植保無人機的藥箱技術研究進展

摘要：隨著現代農業(yè)的快速發(fā)展，植保無人機得到了廣泛應用，藥箱作為植保無人機的載藥容器，是噴霧系統(tǒng)必不可少的組成部分。本文從藥箱的容積、外觀結構、材質和內部結構等方面綜述了目前植保無人機藥箱的研究進展和發(fā)展趨勢。

關鍵詞：植保無人機；藥箱；植保機械化

近年來，植保領域無人機應用發(fā)展迅速，采用無人機噴灑農藥作業(yè)的農田面積越來越大，應用的農作物種類也日益增多，尤其在地面噴桿噴霧機不易進地作業(yè)的區(qū)域具有較強優(yōu)勢。尤其是對于生長季中后期的玉米、水稻、種植在丘陵的經濟作物等，在地面機械進地噴霧農藥作業(yè)困難的情況，能實現生長期全程植保機械化噴霧作業(yè)。

霧化裝置、藥箱、液泵及其附件（穩(wěn)壓調壓裝置）等是植保無人機噴霧系統(tǒng)的主要組成部分，在液泵的壓力下，藥箱中的藥液經過管路到達噴頭，經離心式噴頭或液力式噴頭的霧化后，均勻噴灑到靶標作物上。藥箱是植保無人機裝載藥液的容器，是噴灑系統(tǒng)的重要組成部分。植保無人機噴灑系統(tǒng)配備藥箱要考慮以下幾個因素。

第一，要在飛機承重范圍內，容量大小一般為5～30升。直升機平臺起飛載荷大些，多旋翼無人機平臺載荷較小。

第二，藥箱的結構要對稱，以利于飛機的基本平衡，同時考慮安裝拆卸結構、快速更換藥箱或灌藥方便。極飛P20藥箱采用分體式設計，支持豎向插拔，3秒快速換裝。藥箱采用“7”字型結構設計，藥嘴居于藥箱中部，有利于P20機身結構的平鋪式布局設計，使無人機的結構更簡單、更緊湊。目前，市售大部分多旋翼植保無人機的藥箱都是直接固定在無人機機身的下方。多數單旋翼植保無人機效仿雅馬哈無人機（日本），采用雙藥箱設計，在主旋翼下方機身兩邊對稱位置各設置1個藥箱，通過管路連通2個藥箱確保液面高度一致，如安陽全豐3WQF120-12型。

第三，一個合格的植保無人機藥箱一定要具備輕質、防腐蝕、不漏水、與其他部件結合緊密等多種特性。我國研發(fā)的植保無人機藥箱多采用工程塑料材質，耐腐蝕、耐酸堿，自動密封的開閉藥嘴，當藥箱安裝到位時，藥嘴會自動導通。拔出后，藥嘴會自動閉合，防止藥液滴漏?！拔堋笔皆O計，即使藥箱內藥液液面低于藥嘴時，仍可通過一頭安裝在藥箱底部、帶有過濾網的藥管將藥液從藥箱的底部汲取到藥嘴上。但由于藥箱在輸入或輸出藥液時，會改變藥箱內空氣的體積，從而使藥箱內外產生氣壓差。為有效解決這個問題，透氣閥的設計使藥箱不單是簡單的在藥箱上開一個排氣口，而是采用U形管雙通結構隱藏在藥箱蓋中。

第四，藥箱內還需根據藥液的不同，配備不同尺寸的過濾網，用來過濾藥液中的雜質或大分子固定物質，防止堵塞管路和噴嘴。當前，植保無人機的藥箱常缺乏過濾裝置。在藥箱口（注入藥液處）和藥箱中藥液進入管路的出口處，應安裝過濾裝置（濾網等），以防藥劑中混入的固體顆粒堵塞噴頭，或損壞管路、液泵等部件。另外，應采用適于無人機噴霧系統(tǒng)的藥液攪拌裝置，以防藥液在藥箱中出現分層、凝絮和沉淀，導致藥效降低。

第五，藥液在植保無人機飛行過程中會出現動蕩現象。因此，藥箱內還需配備防藥液動蕩裝置。藥箱主體結構可以通過設置含隔板結構、異形結構和變容式結構來防止藥液晃動，提高穩(wěn)定性。市場上大多數植保無人機藥箱均沒有防浪涌與防振蕩功能。而植保無人機在作業(yè)過程中常有加速和減速操作，爬升、下降和轉彎等也是經常性操作，這些操作對藥液的振蕩會影響無人機的飛行安全。有時會造成機身因飛行不平穩(wěn)而重噴和漏噴。因此，防浪涌與防振蕩裝置在藥箱中具有十分必要的作用。

作者簡介：喬軍（1978-），男，講師。研究方向：植保無人機應用。