基于植保无人机离心式喷头的智能喷洒系统设计以及工作参数优化研究
发布时间：2021-06-17 05:15
现阶段植保无人机在田间、地头飞防作业时,存在植保无人机在加速与减速阶段药液的喷洒存在极大地不均匀性的问题,目前的解决方案大部分采用的是在植保无人机在加速与减速阶段将水泵关闭,最后再完成扫边。此方案虽然控制了农药给作物带来的伤害,但却加大了时间成本,降低了作业效率。针对上述情况,本文利用STC89C52单片机,设计了一种基于植保无人机离心式喷头的智能喷洒系统,使植保无人机在加减速阶段药液的喷洒速度能够有效地随飞机速度调节从而使药液喷洒均匀度大大上升,避免了因药液喷洒不均匀给作物带来巨大的伤害,提高了作业效率。在此基础上,以四旋翼植保无人机为飞行平台,设计研究与之配套喷洒系统的离心喷头,并对其喷幅、雾滴沉积进行了研究,研究结果如下所述:1、对可控雾滴多层离心喷头进行结构优化试验,该离心喷头最佳参数为流量1L/min、转速8000rpm、直径77mm、层数6层、角度120°。该参数下的雾滴粒径满足最佳生物粒径的要求100-200mm,且其雾滴谱宽度最小,实现了雾滴可控。2、对离心雾化喷头在0.5m、1m、1.5m、2m不同高度下的喷头进行各个方向沉积分布情况的实验,喷头距地面1m时,距中心相...
【文章来源】：山西农业大学山西省
【文章页数】：32 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１电路图??
３．１．１．１雾滴的分布??雾滴分布是指在－？次喷雾中，雾滴群的直径尺寸范围及其分布状况。又称雾滴谱。??雾滴累积分布是雾滴从小到大的体积累积或数量累积。如图３．卜１。??Ａ离心喷头??■?／Ｉ??Ｉ?ｆ飞、喷头??１Ｗ??２５?５０?７〇?ｉ（Ｋ）￣￣１２Ｓ?１５０?１７〇?’??雾滴直径（ｕｎＯ??图３．１－１雾滴分布图??图中离心喷头产生的雾滴，集中在较窄的谱段内，雾滴分布较均匀。绝大部分雾??滴足靶标截获韦最高的尺、■！？，是可控滴喷雾的现想喷头类甩。用较少的药液就能使靶??标均匀覆盖，取得良好的药效。液力式喷头产生的雾滴，其尺寸大小差异很大，各谱??段都占相当比例的药液量。??３．１．１．２评价方法??体积中径（ＶＭＤ）是雾滴大小最常使用的参数，单位为叫１。体积中径，就是??将同一时间、同一喷嘴喷出的雾滴按从大到小进行排序后，找出某一特定大小的雾滴，??以其为分界线，将所有雾滴分成总体积相等的２部分，则该特定大小的雾滴直径就是??体积中径［１６］。由于大雾滴的体积相比小雾滴往往是几何级的倍数，几个大雾滴的体??积就相当于无数的小雾滴的体积
图３．１－６不同流量条件下雾化盘转速与雾滴粒径的关系??由表３－３、图３．１－７可知，不同流量雾滴谱宽度变化情况不同，对于０．６、０．８、ｌＬ／ｍｉｎ??流量雾滴谱宽度在不同转速的情况下变化不大，且其中ｌＬ／ｍｈｉ的流量雾滴谱宽度变??最为稳定。而对于条件为１．２、１．４、１．６Ｌ／ｍｉｎ的流量，雾滴谱宽度变化幅度较大，??当转速达到７０００ｒｐｍ以上时，其变化较为稳定。因此选择ｌＬ／ｍｉｎ作为最佳参数。??表３－３雾滴谱宽度转速、流量之间的关系??量??〇．６?〇．８?１?１．２?１．４?１．，？／．、士，?＼＼?Ｌ／ｍｉｎ?Ｌ／ｍｉｎ?Ｌ／ｍｉｎ?Ｌ／ｍｉｎ?Ｌ／ｍｉｎ?Ｌ／ｍｉ矜速／ｒｐｍ??６０００?１．３０?１．３７?１．１９?１．８２?２．０８?２．０７０００?１．１８?１．２７?１．２９?１．２８?１．３１?１．４８０００?１．１７?１．１８?１．１８?１．３０?１．３５?１．４
【参考文献】：
期刊论文
[1]助剂影响大载荷植保无人机喷洒沉积特性的试验研究[J]. 王军锋,罗博韬,霍元平,王晓英,徐文彬. 排灌机械工程学报. 2019(12)
[2]低量低空小型植保无人机变量喷药参数优化试验[J]. 王金星,王震,张菡,刘双喜,荆林龙,李友永,王富. 江苏农业科学. 2018(17)
[3]全国农技中心组织开展植保无人机与飞防药剂助剂联合测试活动[J]. 郑庆伟. 农药市场信息. 2018(23)
[4]植保无人机尚存不足 精准农业市场征途艰难[J]. 新农业. 2018(16)
[5]无人机喷雾雾滴分布研究[J]. 陶波,孔令伟. 东北农业大学学报. 2018(08)
[6]湖北将投入1000万元定额补贴植保无人机[J]. 鄂农. 农业工程. 2018(08)
[7]小型植保无人机超低量喷雾防治稻水象甲[J]. 王小武,丁新华,付开赟,吐尔逊·阿合买提,黄红梅,木拉提·塔里木别克,何江,郭文超. 生物安全学报. 2018(03)
[8]植保无人机在水稻“两防一喷”中的应用效果[J]. 李芳. 基层农技推广. 2018(08)
[9]农用植保无人机的研究现状及趋势[J]. 李登来. 农业开发与装备. 2018(07)
[10]植保无人机喷施液滴润湿性探究[J]. 郑启帅,岑海燕,方慧,吴剑坚,肖舒裴,何勇. 浙江大学学报(农业与生命科学版). 2018(04)
本文编号：3234546
【文章来源】：山西农业大学山西省
【文章页数】：32 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１电路图??
