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农用无人机结构拓扑优化与增材制造研究
1
作者 卞青青 《农机化研究》 北大核心 2025年第5期197-201,共5页
为了提高无人机载重、减少整体质量、实现机身轻量化设计,以农用无人机机翼为研究对象,基于围绕增材制造的核心拓扑结构折叠固化的薄复合材料壳,采用类似桁架的内部结构和折叠的薄复合材料壳进行制造,实现高度复杂且无需模具的无人机结... 为了提高无人机载重、减少整体质量、实现机身轻量化设计,以农用无人机机翼为研究对象,基于围绕增材制造的核心拓扑结构折叠固化的薄复合材料壳,采用类似桁架的内部结构和折叠的薄复合材料壳进行制造,实现高度复杂且无需模具的无人机结构。通过优化设计和增材制造的结合,成功提高了农用无人机的载重能力和续航能力。机翼试验验证结果表明:优化设计和模拟结果的吻合度较高,验证了该方法的可靠性和有效性。研究可为农用无人机结构的拓扑优化和增材制造提供重要的参考和指导。 展开更多
关键词 农用无人机 结构拓扑优化 增材制造 性能改进 载重 应变
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无人机变量施药技术发展现状与展望
2
作者 陈菁 何雄奎 +3 位作者 魏传省 王昌陵 杨俊 山弘道 《农业科技与装备》 2025年第4期48-49,共2页
梳理无人机变量施药系统架构、施药决策和施药控制技术,分析无人机变量施药技术面临的挑战,同时提出硬件完善、信息感知、智能化决策等未来技术发展方向,旨在为无人机变量施药技术的理论研究与工程应用提供参考。
关键词 无人机 变量施药 发展现状 展望
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元启发式算法在植保无人机路径规划中的研究进展 被引量：3
3
作者 张旭东 于丽娅 +2 位作者 李少波 张安思 张保 《农机化研究》 北大核心 2025年第3期1-9,共9页
随着无人机系统技术、传感器技术和人工智能算法等相关技术的不断发展,植保无人机路径规划技术在农业生产中备受重视,并被广泛应用。作为航空植保的关键技术之一,植保无人机路径规划面临的是一个复杂且多约束的组合优化问题。传统算法... 随着无人机系统技术、传感器技术和人工智能算法等相关技术的不断发展,植保无人机路径规划技术在农业生产中备受重视,并被广泛应用。作为航空植保的关键技术之一,植保无人机路径规划面临的是一个复杂且多约束的组合优化问题。传统算法往往难以得到理想的结果,而元启发式算法则因其高效率成为解决该类优化问题的有效手段。为此,首先介绍了农业航空中的路径规划,随后总结出了植保无人机路径规划的关键要素,并使用更为合理的分类方式进行归纳;其次,从算法层面对相关研究所采用的元启发式算法进行分类和梳理,并阐述了其在实际应用中的现状,且根据提出的分类方法和研究特点,全面地归纳了当前的研究成果;最后,针对目前植保无人机路径规划研究存在的问题提出了几条可行的发展思路。 展开更多
关键词 农机航空 植保无人机 路径规划 元启发式算法 乡村振兴 农业现代化
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精准对靶喷洒植保无人机地面站的设计 被引量：1
4
作者 张子超 张亚莉 +4 位作者 兰玉彬 张建瓴 严智威 林芳源 邓继忠 《农机化研究》 北大核心 2025年第7期112-120,共9页
