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植保無人機

鎖定
植保無人機,又名無人飛行器,顧名思義是用於農林植物保護作業的無人駕駛飛機,該型無人飛機由飛行平台(固定翼、直升機、多軸飛行器)、導航飛控、噴灑機構三部分組成,通過地面遙控或導航飛控,來實現噴灑作業,可以噴灑藥劑、種子、粉劑等。隨着無人機技術高速發展,更具廣泛意義的“農業無人機”逐步替代“植保無人機”,農業無人機不僅用於噴灑施藥,還能進行撒肥、撒種、撒飼料等多種工作,滿足農户多樣化需求,提高生產效率。多家無人機公司正在積極探索基於無人機技術的農業解決方案,共同推動全球農業的發展革新和進步。 [9] 
宇辰網2016年出的《中國民用無人機市場分析及前景預測(2016試發行)》一書介紹,我國的農業植保無人機尚處於起步階段,據統計,2014年我國植保無人機保有量為695架,總作業面積426萬畝;2015年我國植保無人機保有量為2324架(31個省統計),總作業面積1152.8萬畝,增長幅度分別為234%、170.6%。雖然漲幅明顯,但整體而言,我國的植保無人機體系尚未成熟。 [1]  2020年-2021年我國農業無人機市場規模增長迅猛,2021年市場規模達到28.63億元,同比增長率為124.2%。隨着農機補貼政策升級和無人機智能化發展應用,我國農業無人機市場有望進一步打開。2022年-2025年,我國農業無人機市場將保持穩定增長,預計2025年市場規模可達115億元。 [8] 
中文名
植保無人機
外文名
Spraying Drone
別    名
農業無人機
別    名
打藥無人機
農用無人機
用    途
噴灑施藥,撒肥、撒種、撒飼料等多種工作
優    勢
作業效率高、效果好、省水省藥

植保無人機基本介紹

中國作為農業大國,18億畝基本農田,每年需要大量的農業植保作業。
植保無人機 植保無人機
植保無人機服務農業在日本、美國等發達國家得到了快速發展。1990年,日本山葉公司率先推出世界上第一架無人機,主要用於噴灑農藥。我國南方首先應用於水稻種植區的農藥噴灑。2016年,農業植保無人機逐漸成為行業新寵,各地陸續出現使用無人機用於植保的案例。據農業部最新統計,截至2016年6月5日,我國生產專業級無人機的公司有300多家,其中有200多家是植保無人機生產廠家,生產各類植保無人機共178個品種,保有量超過5000架。 [2]  據統計,2018年植保無人飛機市場保有量已突破3萬架,飛防總作業面積突破3億畝次。這也預示着中國航空植保產業發展進入全新時代。 [3]  到2021年僅病蟲害專業防治服務組織的植保無人機就已超12萬架,作業面積突破10.7億畝次,有超過20萬名飛手活躍在田間地頭。 [10] 
“我國已成為全球農業無人機應用面積最大的國家,連續幾年調查數據顯示航空植保統防統治效果比農民自防效果提高10%至20%,減少農藥使用20%至30%,農藥利用率提高10%以上。”全國農技中心研究員郭永旺介紹説,得益於科技的進步,無人機在智能化飛控系統、噴灑系統、載藥量等方面實現重大突破,加之農藥製劑的發展,實現了“槍”與“子彈”的完美結合,推進了低空低量施藥技術的進步。無人機的發展對農藥減量、農業節本增效、應急救災、保障糧食安全等,都發揮了積極作用,也推動了農業現代化的進程。從全球範圍看,我國正在引領無人機行業高速發展,在飛行控制、超低空施藥等技術和產業化水平上,我國已居世界領先地位,已出口到歐美、日本、東南亞等20多個國家和地區,無人機已成為中國農業的科技招牌。 [10] 

植保無人機設備優勢

植保無人機
植保無人機(1張)
無人駕駛小型直升機具有作業高度低,飄移少,可空中懸停,無需專用起降機場,旋翼產生的向下氣流有助於增加霧流對作物的穿透性,防治效果高,遠距離遙控操作,噴灑作業人員避免了暴露於農藥的危險,提高了噴灑作業安全性等諸多優點。另外,電動無人直升機噴灑技術採用噴霧噴灑方式至少可以節約50%的農藥使用量,節約90%的用水量,這將很大程度的降低資源成本。用無人機噴灑的方式大大減少了人員聚集帶來的接觸風險。 [4] 
做植保飛防服務除學會操作植保無人機以外,掌握相應的農業、農藥和植保知識,不同的作物有不同的藥液施用量,有不同濃度的配比要求,還有對機器性能精確度的要求 [5] 

植保無人機機型對比

國內銷售的植保無人機分為兩類,油動植保無人機和電動植保無人機 [5]  ,二者對比如下:
油動無人機與電動植保無人機對比
-
油動植保無人機
電動植保無人機
優點
1、載荷大,15-120L都可以
2、航時長,單架次作業範圍大
3、燃料易於獲得,採用汽油混合物做燃料
1、環保,無廢氣,不造成農田污染
2、易於操作和維護,一般7天就可操作自如
3、售價低,一般在10-18萬左右,普及化程度高
4、電機壽命可達上萬小時
缺點
1、由於燃料是採用汽油和機油混合,不完全燃燒的廢油會噴灑到農作物上,造成農作物污染
2、售價高,大功率植保無人機一般售價在30-200萬
3、整體維護較難,因採用汽油機做動力,其故障率高於電機
4、發動機磨損大,壽命300-500小時
1、載荷小,載荷範圍5-15L
2、航時短、單架次作業時間一般4-10分鐘,作業面積10-20畝/架次
3、採用鋰電作為動力電源,外場作業需要配置發電機,及時為電池充電

