水稻精量直播无人机
发布时间: 2021-11-10
来源: 科技服务团
基本信息
背景:现有的水稻直播主要使用地走式地面机械和手工播撒,采用无人机直播不受地形限制,精准播撒,效率是地面机械的3~5倍。我司于2018年7月立项研制水稻精量直播无人机,申请并授权了项目相关知识产权共12项,其中10项实用新型专利,2项外观专利,同时“水稻精量直播无人机”获得了2019年广东省高新技术产品的认证。
成果的主要技术特点、性能指标参数等:主要技术特点:水稻精量直播无人机是全球首款以播种为核心的多功能农用无人机,集播种,施肥,喷药,喷粉于一体的多功能农用无人机,通过功能整合,简化作业环节,节约了资源,大大提高了设备的利用率,减轻了农户的负担。性能指标参数:空机重量: ***;作业时间:≤7min;续航时间:15min;飞行精度:30-50cm;仿形精度:50cm;避障方式:前后避障。
创新性:水稻精量直播无人机是以播种为核心的多功能农用无人机,采用的是L1自适应算法控制系统,其优点:高稳定,高可靠性,飞行精度高;抗干扰(风、电磁、GPS)能力强。 (1) L1自适应算法是非线性控制器在飞行器上运用的一种(PID算法为线性控制);(2) L1自适应算法的优点就在于适应算法通过估算控制对象的动态变化,实时调整控制参数,能快速补偿运动模型的不确定性和外部扰动,保证飞行品质;(3) 这是一款专注于多功能农业无人机开发的飞行控制系统,并且自适应飞控的应用,突破了传统飞控系统单一植保功能的局限性,能适应各种复杂的农业作业场景。
先进性:(1) 飞行平台采用的是多旋翼可折叠的十字搭接结构设计,同时更多的利用碳纤维材料和航空铝材,进一步减轻重量,提升有效载荷,可折叠的机臂有利于转场运输,减少作业成本; (2) 动力系统匹配性高,能源利用率高,绿色环保,一体化、模块化的结构设计进一步提升无人机结构的稳定性,维护方便简单,抗风性能更好,飞行更稳定,作业表现更出色; (3) 飞行平台加装微波雷达或激光雷达测距等装置实现仿形飞行和避障,提升作业质量和飞行的安全性; (4) 喷头置于螺旋桨的正下方,充分利用下洗气流,减少药液漂移,增加喷洒的高效性、穿透性和有效性,而均布的扇形高压喷洒系统,避免重喷和漏喷,增加作业的有效性; (5) 水稻精量直播机,通过调节种子仓间距,可确定水稻播种的行间距,水稻种子通过涵道风向下吹射种子,定向播入土壤浅层 ,水稻精量直播无人机的应用,省去育秧、移秧、插秧等工序,可以达到插秧成行成垄的种植效果;(6) 一机多用,具有喷雾、喷粉、播撒功能,按需挂载功能设备,多功能设计理念提高了设备的利用率,使作业成本大大降低。
盈利性:国家倡导将国内接近1亿亩盐碱滩涂地做海水稻种植,每30亩盐碱地需求100台,那么全国1亿亩海水稻种植需要3万4千台左右,每台裸机售价6万,市场规模可达20亿,前景非常可观。全国4亿亩水稻田若有三分之一无人机直播,这个数字是海量的,这样必将加速水稻种植全程机械化进程。在越来越难请人工的农村,手工播种的劳动方式急需改变。请人工播撒稻种,一天仅能完成10-20亩,而且人工成本达到 150 元每人每天。若使用机械插秧,一台插秧机也需要3-4人共同操作,平均服务费用也需要80元/亩,一天平均只能完成35-40亩。而一台地走式穴直播机也需要2-3人共同操作,平均服务费用也需要120元/亩,一天平均只能完成50-60亩。无人机精量直播的应用,使成本降低,作业效率大幅上升。而无人机水稻精量直播平均服务费50元/亩,一天平均作业160亩,并且无人机作业不受地形限制。