精准对靶喷洒是未来无人机植保装备技术的重要发展方向,其规划和控制则需要地面站来完成,但目前商品化的植保无人机及其地面站均无精准对靶喷洒功能,用户也无法在其上开发精准对靶功能。为此,利用DJI A3 Pro飞控,采用Jetson TX2控制系统... 精准对靶喷洒是未来无人机植保装备技术的重要发展方向,其规划和控制则需要地面站来完成,但目前商品化的植保无人机及其地面站均无精准对靶喷洒功能,用户也无法在其上开发精准对靶功能。为此,利用DJI A3 Pro飞控,采用Jetson TX2控制系统和RTK等硬件对植保无人机进行飞行控制和喷洒控制;在此硬件基础上,基于Qt和Google Map离线瓦片地图,开发了应用于精准对靶喷洒的地面站软件。该软件不但实现了对无人机航线规划、设定喷洒参数和无人机飞行状态显示等基本功能,且可以进行基于处方图的喷洒。初步测试表明:系统具有可行性和稳定性,达到预期效果,可为自行研发精准对靶喷洒植保无人机系统提供参考。 展开更多
关键词 植保无人机 地面站 精准对靶喷洒 控制技术
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植保无人机低空低量喷雾技术的发展现状及优化策略 被引量：3
5
作者 李欣璐 吕坤林 《南方农机》 2025年第5期38-40,共3页
无人机技术的快速发展,为农田植保工作提供了更加高效便捷的技术手段。植保无人机因喷施效果好、作业性能高效、自动化程度高、体积小质量轻、人机分离等多重优势,在植保领域得到了越来越广泛的应用。基于此,文章针对植保无人机低空低... 无人机技术的快速发展,为农田植保工作提供了更加高效便捷的技术手段。植保无人机因喷施效果好、作业性能高效、自动化程度高、体积小质量轻、人机分离等多重优势,在植保领域得到了越来越广泛的应用。基于此,文章针对植保无人机低空低量喷雾技术的发展现状及未来的发展方向进行了介绍,并阐述了植保无人机低空低量喷雾技术的相关优化策略,以此加深人们对植保无人机低空低量喷雾技术的了解,同时为植保无人机低空低量喷雾技术未来的发展和改进提供一定参考。研究结果表明,植保无人机低空低量喷雾技术覆盖范围广、穿透性较好,且能轻松实现低空飘移和均匀喷洒,大大提高了农作物的防治覆盖率和农药利用率,增强了农田病虫杂草防治工作的精准性和安全性,提升了农田植保工作效率,降低了人工成本,应用前景广阔。 展开更多
关键词 植保无人机 低空低量 喷雾技术
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基于图像处理技术的植保无人机导航系统研究 被引量：2
6
作者 唐涛 孙强 《中国农机装备》 2025年第1期67-70,共4页
以图像处理技术为载体的农业植保无人机导航系统可以依靠图像处理能力和图像识别能力,保障农业植保无人机实现任务的效率和精度,精准且高效地达成农药喷洒目标。本文以图像处理技术和视觉导航关键技术为切入点,探讨了农业植保无人机导... 以图像处理技术为载体的农业植保无人机导航系统可以依靠图像处理能力和图像识别能力,保障农业植保无人机实现任务的效率和精度,精准且高效地达成农药喷洒目标。本文以图像处理技术和视觉导航关键技术为切入点,探讨了农业植保无人机导航系统的设计以及图像处理技术的应用,阐述了无人机导航系统的设计和使用方法。 展开更多
关键词 图像处理技术 农业植保 无人机 导航 系统设计
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多功能农业植保机器人设计研究 被引量：2
7
作者 王国栋 杨荣 +2 位作者 张清蓉 杨松林 曹新鑫 《南方农机》 2025年第5期159-163,共5页
