摘 要

我国作为一个农业大国，对农业种植方面一直都十分重视。我国的农作方式慢慢由人力转向机械种植，虽然技术还不成熟，但是植保无人机相比于地面机械来说作业效率和能源利用率仍旧有很大的提升。随着科学技术的发展，未来必定会因植保无人机的发展而掀起一场颠覆性的农耕变革。

植保无人机的设计需要考虑造型和功能两方面，虽然功能是主要的，但是设计上将造型和功能相结合，使其不再成为机械呆板的工具型产品。现有的植保无人机在技术上仍旧存在很多问题，产生很多影响用户使用，工作状态，后期维护等问题。因此本设计将定位在2030年，当技术不再成为问题的时候就可以设计出更加浑然一体的智能化、全自动植保无人机。

本次设计着重将现有植保无人机裸露的内结构、易损的喷杆和喷头、续航时间和换药频繁等问题使用改变造型的方式进行改进。这是对传统工具型产品的一个改进，让这类产品也富有强烈的视觉冲击力。

关键词：智能种植；全自动化；模块化；未来科技

Abstract

As an agricultural country, China has always attached great importance to the cultivation of agriculture. Our country farming methods slowly changed from the human to mechanical plant, although the technology is still immature, but compared with the ground mechanical the efficiency and energy utilization rate of the eppo unmanned aerial vehicle (uav) still has many advantages. With the development of science and technology, the future is bound to bring about a disruptive agricultural revolution because of the eppo unmanned aerial vehicle (uav)."

Eppo uav design needs to consider two aspects of modelling and function, although the function is the main, but the combination of modelling and function can make it no longer be the instrument of mechanical products. There are still many problems in the technology of the existing eppo uav, which has many problems that affecting the user's use, working condition, and later maintenance. So this design will be located in 2030, and when technology is no longer a problem, it will be able to design a more integrated, intelligent, fully autonomous eppo uav.

This design focuses to solve the problems such as the bare structure, delicate spray rod and the bandage nozzle, the battery life and so on by the way to improve the shape of existing eppo uav. This is an improvement on traditional tool products which can make these kind of products also have a strong visual impact.

Key Words: Intelligent cultivation; Fully automated; Modular; The future of science and technology

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2 研究的目的及意义 2

1.3 课题研究内容和目标 2

1.3.1 研究内容 2

1.3.2 研究目标 2

第2章 市场调研与分析 4

2.1市场上的植保无人机分类 4

2.2 市场上的植保无人机 7

2.3市场上的植保无人机的特点及问题分析 9

2.4 研究对象分析 10

2.5 设计趋势分析 12

第3章 设计的相关说明 13

3.1 设计理念 13

3.2 设计定位 13

3.3 灵感来源 15

3.4 设计创新 16

第4章 方案设计 19

4.1 前期草图 19

4.2 方案一 20

4.3 方案二 21

4.3 最终方案 23

第5章 三视图 29

第6章 实体模型的制作 30

第6章 总结 38

参考文献 39

附 录 40

第1章 绪论

1.1 课题背景

植保无人机，是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，由飞行平台、GPS飞控、喷洒机构三部分组成，飞行平台又包括固定翼、单旋翼、多旋翼这三种。近几年，农村土地规划往自动化机械化发展，植保无人机以其效率高、不伤稻、资源利用率高而受到农业种植业的广泛关注。

随着植保无人机这一新兴农业种植技术的发展，市场上出现了各式各样的植保无人机。目前，日本的农用无人机应用最成熟，类似日本韩国这种山多的国家大多使用微小型植保无人机；而美国是世界上农用无人机技术最先进的国家，其精准度、平稳度、智能化和环保率都是一流的。由于我国近几年才践行科学、科技种植，农业慢慢向机械种植转变，市场对植保无人机的需求日益增加。我国地形也更为复杂。但是，目前我国乃至世界的植保无人机技术的发展研究还是存在很多缺陷，无法使其批量化、规模化地运用在农业种植业，无法满足现今需求。

