多旋翼无人机静电喷雾系统的试验研究

发布时间：2020-11-20 09:42

　　针对目前航空植保作业过程中,雾滴漂移量高、沉积量少等问题,国内外学者将静电喷雾技术与航空植保技术相结合,设计了航空静电喷雾设备,以提高雾滴在作物表面的沉积量。但现有航空静电喷雾设备是基于有人驾驶的固定翼飞机,其作业质量主要依赖于飞行员的驾驶技术,且对飞机的起降场地条件要求较高,实际喷雾质量难以得到保障。因此本文以多旋翼无人机为载体,设计了一套应用于无人机的静电喷雾系统。本文首先设计了无人机静电喷雾系统的组成方案,并对静电喷雾系统的工作过程及原理进行阐述;其次对雾滴的荷电机理进行研究,确定了充电电极的荷电方式;对常用的植保喷头进行性能对比试验,确定了静电喷头类型并建立该静电喷头的荷电量数学模型;找出影响荷电量的关键因素进行试验优化,确定静电喷头结构参数并测量出该静电喷雾系统的室内雾滴的荷质比为2.87mc/kg;在实验室内对静电喷雾系统的喷雾性能进行测试,利用单因素试验及正交试验确定静电喷雾系统的最佳作业参数,并进行验证试验。通过正交试验确定出静电喷雾系统最佳作业参数为喷雾压力0.3mpa、喷雾高度为距作物表面50cm、静电喷头充电电压为9kv。在该作业参数下得到该静电喷雾系统的室内雾滴沉积密度为208.4个/cm2。最后根据《航空植保作业规范》对无人机静电喷雾效果进行了室外效果试验,并设计了一种荷电雾滴立体式采集装置。试验结果得出,无人机静电喷雾的有效喷幅为2.5m。雾滴在采集装置上的平均沉积密度为上部133.8个/cm2、中部113.8个/cm2,相比于非静电喷雾,雾滴在上方的平均沉积密度提高了13.6%,中部的平均沉积密度提高了32.6%。
【学位单位】：黑龙江八一农垦大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S491
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章绪论
    1.1 研究的目的和意义
    1.2 国内外航空植保技术研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 静电喷雾作业效果测量方法的研究
        1.3.1 荷质比测量方法的研究
        1.3.2 航空植保作业效果检测方法的研究
    1.4 主要研究内容和方法
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
    1.5 技术路线
第二章多旋翼无人机静电喷雾系统的总体方案设计
    2.1 多旋翼无人机的选型
    2.2 静电喷雾系统组成部件的选择
        2.2.1 动力部件的选择
        2.2.2 静电喷雾部件的选择
    2.3 静电喷雾系统的工作过程及工作原理
    2.4 本章小结
第三章感应式静电喷头的设计及性能测试
    3.1 静电喷雾基本原理
        3.1.1 药液的雾化过程
        3.1.2 雾滴充电过程
        3.1.3 荷电雾滴在作物上的沉降过程
    3.2 静电喷头的选择
        3.2.1 雾滴粒径均匀性试验
        3.2.2 喷头喷液量均匀性试验
        3.2.3 喷头的漂移性能试验
    3.3 扇形雾静电喷头的设计
        3.3.1 扇形雾喷头感应电极的设计
        3.3.2 扇形雾静电喷头电极连接件的设计
    3.4 本章小结
第四章无人机静电喷雾系统室内喷雾效果试验
    4.1 雾滴荷电效果试验
        4.1.1 荷质比测量装置的设计及原理
        4.1.2 静电喷雾系统荷质比试验
    4.2 静电喷头喷雾量分布均匀性影响试验
        4.2.1 试验目的
        4.2.2 试验条件
        4.2.3 试验材料与设备
        4.2.4 试验方案
        4.2.5 试验结果与分析
    4.3 静电喷雾雾滴沉积密度影响试验
        4.3.1 雾滴沉积密度单因素试验
        4.3.2 雾滴沉积密度正交试验
    4.4 本章小结
第五章多旋翼无人机静电喷雾作业效果试验
    5.1 试验目的
    5.2 试验仪器与设备
    5.3 试验条件
    5.4 试验方案
    5.5 试验结果与分析
    5.6 本章小结
第六章结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

【参考文献】

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