【目的】解决传统农业喷药作业中农机效率低、劳动强度大、安全性差、对不同地形及农作物行距适应性差等问题。【方法】设计了一款多功能农业植保机器人。通过无线遥控操作技术,实现操作人员远程控制,有效避免直接接触药物,提升了作业... 【目的】解决传统农业喷药作业中农机效率低、劳动强度大、安全性差、对不同地形及农作物行距适应性差等问题。【方法】设计了一款多功能农业植保机器人。通过无线遥控操作技术,实现操作人员远程控制,有效避免直接接触药物,提升了作业安全性;设计了水陆两用机构,使机器人不仅能在陆地上作业,也能适应水田环境,显著拓宽了机器人的作业范围;集成了自动寻光太阳能系统,在提高机器人续航能力的同时,实现了绿色环保的植保作业;底盘采用可调机构设计,使轮距和底盘高度可根据农作物的高度、行距或者路况灵活调整,提升了机器人的地形适应性;喷药系统设计为双喷药系统,可满足不同农作物的需求,实现了一机多用;同时集成了机械臂与直线导轨,可根据需要对机器人的作业功能进行拓展,如可实现树枝修剪、浇水等多功能作业。【结果】通过对原型机进行测试,发现其在无线遥控操作、船体升降、太阳能自动寻光、底盘高度和轮距调整、双喷药系统等方面均表现良好,功能测试验证满足设计要求。【结论】该机器人不仅能提升农业生产效率和安全性,还具备环保、节能和多功能集成的特点的设计研究。该机器人的设计研究具有重要的社会价值和经济价值,为农业植保机器人的未来发展提供了重要的参考和借鉴。 展开更多
关键词 绿色农业 农业植保 机器人 水陆两栖
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农业无人机的推广及应用 被引量：2
8
作者 张剑云 《南方农机》 2025年第9期70-72,共3页
为了探索如何通过智能化技术提升农业生产效率与精确度,文章采用案例分析法,通过调研和分析农业无人机在不同农业生产环节中的实际应用情况,结合农业无人机的技术特点,评估其在降低人力成本、提升生产精度、提高作业效率等方面的优势,... 为了探索如何通过智能化技术提升农业生产效率与精确度,文章采用案例分析法,通过调研和分析农业无人机在不同农业生产环节中的实际应用情况,结合农业无人机的技术特点,评估其在降低人力成本、提升生产精度、提高作业效率等方面的优势,探明农业无人机在现代农业生产中的应用价值及其推广策略。研究结果表明,农业无人机在精准施肥、喷洒农药、植保监测等方面表现出色,能够显著提高作业效率、减少资源浪费、降低环境污染,且能够降低劳动强度、提升生产精度。在推广应用方面,可以通过加强技术培训、政策扶持、设备共享等措施,加快农业无人机在农业生产中的普及与应用。本研究为农业无人机技术的进一步推广提供了理论依据与实践指导,以期为农业生产向智能化、高效化方向发展提供可参考的范式。 展开更多
关键词 农业无人机 智慧农业 应用 推广
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基于无人机的农田监测与智能灌溉系统设计 被引量：2
9
作者 赵玥 《农业技术与装备》 2025年第1期12-14,共3页
基于无人机技术设计了一种新的农田监测与智能灌溉系统,系统硬件由传感器、通信模块、电源系统设计及无人机平台组成,通过数据采集与分析、数据分析与处理、智能决策实现软件工作。试验结果表明,设计的基于无人机的农田监测与智能灌溉... 基于无人机技术设计了一种新的农田监测与智能灌溉系统,系统硬件由传感器、通信模块、电源系统设计及无人机平台组成,通过数据采集与分析、数据分析与处理、智能决策实现软件工作。试验结果表明,设计的基于无人机的农田监测与智能灌溉系统具有较高的水资源利用率,有效地提升了农田产量。 展开更多
关键词 无人机 农田监测 智能灌溉 灌溉系统
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农用无人机在现代农业中的应用与挑战 被引量：2
10
作者 赵志伟 薄贺飞 《种子科技》 2025年第9期183-185,共3页
