農(nóng)用植保無人機的研究現(xiàn)狀及趨勢

摘要：

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，所以糧食的安全生產(chǎn)問題是影響我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個重要問題。當(dāng)前，我國的耕地遭受大面積的污染和病蟲侵害，這些問題都嚴(yán)重影響了糧食安全。所以，植保無人機在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，對保障糧食安全起到了不可小覷的作用。本文主要介紹了植保無人機的特點，淺述了其現(xiàn)狀與未來的一個發(fā)展趨向。

關(guān)鍵詞：

植保無人機；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

中圖分類號：V279+2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：1019754/jnyyjs20190315022

對我國來說，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的安全就是保證經(jīng)濟(jì)安全與國民安全的基本。農(nóng)作物在生長的階段，病蟲害是影響農(nóng)作物生長與糧食產(chǎn)量的關(guān)鍵問題?，F(xiàn)階段，我國的耕地面積受農(nóng)藥污染的比較嚴(yán)重，在植物保護(hù)領(lǐng)域提升施藥技術(shù)與施藥裝備的機械化水平，是保障生產(chǎn)安全的重要手段。

1農(nóng)用植保無人機的特點

植保無人機可以利用導(dǎo)航系統(tǒng)，調(diào)整與農(nóng)作物之間的施藥距離，它可以做到超低空進(jìn)行施藥，應(yīng)用霧化器使噴灑出的農(nóng)藥勻和的噴附在農(nóng)作物上，減少重復(fù)和遺漏噴灑的狀況；無人機在進(jìn)行作業(yè)的時候，不用專業(yè)的人員來控制機器，飛控人員利用遙控，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離的控制，這樣不僅節(jié)省了成本，而且還提高了安全性，防止了工作人員直接與農(nóng)藥進(jìn)行接觸，有效減少了農(nóng)藥給工作人員帶來的傷害；而且無人機進(jìn)行施藥的效率遠(yuǎn)比傳統(tǒng)人工施藥的效率高的多，以天鷹-3為例，它的效率是普通設(shè)備的3～4倍，是人工效率的60倍以上[1]，在面對大規(guī)模蟲害，無人機噴藥可以快速并且有效地進(jìn)行作業(yè)，最大程度上消滅蟲害。

植保無人機在操作的時候，不受地形的影響，可以垂直起降，可以進(jìn)入到普通機械設(shè)備不能到達(dá)的山地、沼澤等地方，對于這些地方的蟲害問題都可以利用無人機來進(jìn)行噴藥，可適用性較強。無人機通過空中作業(yè)，不像地面噴藥設(shè)備壓在莊稼上，破壞土壤結(jié)構(gòu)使農(nóng)作物遭受損害，影響后期生長。圖1為農(nóng)保無人機的實拍工作圖。

2我國農(nóng)用植保無人機的發(fā)展現(xiàn)狀

2010年我國誕生了第1架農(nóng)用植保無人機，與國外相比落后了30a。雖然我國是農(nóng)業(yè)大國，但是我國農(nóng)民數(shù)量眾多，仍然是以粗放式為主要的生產(chǎn)方式，在解放和發(fā)展生產(chǎn)力這一方面與美國這樣的發(fā)達(dá)國家相比，還是比較落后。我國農(nóng)民的思想還是過于保守，受傳統(tǒng)思想的影響，像無人機這種高科技的新事物要想在農(nóng)業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用，還是缺少專業(yè)型的技術(shù)性人才和科學(xué)技術(shù)的依靠，所以并沒有得到廣泛的應(yīng)用。而且我國地大物博，地形復(fù)雜，所以作物的結(jié)構(gòu)業(yè)比較繁雜，每一個地方對于無人機的需求也是大不相同[2]。家庭為單位的生產(chǎn)是我國主要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，各家各戶之間的合作很少，自力更生的農(nóng)業(yè)發(fā)展限制了大型設(shè)備的使用，與其他一些發(fā)達(dá)國家相比，我國對于農(nóng)業(yè)在大型科技設(shè)備上的支持相對較弱。由于我國缺少研究型的技術(shù)人員，市場應(yīng)用較低，導(dǎo)致市場需求低，在導(dǎo)航和燃料方面缺乏成熟的技術(shù)支持，與國外相比差距非常大，這些因素都導(dǎo)致了我國植保無人機沒有得到廣泛的生產(chǎn)與應(yīng)用。