３．１．１．１雾滴的分布??雾滴分布是指在－？次喷雾中，雾滴群的直径尺寸范围及其分布状况。又称雾滴谱。??雾滴累积分布是雾滴从小到大的体积累积或数量累积。如图３．卜１。??Ａ离心喷头??■?／Ｉ??Ｉ?ｆ飞、喷头??１Ｗ??２５?５０?７〇?ｉ（Ｋ）￣￣１２Ｓ?１５０?１７〇?’??雾滴直径（ｕｎＯ??图３．１－１雾滴分布图??图中离心喷头产生的雾滴，集中在较窄的谱段内，雾滴分布较均匀。绝大部分雾??滴足靶标截获韦最高的尺、■！？，是可控滴喷雾的现想喷头类甩。用较少的药液就能使靶??标均匀覆盖，取得良好的药效。液力式喷头产生的雾滴，其尺寸大小差异很大，各谱??段都占相当比例的药液量。??３．１．１．２评价方法??体积中径（ＶＭＤ）是雾滴大小最常使用的参数，单位为叫１。体积中径，就是??将同一时间、同一喷嘴喷出的雾滴按从大到小进行排序后，找出某一特定大小的雾滴，??以其为分界线，将所有雾滴分成总体积相等的２部分，则该特定大小的雾滴直径就是??体积中径［１６］。由于大雾滴的体积相比小雾滴往往是几何级的倍数，几个大雾滴的体??积就相当于无数的小雾滴的体积
图３．１－６不同流量条件下雾化盘转速与雾滴粒径的关系??由表３－３、图３．１－７可知，不同流量雾滴谱宽度变化情况不同，对于０．６、０．８、ｌＬ／ｍｉｎ??流量雾滴谱宽度在不同转速的情况下变化不大，且其中ｌＬ／ｍｈｉ的流量雾滴谱宽度变??最为稳定。而对于条件为１．２、１．４、１．６Ｌ／ｍｉｎ的流量，雾滴谱宽度变化幅度较大，??当转速达到７０００ｒｐｍ以上时，其变化较为稳定。因此选择ｌＬ／ｍｉｎ作为最佳参数。??表３－３雾滴谱宽度转速、流量之间的关系??量??〇．６?〇．８?１?１．２?１．４?１．，？／．、士，?＼＼?Ｌ／ｍｉｎ?Ｌ／ｍｉｎ?Ｌ／ｍｉｎ?Ｌ／ｍｉｎ?Ｌ／ｍｉｎ?Ｌ／ｍｉ矜速／ｒｐｍ??６０００?１．３０?１．３７?１．１９?１．８２?２．０８?２．０７０００?１．１８?１．２７?１．２９?１．２８?１．３１?１．４８０００?１．１７?１．１８?１．１８?１．３０?１．３５?１．４
【参考文献】：
期刊论文
[1]助剂影响大载荷植保无人机喷洒沉积特性的试验研究[J]. 王军锋,罗博韬,霍元平,王晓英,徐文彬. 排灌机械工程学报. 2019(12)
[2]低量低空小型植保无人机变量喷药参数优化试验[J]. 王金星,王震,张菡,刘双喜,荆林龙,李友永,王富. 江苏农业科学. 2018(17)
[3]全国农技中心组织开展植保无人机与飞防药剂助剂联合测试活动[J]. 郑庆伟. 农药市场信息. 2018(23)
[4]植保无人机尚存不足 精准农业市场征途艰难[J]. 新农业. 2018(16)
[5]无人机喷雾雾滴分布研究[J]. 陶波,孔令伟. 东北农业大学学报. 2018(08)
[6]湖北将投入1000万元定额补贴植保无人机[J]. 鄂农. 农业工程. 2018(08)
[7]小型植保无人机超低量喷雾防治稻水象甲[J]. 王小武,丁新华,付开赟,吐尔逊·阿合买提,黄红梅,木拉提·塔里木别克,何江,郭文超. 生物安全学报. 2018(03)
[8]植保无人机在水稻“两防一喷”中的应用效果[J]. 李芳. 基层农技推广. 2018(08)
[9]农用植保无人机的研究现状及趋势[J]. 李登来. 农业开发与装备. 2018(07)
[10]植保无人机喷施液滴润湿性探究[J]. 郑启帅,岑海燕,方慧,吴剑坚,肖舒裴,何勇. 浙江大学学报(农业与生命科学版). 2018(04)
本文编号：3234546
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