低空技术驱动的智慧农业为现代农业转型提供了重要支撑,其中,农用无人机在植物保护、精准作业与农田监测等场景中展现出显著优势。从农业低空基础设施建设、无人机技术创新与多场景应用出发,系统分析了无人机在植保作业、病虫害监测、... 低空技术驱动的智慧农业为现代农业转型提供了重要支撑,其中,农用无人机在植物保护、精准作业与农田监测等场景中展现出显著优势。从农业低空基础设施建设、无人机技术创新与多场景应用出发,系统分析了无人机在植保作业、病虫害监测、作物健康管理等领域的技术进展。研究表明,无人机技术通过多光谱传感、精准施药和智能路径规划,显著提升了农业生产效率与生态可持续性。当前挑战集中于续航能力、载重限制、数据分析整合及专业人才短缺等方面。未来需通过优化硬件性能、开发智能化算法、完善数据平台建设,并加强产学研协同培养复合型人才,推动农业无人机技术的规模化应用,助力智慧农业与绿色农业的深度融合。 展开更多
关键词 农用无人机 植物保护 现代农业
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基于专利视角的农业无人机领域发展分析
11
作者 徐龙龙 《现代农业装备》 2025年第3期111-115,共5页
农业无人机在农业监测、农药喷洒、作物播种、作物施肥、植物授粉等农业生产的各个环节都具有降本增效的作用。以全球专利申请为基础,分析农业无人机的全球专利申请趋势、技术来源国、中国区域分布、法律状态以及重点申请人等,厘清农业... 农业无人机在农业监测、农药喷洒、作物播种、作物施肥、植物授粉等农业生产的各个环节都具有降本增效的作用。以全球专利申请为基础,分析农业无人机的全球专利申请趋势、技术来源国、中国区域分布、法律状态以及重点申请人等,厘清农业无人机的技术发展现状和发展趋势,初步探讨了国内外重要申请人的专利布局情况,为我国农业无人机产业发展提供技术参考和方向指引。 展开更多
关键词 无人机 农业 植保 专利
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基于自适应RBF神经网络具有模型不确定性的四旋翼无人机指定时间预设性能控制方法 被引量：5
12
作者 张园 郑鸿基 +3 位作者 刘海涛 韦丽娇 沈德战 赵振华 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期64-73,共10页
四旋翼无人机具有强耦合和欠驱动的特点,在飞行过程中很容易受到外界干扰,进而影响整个无人机系统的稳定性和精度。为此,提出了一种基于RBF神经网络的指定时间预设性能约束控制策略。首先,针对四旋翼无人机的不确定数学模型难以精确建立... 四旋翼无人机具有强耦合和欠驱动的特点,在飞行过程中很容易受到外界干扰,进而影响整个无人机系统的稳定性和精度。为此,提出了一种基于RBF神经网络的指定时间预设性能约束控制策略。首先,针对四旋翼无人机的不确定数学模型难以精确建立,并且在执行任务过程中存在外部未知扰动问题,提出了一种基于指定时间预设性能控制方法,将四旋翼无人机的轨迹跟踪问题转换为对位置子系统和姿态子系统的期望指令跟踪问题;其次,在设计控制器过程中,为了解决“微分爆炸”问题产生的滤波器误差,引入一种新型滤波误差补偿方法,通过RBF神经网络逼近外部未知扰动,并将预测结果补偿给控制器以提高轨迹跟踪的鲁棒性。最后,应用仿真模拟方法验证无人机控制系统稳定性和性能优势,通过飞行试验验证,微风聚拢环境下实际飞行轨迹与仿真模拟结果趋于一致,自主轨迹跟踪起降位置偏差小于1 cm,证明了所提出算法的有效性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 RBF神经网络 轨迹跟踪控制 预设性能约束 模型不确定性
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植保多旋翼无人机在不规则区域的航迹规划
13
作者 赵瑞琳 《科技资讯》 2025年第3期189-191,共3页
