無人機防震蕩藥箱試驗和設計范文

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無人機噴灑農藥時一直在做高速飛行運動，并存在急速轉彎旋轉的情況，引起藥箱內農藥晃動，因慣性給無人機帶來巨大的反作用力，使無人機能源消耗加大，飛行不穩定。通過試驗，設計一種防震蕩藥箱解決這一問題。

1.藥箱內部設計

通過藥液晃動測試和藥量變化晃動測試，分別試驗藥箱分層能否抵消或減少藥液晃動產生的反作用力，不同層數藥箱不同藥量情況下晃動帶來的反作用力大小。

（1）藥液晃動測試試驗方法 

取2個容量為10kg藥箱，藥箱1不做任何處置；藥箱2將頂蓋切開，加入帶孔隔層后粘合頂蓋。將兩藥箱分別裝上無人機進行10m/秒運動急停，讀取無人機飛控參數獲取反作用力數據，測試藥液晃動帶來的反作用力大小。試驗結果 在滿載時，裝載兩種藥箱的無人機均不晃動。載藥量低于10kg時，藥箱1晃動產生的反作用力超出飛行安全值，藥箱2晃動產生的反作用力在飛行控制系統安全范圍值內。

（2）藥量變化晃動測試試驗方法 

取2個容量為10kg藥箱，將頂蓋切開，加入帶孔隔層后粘合頂蓋，其中藥箱1加入2層隔層，藥箱2加入4層隔層。將兩藥箱分別裝上無人機進行10m/秒運動急停，讀取無人機飛控參數獲取反作用力數據，測試反作用力大小。試驗結果 在滿載時，搭載藥箱1和藥箱2的無人機晃動幅度基本相同；載藥量低于10kg時，藥箱1晃動大于藥箱2。

（3）結論 

結合無人機噴灑流量的速率，通過藥箱分層，能有效防止因反作用力帶來的無人機晃動，加入4層隔層的藥箱防震蕩效果更好。

2.無人機起飛重量與飛行時間、安全電壓比值

試驗1 采用10kg標準負載飛行平臺，配6S-22.2V-16000毫安電池2片，裝載普通材質藥箱（自重2kg），滿載（10kg）后進行藥液噴灑，噴灑完畢測量單片電池電壓。試驗結果 打開無人機低電壓返航功能，藥液噴灑完畢用時8分鐘，單片電池電壓3.85V；關閉無人機低電壓返航功能，藥液噴灑完畢用時8分鐘，單片電池電壓3.42V。

試驗2 采用10KG標準負載飛行平臺，配6S-22.2V-16000毫安電池2片，裝載普通塑料或PE材質藥箱（自重2kg），裝載8kg藥液后進行噴灑作業，噴灑完畢測量單片電池電壓。試驗結果 打開無人機低電壓返航功能，藥液噴灑完畢用時6.5分鐘，單片電池電壓3.92V；關閉無人機低電壓返航功能，藥液噴灑完畢用時6.5分鐘，單片電池電壓3.72V。

結論 

實驗1電池處于嚴重過放狀態，結果導致電池使用壽命極大縮短，植保無人機鋰電池市場價格為1000元/塊，電池使用成本約為2元/畝；實驗2電池電壓處于安全值，但加藥頻繁，降低了電池使用成本的同時卻降低了作業效率。因此，藥箱自重如控制在500g內，在載藥量不變的情況下作業成本約1元/畝，增效效果明顯。

3.建議

由于藥箱是密封容器，在傳統材料與生產工藝條件下無法做到內部隔層。碳纖維材料是目前最合適作為本設計制作材料之一，經測試，10kg藥箱加分層（四層）結構件總重不超過480g，在設計要求范圍內。 

作者：劉欣怡