但是隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，很多農(nóng)民都從農(nóng)村走向城市，開始解放生產(chǎn)力并且提高生產(chǎn)的效率，在產(chǎn)業(yè)倒逼的影響下，我國各個農(nóng)業(yè)大學(xué)開始致力于植保無人機的研究，并且取得優(yōu)異的成果。伴隨著我國的農(nóng)業(yè)向精準(zhǔn)化、有機化的發(fā)展，農(nóng)用植保無人機的使用已經(jīng)成為未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨向。

3農(nóng)用植保無人機的研究趨勢

31移動端操作平臺

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，植保無人機也逐漸實現(xiàn)了智能化，移動式的操作平臺以其應(yīng)用的便捷性特點，在各個不同的領(lǐng)域得到認(rèn)可和應(yīng)用，對于本文探討的農(nóng)用植保無人機來講，其操作平臺實現(xiàn)移動化后，對于無人機的操作就可以應(yīng)用人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫氖謾C進(jìn)行操作。在具體的功能上，也實現(xiàn)了多樣化的要求，例如可以實現(xiàn)規(guī)劃線路、自主飛行以及虛擬搖桿操作等。無人機無法感知和躲避阻礙物的問題，可以作為手機軟件操作系統(tǒng)的研發(fā)方向，因此移動端操作的成熟性是一個研究發(fā)展的趨勢。

32精準(zhǔn)的施藥技術(shù)

為了提高農(nóng)藥噴灑的有效性，減少由于農(nóng)藥造成的化學(xué)危害和保護(hù)施藥地區(qū)的周邊土地，如何實現(xiàn)精準(zhǔn)的施藥也成為了研究的一大方向[3]。為了更好地控制藥物噴灑，將GIS與機載遙感結(jié)合在一起已經(jīng)成了一種新的研究趨勢。無人機可以應(yīng)用核心技術(shù)對作物的發(fā)展的各種狀況進(jìn)行分析，針對噴灑藥物狀態(tài)實行操作。

33噴桿震動特性研究

噴桿作為植保無人機操作中的關(guān)鍵部位，現(xiàn)階段很少有人對其在操作中由于震動產(chǎn)生的問題開始研究。據(jù)我國已有的研究數(shù)據(jù)分析，在滿足噴灑要求的基礎(chǔ)上，對噴桿進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計也是一種研究方向[4]。

34高效率、長航時

無人機有1個普遍存在的問題，就是承受力過小，一般是30～40kg，而且航行的時間通常也就是15～30min。由于噴灑面積收入的提高和土地流轉(zhuǎn)的增多，在這一方面，市場會要求這一產(chǎn)品向承載力高、使用時間長的方向發(fā)展。承載的藥物越重，航行的時間就越長，這樣就可以提高無人機的利用率，因此，承載質(zhì)量高、效率高、航行時間長的中小型機器將成為今后市場的需求方向。下表1不同研究技術(shù)類型的特點和優(yōu)勢統(tǒng)計表。

4結(jié)束語

綜上所述，本文通過分析國內(nèi)無人機研究應(yīng)用現(xiàn)狀，可以看出來我國在對于植保無人機的應(yīng)用這一方面也取得了一定的成績。為了保障我國糧食生產(chǎn)的安全性，植保無人機應(yīng)該被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，促進(jìn)我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的高效發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]

婁尚易，薛新宇，顧偉，等.農(nóng)用植保無人機的研究現(xiàn)狀及趨勢[J].農(nóng)機化研究，2017，39（12）：1-6.

[2] 蔣智超，劉朝宇.淺談植保無人機發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].新疆農(nóng)機化，2016（2）：30-31.

[3] 李欣雨，溫曉鑫，葛宜元，等.農(nóng)業(yè)植保無人機發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].農(nóng)機使用與維修，2017（8）：1-4.

[4] 尚春雨，蔡建法，黃思健，等.我國農(nóng)用植保無人機應(yīng)用現(xiàn)狀與前景分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（30）：193-195.

作者簡介：

劉鶴（1981-），女，黑龍江集賢人，研究方向：農(nóng)業(yè)植物保護(hù)、農(nóng)作物栽培。