航迹规划对植保多旋翼无人机的高效作业具有重要意义。设计合理的航迹,可以最大程度地减少作业时间和能源消耗,提高作业效率和经济效益,并为植保多旋翼无人机的广泛应用打下坚实的技术基础。提出航迹规划假设,构建航迹规划模型,并引入Du... 航迹规划对植保多旋翼无人机的高效作业具有重要意义。设计合理的航迹,可以最大程度地减少作业时间和能源消耗,提高作业效率和经济效益,并为植保多旋翼无人机的广泛应用打下坚实的技术基础。提出航迹规划假设,构建航迹规划模型,并引入Dubins曲线、三次B样条约束方法,分别对局部障碍物和区域障碍物进行分类避障规划。为验证上述方法的可行性,进行仿真分析研究。结果表明,在上述方法约束和航迹规划下,植保旋翼无人机在作业中可以灵活地绕过局部障碍物、区域障碍物。 展开更多
关键词 植保多旋翼无人机 不规则区域 航迹规划 三次B样条 Dubins曲线
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植保无人机喷施雾滴沉积运动特性研究进展
14
作者 关润洪 《智慧农业导刊》 2025年第15期23-28,共6页
近年来农用植保无人机的迅猛发展,其作业过程中的药液流失、污染问题日益凸显。针对当前植保无人机施药过程中的雾滴飘移与沉积特性研究存在的研究手段单一、雾滴沉积运动特性影响机制尚不明晰、缺乏从雾滴微观动力学角度深入探究其沉... 近年来农用植保无人机的迅猛发展,其作业过程中的药液流失、污染问题日益凸显。针对当前植保无人机施药过程中的雾滴飘移与沉积特性研究存在的研究手段单一、雾滴沉积运动特性影响机制尚不明晰、缺乏从雾滴微观动力学角度深入探究其沉积运动过程的问题,该文主要综述植保无人机喷施雾滴沉积运动特性相关基础理论研究现状,包括农业航空雾滴飘移规律的作用机理、雾滴沉积运动特性影响机制、二维可视化喷雾流场空间特性等研究现状,为植保无人机喷施雾滴沉积运动特性未来的研究方向提出建议,以期为植保无人机精准施药技术的后续发展提供参考。 展开更多
关键词 植保无人机 PIV 雾滴运动 沉积与分布 喷雾流场
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基于专利视角的农业无人机技术创新研究
15
作者 夏俞扬 《机器人产业》 2025年第5期18-28,共11页
农业是社会经济运行和国家生存发展的基础产业,农业场景具有复杂性和多样性,对生产工具具有较高的要求。农业无人机作为重要的生产工具,是引领农业现代化、实现精准农业和发展农业新质生产力的重要技术手段。本文系统分析了现有农业无... 农业是社会经济运行和国家生存发展的基础产业,农业场景具有复杂性和多样性,对生产工具具有较高的要求。农业无人机作为重要的生产工具,是引领农业现代化、实现精准农业和发展农业新质生产力的重要技术手段。本文系统分析了现有农业无人机技术分类、专利申请人、机构分布和时间图谱,阐述了农业无人机领域的专利发展趋势,梳理了飞行系统、执行系统和控制系统三个重要技术分支的技术发展脉络及重点创新技术,展望了农业无人机的技术创新发展方向,以期为相关机构的农业无人机技术研发、专利布局提供有益参考。 展开更多
关键词 技术创新 农业现代化 农业无人机 专利视角
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农业无人机机架结构的优化设计及应用测试
16
作者 康刘阳 孟露 +2 位作者 彭绘舒 李大峰 孙志博 《农机使用与维修》 2025年第10期17-20,共4页
为提高农业无人机的飞行稳定性,本文先对无人机整体结构进行设计,并通过初始优化和谐响应优化后,得到机架增加的肋条厚度应优化为4.41 mm,支臂直径为30.1 mm,X轴最大位移为1.437 mm,相比降幅为15.5%。最后,经田间飞行试验发现,无人机滚... 为提高农业无人机的飞行稳定性,本文先对无人机整体结构进行设计,并通过初始优化和谐响应优化后,得到机架增加的肋条厚度应优化为4.41 mm,支臂直径为30.1 mm,X轴最大位移为1.437 mm,相比降幅为15.5%。最后,经田间飞行试验发现,无人机滚转角、俯仰角和偏航角基本稳定在0°左右,角度变化在±10°之间,且不受碰撞影响,还能够有效获取大面积作物的图像信息。该研究可为农业无人机机架结构改进提供一定理论基础。 展开更多
