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题目：气流式撒播无人机设计

摘要: 气力式撒播无人机撒播效率高，坏种率低，对不同地形地貌适应性好，使用电能作为能量来源，对环境污染小，结合相应的撒播量控制系统及GPS定位系统可以既保证撒播均匀度又能实现全自动化撒播作业。在以美国、德国等为首的农业发达国家中，无人机植保作业已经相当普及。但在我国，农用机械仍以传统机械为主，无人机撒播系统也以离心式撒播装置为主。本毕业设计将设计一种基于无人机的气力式撒播装置，以期能为气力式撒播无人机的发展尽一份绵薄之力。

关键词：飞机播种；农业航空；无人机；气流式；撒播技术

Abstract: The pneumatic spreading drone has high spreading efficiency, low rate of bad seeds, and good adaptability to different terrains. It uses electric energy as an energy source and has little environmental pollution. Combining the corresponding spreading control system and GPS positioning system can ensure uniform spreading It can realize fully automated spreading operations. In the agricultural developed countries led by the United States and Germany, drone plant protection operations have become quite popular. However, in my country, agricultural machinery is still dominated by traditional machinery, and UAV spreading systems are also dominated by centrifugal spreading devices. This graduation project will design a pneumatic spreading device based on unmanned aerial vehicles, hoping to contribute to the development of pneumatic spreading unmanned aerial vehicles.

Key words: Aircraft seeding; agricultural aviation; unmanned aerial vehicle; air flow; spreading technology

1. 前言

中国幅员辽阔，不同地区地形地貌、种植习惯差异较大，对播种机具的设计要求也需要因地制宜^[[1]]。作为现代农业的重要组成部分，农业航空因其环境适应性强、作业高效和及时性等优点近年来在国内外得到了快速发展^[[2]-[3]]。无人直升机体型小，操控灵活，可以实现航迹规划和自动导航飞行^[[4]]，不需要专用机场，可在田头灵活起降^[[5]]，不受地形地貌的限制，能够适应各种复杂的环境^[[6]]，能在地面机械和有人驾驶飞机难以企及的场所进行作业^[[7]]。相关研究表明，无人机在农业上的作业效率为4.11hm²/h^[[8]]，远高于地面机械的作业效率^[[9]]。撒播技术的发展弥补了地面机械在小面积区域及丘陵山区无法下地作业的盲区，降低了劳动力和农业生产成本^[[10]]。无人机飞播可以作为地面机械作业的补充，且随着无人机载重、续航的提升，无人机撒播会成为农业作业中不可或缺的一种方式。

目前应用于农用无人机的撒播装置主要分为离心式和气力式2 种^[[11]]。

离心式撒播装置是通过单电机控制调节滑道开度及撒播盘转速进行物料流量控制^[[12]]。离心式撒播装置撒播的落种区为圆弧形，相邻的2 个落种区之间很容易产生重播和漏播，均匀性不好^[[13]]，且在作业幅宽方向上的调控比较困难，通常只适合用于施肥、飞播造林和飞播牧草等均匀度要求不高的粗播领域^[[14]]。

相较于离心式撒播装置，气力式撒播装置是利用气流将种子吹出，可以实现大流量撒播。作业时撒播装置可以随着飞行速度的改变自动调节种子排量，保证撒播均匀性。但气力式撒播装置撒播情况较为复杂，无人机作业高度、气固混合物出口大小等均会影响撒播效果。

现阶段我国的无人机撒播系统以离心式撒播为主，气力式撒播装置仍有待发展。本毕业设计将设计一种基于无人机的气力式撒播装置，以期为气力式撒播无人机的发展贡献一份绵薄之力。