现今植保无人机存在的问题有很多，例如单旋翼无人机载荷小，负载农药之后就会大大缩减发动机的寿命；而多旋翼无人机续航时间短，需要频繁更换电池，大大降低了使用效率；而由于喷头或者一些飞行不匀速的问题还导致农作物无法接受到均匀的农药，频繁换药同样也降低了使用效率；暴露在外部的喷杆结构也十分的脆弱，容易损坏；除开技术上的难题，现今的植保无人机外形都十分的粗狂、随意，内部结构都裸露在外，毫无美感可言。

因此，本设计的目的在于通过创新的飞行方式并加入更加未来的技术来改变短板结构，同时让造型依附于功能，而不是为了造型而造型，设计出更加一体化的符合工业设计的未来植保无人机。本设计正是希望打造一款能够解决以上问题的定位于2030年的植保无人机，主要表现在以下方面：

植保无人机操控运行模式：未来城市发展规模化，农业成为技术化行业，在几个城市集中种植。而未来人力资源昂贵，无法大范围采用人力，农业种植业进入全面自动化、机械化，只需人为设定即可程序智能操控。

新技术的应用：自定义航程、智能喷洒农药、低电量低药量自动归位、自动充药、感应充电、无倾斜转向、无扇叶旋翼等。

造型设计趋势：抛弃复杂的结构设计，采用简洁的型面加上精致的细节 来完成造型；承托结构式造型互相呼应、浑然一体。

色彩搭配趋势：大面使用干净简洁的颜色和造型呼应，采用醒目的点缀色增加其在田地天空的辨识度。

本设计的最终落脚点在于让农业工具不再落入俗套，使其也能带给人眼前一亮的感觉，让工具型产品也能通过创新造型被再次创造。

1.2 研究的目的及意义

植保无人机渐渐进入农业种植业中，而在未来植保无人机必定成为机械种植的必备品，电池技术成熟，动力输出系统、农药输出系统占体积比减小，这样植保无人机外形的设计就可以往更多方向发展，不再单一停留在机械化的造型上。而越来越流行的个性化定制在未来也将是一个需求量很大的方向，根据不同的用户需求可以个性化定制不同的花纹甚至是造型。就连动力输出单元，农药输出单元，农药存储单元也可以采用依需购买的方式设计出不同的单元，也就是我们常说的模块化设计，这样的方式不仅方便客户选择，更方便了后期的维修和回收，减少资源浪费。未来的城市发展必定是将环保作为首位，模块化设计已然成为趋势。而植保无人机作为飞行装置轻量化也是考虑之一，除了材料的轻量化之外，造型给人视觉上的轻盈感也是需要的。未来的技术发展可以使更多创新的技术运用在植保无人机上，因此可以思考一些技术来解决飞行不稳定，喷头易损坏等问题，然后通过造型来体现这些改变，从而设计出适合各种恶劣坏境同时外形富有科技感的植保无人机出来。

1.3 课题研究内容和目标

1.3.1 研究内容

本次命题是植保无人机设计，由于目前国内植保无人机技术并不成熟，所以我想将时间定位在2030年，当一个产品技术已经成熟时必然就开始关注造型，这为后期加入一些创新概念元素打下基础，让产品符合那个时代却又高于那个时代。

首先通过资料分析植保无人机在国内外的现状，并分析现有无人机存在的弊端包括造型和技术上的问题。设定时间地点人物场景，通过场景中人物、产品、以及人机互动分析出现有的问题，包括技术问题、造型问题、外界客观问题等，并针对出现的问题拟出相应的几个解决方法提案，最终设定特定的用户目标，选择最合适的解决方案作为骨架，再结合空气动力学绘制大量草图，经过多轮筛选以确定最佳的方案。最后进行三维建模，并在建模过程中改进细节，做出精致耐看的设计。

1.3.2 研究目标

目标时间定位于2030年，目标人群是现今的90后，作用对象是植物。在2030年现今的90后已经处于30多岁的阶段，这群年轻人在这个高速发展的社会中压力巨大，本该是个性鲜明的90后，棱角也慢慢被磨平了。但是在他们的内心仍旧向往坚守自己的本心，依旧保有那个锋利刚毅的自己。因此，本设计的造型会更加前卫、硬朗、醒目。另一方面，本设计也需要考虑农作物的种植需求，喷洒药量、接受面积等。

第2章 市场调研与分析

2.1市场上的植保无人机分类

植保无人机已经慢慢进入农业种植行业，那么市场上都有哪些种类的植保无人机呢？让我们来了解一下。