关键词 农业无人机 谐响应 飞行试验
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农用无人机机体结构损伤检测与维修方法的研究
17
作者 高登科 《河北农机》 2025年第16期16-18,共3页
为处理农用无人机高频作业过程中结构易损、维护效率低等问题,本文对无人机机体结构典型损伤的类型、演化机制以及力学响应进行了系统分析,探究了契合农田作业场景的多种损伤检测手段,涉及利用视觉识别的表层裂纹判定方法、声发射与超... 为处理农用无人机高频作业过程中结构易损、维护效率低等问题,本文对无人机机体结构典型损伤的类型、演化机制以及力学响应进行了系统分析,探究了契合农田作业场景的多种损伤检测手段,涉及利用视觉识别的表层裂纹判定方法、声发射与超声波融合检测策略以及结构振动与应变实时监测技术等。在维修层面,考虑到材料间的区别,本文搭建了碳纤维复合材料、工程塑料及金属部件分层修复工艺的架构,且制定了针对质量检测与剩余寿命的评价办法,增强了维修平稳性与作业连贯度;倡导建立标准化、模块化检测——维修一体化系统,实现结构闭环式的安全、高效管理,以期为农用无人机的维护工程与相关从业者提供具有实操性、可推广性的技术引导。 展开更多
关键词 农用无人机 机体结构损伤检测 维修方法
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四旋翼农业无人机模块化设计及有限元分析 被引量：5
18
作者 李鹏 石永康 万晓燕 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第5期210-216,共7页
为进一步提高四旋翼农业无人机的升级、装配和维修效率,拓展农业无人机的应用范围,提出一种针对农业无人机的模块化设计方法。首先,综合分析四旋翼农业无人机中任意零件间在连接固定、功能和几何参数层面的相关关系,构建零件关系图,将... 为进一步提高四旋翼农业无人机的升级、装配和维修效率,拓展农业无人机的应用范围,提出一种针对农业无人机的模块化设计方法。首先,综合分析四旋翼农业无人机中任意零件间在连接固定、功能和几何参数层面的相关关系,构建零件关系图,将相关性强的零件聚类成部件,并计算部件在各层面的相关性矩阵。其次,利用AHP赋予各层面不同权值,计算部件间综合强度相关性矩阵,依据模块评判原则合并部件。最后,建立模块结构,根据作业需求组合相应模块,并对关键功能模块进行静动态特性分析。研究结果表明:该模块化设计方法将28个无人机零件简化为6个独立的模块;无人机更新换代时,只需对相应发生改变的模块进行重新设计制造;模块的独立性简化装配的工艺流程,降低维修成本;6个模块可以组合成喷洒无人机或播撒无人机,使无人机不仅适用于农药的喷洒,也适用于种子和肥料的撒播;通过对中央舱模块的有限元分析,其最大应力为23.889 MPa,远小于碳纤维最大抗拉强度4 780 MPa,前四阶固有频率都大于无人机工作时最高频率32.75 Hz,以及其最大形变量为0.004 635 9 mm,满足无人机极限工况下的形变要求。 展开更多
关键词 农业无人机 模块化方法 四旋翼 相关性矩阵 静动态分析
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四旋翼植保无人机机臂折叠机构轻量化设计 被引量：6
19
作者 李鹏 石永康 +2 位作者 郭稳敏 唐田尧 万晓燕 《农机化研究》 北大核心 2024年第6期116-121,共6页
