偏移，從而導(dǎo)致漏噴、重噴等不良噴灑現(xiàn)象。
三、植保機(jī)機(jī)體材料質(zhì)量不過關(guān)植保無人機(jī)的主要任務(wù)是噴灑農(nóng)藥。在植保作業(yè)過程中，機(jī)體、管路系統(tǒng)、噴頭都會(huì)與農(nóng)藥直接接觸。而大部分農(nóng)藥都有腐蝕性，如果植保機(jī)機(jī)體材料質(zhì)量不過關(guān)，植保無人機(jī)的抗腐蝕能力就會(huì)不足，農(nóng)藥就會(huì)將植保無人機(jī)腐蝕。復(fù)雜多變的自然條件下，日積月累的使用過程中，機(jī)體韌性、剛度等機(jī)械指標(biāo)也都會(huì)隨之大幅度下降，勞損的植保無人機(jī)將變成農(nóng)民手中巨大的隱患。
四、業(yè)余飛手作業(yè)引發(fā)弊端現(xiàn)如今，隨著農(nóng)用植保無人機(jī)的快速發(fā)展，很多人急于利用先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行噴灑作業(yè)，卻忽視了飛手的重要性。初級(jí)飛手或者農(nóng)民如果只是會(huì)使用遙控器，就開始去農(nóng)田進(jìn)行噴灑作業(yè)，不能了解到農(nóng)田噴灑的諸多問題，如：農(nóng)田情況（農(nóng)田地形、地況、土地類型等）、作物情況（作物類型、作物種類、作物生長期、作物高度等）、作業(yè)參數(shù)（飛行速度、飛行高度、噴嘴類型、噴灑流量、藥劑種類、藥劑配比等）、氣象條件（溫度、相對濕度、自然風(fēng)風(fēng)向、風(fēng)速等）。這些具體問題都需要具體分析，否則會(huì)導(dǎo)致很多惡劣后果：航線規(guī)劃失策會(huì)產(chǎn)生漏噴、重噴等現(xiàn)象；藥劑選擇錯(cuò)誤或者藥劑配比失調(diào)容易產(chǎn)生藥害；噴施量不合適，過少的噴施量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)藥效，過多的噴施量導(dǎo)致資源的浪費(fèi)；噴灑密度不夠大，單位面積上的霧滴量太少，葉片吸收農(nóng)藥不足，起不到藥效等。
那么，到底怎樣的植保機(jī)才算是一臺(tái)合格的植保機(jī)？如何作業(yè)才能在提升效率的同時(shí)，使人身、環(huán)境和資源都得到應(yīng)有的保護(hù)？
1.通過正規(guī)渠道購買正規(guī)廠家生產(chǎn)的，擁有質(zhì)量體系認(rèn)證的，具有維修和質(zhì)量保證的農(nóng)用植保無人機(jī)，以便維護(hù)消費(fèi)者正當(dāng)權(quán)益。
2.農(nóng)田作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，氣象條件不可控，因此，農(nóng)用植保無人機(jī)機(jī)身材料在質(zhì)量輕便的前提下要具備足夠的強(qiáng)度、韌度、剛度以及防水、防腐蝕的性能。
3.噴灑作業(yè)要用到的農(nóng)藥種類多樣。按照形態(tài)來劃分，可分為：液態(tài)，粉劑即固態(tài)，還有乳劑和油劑等。按照酸堿性來劃分，有酸性，堿性和中性的藥劑。因此，與藥劑接觸的所有部件，如管路和噴嘴等都需要具備防腐蝕的性質(zhì)。
4.作業(yè)質(zhì)量要得到保證。從作業(yè)效率上來講，利用農(nóng)用植保無人機(jī)需要達(dá)到的噴灑量應(yīng)該在0.8-1.2L/畝之間。從噴霧特性上來講，霧滴在單位面積上的沉積密度（個(gè)/cm2）、沉積覆蓋率（%）、霧滴粒徑大小（μm）以及霧滴分布均勻性都是影響藥滴在植物葉片上附著和吸收，從而達(dá)到藥效的主要評價(jià)指標(biāo)。而具體指標(biāo)應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)又因作物品種不同、葉片表面張力不同、自然光照、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等客觀因素的變化而變化。結(jié)語auscor
無人機(jī)植保水深，在噴灑系統(tǒng)方面也需要各個(gè)植保公司去深挖研究，設(shè)計(jì)出可行性好使的方式來達(dá)到精準(zhǔn)作業(yè)的目的，無人機(jī)植保機(jī)目前面臨的問題還很多，依舊還是不是好使的狀態(tài)，需要各無人機(jī)植保廠商進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)潛行研究。
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