植保无人机的结构设计毕业论文

 2021-04-07 02:04

摘 要

讨论植保无人机的研究意义和概述国内外目前在植保无人机这一块的发展概况。根据所给任务书要求设计了一种六旋翼植保无人机。通过估算无人机整机质量来计算选取旋翼电机和旋翼尺寸,在这选用的是ZMR8120型电机配合3080螺旋桨。采用proe软件对此植保无人机进行建模,确定无人机的飞行结构、喷雾结构、支撑结构的几何参数和材料,以及以上结构与无人机机身的装配方式。又对此无人机的喷雾系统进行设计,选用385微型齿轮泵并采用转盘式离心雾化装置,其中在喷杆的设计中,创新设计了喷头的自动伸缩功能,完成植保无人机在飞行过程中,可以对不同植物所需的不同喷洒高度进行自动调节。然后用proe软件对药箱建模,分析药箱整体结构布局。最后总结展望植保无人机日后发展的方向。

关键词:植保无人机;喷雾系统;支撑结构;管路设计

Structure design of plant protection unmanned aerial vehicle

ABSTRACT

This paper discusses the significance of the research and development of UAV and summarizes the development of UAV at home and abroad. According to the requirements of the task book, a six rotor UAV is designed. Through a rough estimate of the overall quality of the UAV to calculate the size of the rotor motor and rotor, in which the selection of the ZMR8120 motor with 3080 propellers. Proe software is used to model the UAV, and the flight structure, the spray structure, the geometric parameters and the material of the supporting structure are determined. The design and the spray system of UAV, with 385 micro gear pump and the rotary centrifugal atomization device, which in the design of the spray bar, the innovative design of the automatic telescopic nozzle function, complete protection of UAV during the flight can be required for different plant spraying height automatic adjustment. Then use the proe software to analysis the whole structure modeling kit, kit layout. Finally, summary and Prospect of plant protection on the development direction of uav.

Key words:Plant protection UAV;Spray system;Supporting structure;Tubing Design

目 录

1 绪论………………………………………………………………………………………1

1.1 课题研究的意义…………………………………………………………………1

1.2 国内外研究现状…………………………………………………………………1

1.2.1 国外无人机低空施药技术发展概况…………………………………………………1

1.2.2 国内无人机低空施药技术发展概况…………………………………………………2

1.3 植保无人机喷雾系统研究概况…………………………………………………………4

1.3.1 航空喷洒系统的发展现状…………………………………………………4

1.3.2 液体雾化方式概述…………………………………………………………4

1.4 植保无人机药箱建模与姿态控制器…………………………………………………………5

1.5 本章小结………………………………………………………………………………………6 2 植保无人机总体设计……………………………………………………………………………………7

2.1 植保无人机总体设计……………………………………………………………………………7

2.2 植保无人机各个组成部分的结构以及功能介绍………………………………………………7

2.2.1 植保无人机飞行部分结构功能介绍…………………………………………………7

2.2.2 植保无人机喷药部分结构功能介绍………………………………………………9

2.2.3 植保无人机起落架(脚架)部分结构功能介绍…………………………………10

2.3 本章小结………………………………………………………………………………11

3 雾化装置的设计……………………………………………………………………………………12

3.1 转盘式离心雾化喷头结构………………………………………………………………………12

3.2 转盘式离心雾化喷头工作原理…………………………………………………………………12

3.3 喷头组成部件介绍……………………………………………………………………………13

3.4 本章小结………………………………………………………………………………………15

4支撑与连接部件设计……………………………………………………………………………………16

4.1 上下板的支撑部件设计………………………………………………………………………16

4.2 起落架(脚架)的支撑部件设计…………………………………………………………17

4.3 翼臂的支撑和折叠部件设计…………………………………………………………………19

4.3.1 旋翼电机支撑部件设计………………………………………………………19

4.3.2 翼臂的支撑和折叠部件设计…………………………………………………19

4.4 喷杆的设计……………………………………………………………………………21

4.4.1 喷杆的支撑部件设计………………………………………………………21

4.4.2 喷杆的收叠部件设计………………………………………………………21

4.4.3 喷杆的自动收缩部件设计…………………………………………………21

4.5 本章小结……………………………………………………………………………22

5 供液系统……………………………………………………………………………………23

5.1 药箱设计……………………………………………………………………………………23

5.2 泵的选择……………………………………………………………………………………24

5.3 管路设计……………………………………………………………………………………25

5.4 本章小结………………………………………………………………………………………25

结论…………………………………………………………………………………………………26

致谢………………………………………………………………………………………………27

参考文献…………………………………………………………………………………………28

附录A………………………………………………………………………………………………30

1 绪论

1.1 课题研究的意义

中国自古就是一个农业大国,一共拥有18亿亩的可耕用田地,而在农业生产中,对病虫害的有效预防和控制是保证农产品安全生产的必要环节。因为其是直接影响农作物产量与质量的原因,所以便造成在每年农业植保中需要大量劳动力进行植保作业。然而由于当前中国农村传统农民不断涌向城市,使得农作物农药喷洒的劳动力越来越少,同时由于病虫害防治系统的专业化,植保服务机械化以及自动化进程的加快,使得航空植保事业在我国作为一种新型高效植保模式进入一个快速发展的阶段[1-3]。再者,我国南方地区地形复杂多变,不适合大规模种植,只能施行小而散的种植方式[4],所以这个时候采用植保无人机喷洒施药比较现实可行。

相比于传统的农药喷洒方式,植保无人机在农药喷洒上有以下优点:①省药、省水、减少污染;②工作效率高;③农作物保护效果好 [5];④工作人员安全系数高 [5];⑤适用性好;⑥对农作物的破坏小。

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