植保無人機機體特點

1.採用高效無刷電機作為動力.機身振動小,可以搭載精密儀器,噴灑農藥等更加精準;
2.地形要求低,作業不受海拔限制,在西藏、新疆等高海拔地域;
3.起飛調校短、效率高、出勤率高;
4.環保,無廢氣,符合國家節能環保和綠色有機農業發展要求;
5.易保養,使用、維護成本低;
6.整體尺寸小、重量輕、攜帶方便;
7. 提供農業無人機電源保障。
8.具有圖像實時傳輸、姿態實時監控功能
9.噴灑裝置有自穩定功能,確保噴灑始終垂直地面
10.半自主起降 ,切換到姿態模式或GPS姿態模式下,只需簡單得操縱油門杆量即可輕鬆操作直升機平穩起降。
11.失控保護 ,直升機在失去遙控信號的時候能夠在原地自動懸停,等待信號的恢復。
12.機身姿態自動平衡,搖桿對應機身姿態,最大姿態傾斜45˚,適合於靈巧的大機動飛行動作。
13.GPS姿態模式(標配版無此功能,可通過升級獲得) ,精確定位和高度鎖定,即使在大風天氣,懸停的精度也不會受到影響。
14.新型植保無人機的尾旋翼和主旋翼動力分置,使得主旋翼電機功率不受尾旋翼耗損,進一步提高載荷能力,同時加強了飛機的安全性和操控性。這也是無人直升機發展的一個方向。
15.高速離心噴頭設計,不僅可以控制藥液噴灑速度,也可以控制藥滴大小,控制範圍在10-150微米。

植保無人機作業環境

天氣因素:
雨天嚴禁飛行
風力大於4級的天氣暫緩作業,風力大於6級的天氣嚴禁作業
地理因素:
作業田塊周界10米範圍內無人員居住的房舍。
作業田塊周界10米範圍內無防護林高壓線塔、電杆等障礙物。
作業田塊中間無影響飛行安全的障礙物或影響飛行視線的障礙物。
作業田塊周界或田塊中間有合適飛機的起落點。
作物高度應低於操作人員的視線,操作人員能夠觀察到飛機飛行姿態。
作業田塊應有適合操控人員行走的道路。

植保無人機注意事項

1、遠離人羣,安全永遠放在第一位,一切安全第一。
2、操作飛機之前,首先要保證飛機的電池及遙控器的電池有充足的電,之後才能進行相關的操作。
3、嚴禁酒後操作飛機。
4、嚴禁在人頭上亂飛。
5、嚴禁在下雨時飛行,水和水汽會從天線、搖桿等縫隙進入發射機並可能引發失控。
6、嚴禁在有閃電的天氣飛行。這是非常非常危險的。
7、一定要保持飛機在自己的視線範圍之內飛行。
8、遠離高壓電線飛行。
9、安裝和使用遙控模型需要專業的知識和技術,不正確的操作將可能導致設備損壞或者人身傷害。
10、要避免發射機的天線指向模型,因為這樣是信號最弱的角度。要用發射機天線的徑向指向被控的模型,並應避免遙控器和接收機靠近金屬物體。
11、2.4GHz的無線電波幾乎是以直線傳播的,請避免在遙控器和接收機之間出現障礙物。
12、如果發生了模型墜落、碰撞、浸水或其他意外情況,請在下次使用前做好充分的測試。
13、請讓模型和電子設備遠離兒童。
14、在遙控器電池組的電壓較低時,不要飛得太遠,在每次飛行前都需要檢查遙控器和接收機的電池組。不要過分依賴遙控器的低壓報警功能,低壓報警功能主要是提示您何時需要充電,沒有電的情況下,會直接造成飛機失控。
15、當你把遙控器放在地面上的時候,請注意平放而不要豎放。因為豎放時可能會被風吹倒,這就有可能造成油門杆被意外拉高,引起動力系統的運動,從而可能造成傷害。 [6] 

植保無人機相關新聞

2020年中國植保無人機需求量10萬架
中國作為農業大國,18億畝基本農田,每年需要大量的人員從事農業植保作業,而我國每年農藥中毒人數有10萬之眾。農藥殘留和污染造成的病死人數尚無官方統計。 同時,農村青壯年勞動力逐漸稀缺,人力成本日益增加;由於農藥對人體傷害較大,年輕人不願意進行農藥噴灑。“植保無人機可遠距離遙 控操作,避免了噴灑作業人員暴露於農藥的危險,保障了噴灑作業的安全。”有專家預計到2020年,中國植保無人機需求量是 10萬架,無人機植保從業人員需求量是40萬人。 [7] 
廣東農業無人機“飛”向全球
作為越南最早一批使用無人機種水稻的農户,黎成原的無人機來自廣東。如今不僅在越南,瑞士加拿大、英國、日本、柬埔寨巴西厄瓜多爾等多個國家有不少“新農人”都用上了這些“廣東造”農業無人機。
如今,全球越來越多農户用上了廣東生產的無人機,期望引入全新的生產工具降本增效,推進農業可持續發展。柬埔寨馬德望省的第一位農業無人機女飛手杜·科爾莎已為這個願望奔走了兩年多。2020年10月,新冠肺炎疫情在柬埔寨蔓延時,她購買了一架無人機,為當地農民提供農作物噴灑服務。她已組織起2個植保服務團隊,共7名“飛手”,服務了上百個農户,作業面積達到1萬多畝。
農業無人機、無人車等智慧農業設備在海外仍處於初期普及階段,未來市場的增長空間巨大。隨着企業產品創新、技術實力和運營體系越來越強,未來有望持續保持增長勢頭,推動“廣東造”農業無人機、無人車更好地“飛”向全球。 [11] 
參考資料
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