多旋翼喷雾无人飞行器的设计和试验研究

胡彩旗，邵明赫，王存鹏，陈大伟，兰玉彬，王正田

(1.青岛农业大学 a.机电学院；b.科技处，山东 青岛 266109；2.华南农业大学 工程学院，广州 510642；3.青岛前哨风动工具制造技术有限公司，山东 青岛 266109)

0 引言

带有喷雾装置的多轴无人机起降大多不需要专用的机场，且飞行稳定性高，操控性能好，作业灵活。随着农业航空步伐飞速发展，无人植保机越来越受到农民的肯定和青睐；但是各种植保飞行器的出现，实际质量良莠不齐，难以达到作业、飞行稳定及可靠续航的合理搭配[1-4]。

本文设计制作了一种成本较低、能够实现中小田块稳定高效作业的电动多旋翼喷雾飞行器，旨在为今后农业植保飞行器的设计提供一种借鉴。首先给出飞行器基本参数的选定和测试方法，然后进行性能参数分析；经拉力试验验证设计的可行性之后，绘制各机体结构切割图，由激光切割机得到所需碳纤板材。遵循可靠性和减少自重的原则，选择合适的接合部件，对机体进行搭建、布线、装配，测得各电气元件工作电流、电压，检查机箱内散热是否可靠。在各参数确定下进行功耗分析，选择相应的动力电池。田间试验选择小麦地，采用水敏试纸进行雾滴采样，借助DepositScan软件进行样本雾滴沉积分布计算，以对喷洒效果进行分析，得到不同相对风速和风场影响下的雾滴分布规律。

1 多旋翼喷雾飞行器的设计

1.1 总体设计

多旋翼一般采用圆形对称结构布局，均采用电池动力驱动，飞行中所产生的气流是多个旋翼共同作用的结果[5-7]，飞行过程中旋翼的反扭矩抵消，飞行稳定。……