1. 研究目的与意义
旋翼的存在使无人机可以在田间垂直起降,旋翼旋转与空气的相互作用既为机体提供了必要升力,也同时产生了旋翼气流。
而旋翼所产生的气流是喷施质量的重要原因,直升机旋翼产生的垂直风场会对喷洒雾滴产生的向下和向四周撒布的作用。
通过实验来研究无人机旋翼下方的不同空间位置的气流场分布情况,并根据测量的数据进一步分析并找出无人机下喷雾喷头的最优安装位置,可以减小风场对雾滴漂移量的影响,减小无人机喷雾对药的损耗。
2. 国内外研究现状分析
国内:2010年,梁建,薛新宇,周立新等人提出移动式无人机农用喷洒作业风场测试设备及测试方法,测试设备含有用于安置待测喷洒系统的无人直升机,将无人直升机安置在固定台上,固定台安置在液压伸缩缸最前端的伸缩杆上,液压伸缩缸的缸体安置在带滚轮的小车上,固定台的周边至少间隔固定三根悬垂端用于与地面固定的可调节缆索。
由于无人直升机工作时完全处于固定的空中位置,可以形成相位稳定的风场,因此能够得到可信的测试数据,为研究无人直升机农药喷洒二相流场及喷洒分布提供科学依据。
2017年,李继宇,姚伟祥,林晋立等人提出一种适用于无人机的立体风场测量系统及其使用方法,立体风场测量系统包括数据采集装置和控制系统,数据采集装置包括若干个风速测量装置以及风速采集支架;风速测量装置包括风速传感器以及风速传感器固定机构;风速采集支架包括底座主体、立柱和顶盖,底座主体包括上层底座以及下层底座,上层底座顶面上设置有若干个沿着圆周方向排列的立柱,该立柱上设有风速测量装置;下层底座上设置有带动上层底座旋转的旋转驱动装置;上层底座顶面和顶盖的底面处均设有风速测量装置。
3. 研究的基本内容与计划
设计内容:设计搭建适合无人机的立体风场测试台架,测试不同无人机,不同空间位置处风场速度。
主要包含无人机选择,姿态控制台,风场测试点阵等。
研究计划: 12周:文献检索和背景知识储备;34周:方案设计;513周:实验台搭建,立体风场数据采集,结构分析;1415周:撰写论文。
4. 研究创新点
测试台架装有水平仪,可将无人机的姿态调节到最佳状态,从而减小测量误差,提高测量精度。
风速传感器与风速传感器固定机构采用万向连接,可调节方向测各个方向的风速。
采用可调节喷雾剂量的喷头,可控制喷雾雾滴大小。