为了更好地实现农业无人机整机的轻量化,以某四旋翼植保无人机机臂折叠机构为对象展开研究。首先,依据机臂折叠机构的工作原理、结构特征和载荷状况,建立了机臂折叠机构的三维模型;其次,在对机臂折叠机构进行静力学分析和模态分析的基础... 为了更好地实现农业无人机整机的轻量化,以某四旋翼植保无人机机臂折叠机构为对象展开研究。首先,依据机臂折叠机构的工作原理、结构特征和载荷状况,建立了机臂折叠机构的三维模型;其次,在对机臂折叠机构进行静力学分析和模态分析的基础上,以质量优化为目标,将未受力部分设计为优化区,并对其进行拓扑优化;最后,通过对优化结果的分析,在UG三维建模软件中重建实体模型,并再次进行静力学分析和模态分析,验证优化后的机臂折叠机构是否满足四旋翼植保无人机在实际工作中的静动态特性要求。研究结果表明:优化后机臂折叠机构的质量由最初的231.54g减少至204.21g,无人机整机总质量降低了109.32g,且优化后的机臂折叠结构在减轻质量的同时提升了结构的整体性能。 展开更多
关键词 植保无人机 机臂折叠机构 静力学分析 模态分析 拓扑优化
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无人机用气力式喷粉装置设计及作业效果分析 被引量：1
20
作者 茹煜 周杰 +3 位作者 杨风波 方树平 王姜昆 崔华 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期115-125,共11页
林业病虫害是危害森林健康及其生态系统作用的主要原因之一。目前,我国针对橡胶树这类高大乔木的施药方式多为传统的地面喷雾和喷粉机械,该类作业方式受地形限制、人力需求大、劳动效率低,且难以对高处冠层施药。当前用于无人机挂载的... 林业病虫害是危害森林健康及其生态系统作用的主要原因之一。目前,我国针对橡胶树这类高大乔木的施药方式多为传统的地面喷雾和喷粉机械,该类作业方式受地形限制、人力需求大、劳动效率低,且难以对高处冠层施药。当前用于无人机挂载的喷粉装置多为地面喷粉器械的简单搭载,这易造成粉剂堵塞,喷施均匀性难以保证。为改善当前喷粉作业的效果,本研究设计了一种搭载在无人机上的气力式喷粉装置,利用高速气流将粉剂沿管道吹出,并对关键部件进行模拟仿真。结果表明,对于本研究设计的气力喷粉管道,涵道风机风速达10 m/s可满足绝大多数粉剂的输送要求。以飞扬倾角和飞扬高度为评价指标,模拟了不同安装位置下无人机喷粉作业的效果,模拟分析表明,为更好地抑制粉剂飞扬,气力喷粉装置的喷粉出口应正处旋翼下方,并后置安装在无人机上,其飞扬倾角为84°,飞扬高度为0.6 m。为探究试验样机的作业参数对喷粉沉积覆盖率、均匀性与穿透性的影响,开展了喷粉流量、作业高度与飞行速度3因素3水平的正交试验,结果表明,沉积覆盖率最佳作业参数为:喷粉流量6.0 kg/min、作业高度2 m、飞行速度2 m/s。沉积均匀性最佳作业参数为:喷粉流量3.6 kg/min、作业高度2.5 m、飞行速度6 m/s。沉积穿透性最佳作业参数为:喷粉流量6.0 kg/min、作业高度2.5 m、飞行速度4 m/s。为获得最优的试验方案,采用模糊综合评分法进一步分析,结果表明,最佳作业参数为喷粉流量6.0 kg/min、作业高度2.5 m、飞行速度2 m/s,相应的喷粉覆盖率均值为14.06%,喷粉均匀性均值为34.81%,喷粉穿透性为5.61%。因此,本研究的气力式喷粉无人机进行植保作业时,需结合实际作业对象,对沉积覆盖率、均匀性、穿透性不同需求综合分析,合理选择无人机喷粉的作业参数。研究结果可为高大乔木病虫害关键防治设备的研发提供新思路,对实现林业精准病虫害防治具有重要价值。 展开更多
关键词 无人机 植保设备 喷粉装置 气力输送 气固两相流 作业效果
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