无人机防震荡药箱试验和设计范文

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无人机喷洒农药时一直在做高速飞行运动，并存在急速转弯旋转的情况，引起药箱内农药晃动，因惯性给无人机带来巨大的反作用力，使无人机能源消耗加大，飞行不稳定。通过试验，设计一种防震荡药箱解决这一问题。

1.药箱内部设计

通过药液晃动测试和药量变化晃动测试，分别试验药箱分层能否抵消或减少药液晃动产生的反作用力，不同层数药箱不同药量情况下晃动带来的反作用力大小。

（1）药液晃动测试试验方法 

取2个容量为10kg药箱，药箱1不做任何处置；药箱2将顶盖切开，加入带孔隔层后粘合顶盖。将两药箱分别装上无人机进行10m/秒运动急停，读取无人机飞控参数获取反作用力数据，测试药液晃动带来的反作用力大小。试验结果 在满载时，装载两种药箱的无人机均不晃动。载药量低于10kg时，药箱1晃动产生的反作用力超出飞行安全值，药箱2晃动产生的反作用力在飞行控制系统安全范围值内。

（2）药量变化晃动测试试验方法 

取2个容量为10kg药箱，将顶盖切开，加入带孔隔层后粘合顶盖，其中药箱1加入2层隔层，药箱2加入4层隔层。将两药箱分别装上无人机进行10m/秒运动急停，读取无人机飞控参数获取反作用力数据，测试反作用力大小。试验结果 在满载时，搭载药箱1和药箱2的无人机晃动幅度基本相同；载药量低于10kg时，药箱1晃动大于药箱2。

（3）结论 

结合无人机喷洒流量的速率，通过药箱分层，能有效防止因反作用力带来的无人机晃动，加入4层隔层的药箱防震荡效果更好。

2.无人机起飞重量与飞行时间、安全电压比值

试验1 采用10kg标准负载飞行平台，配6S-22.2V-16000毫安电池2片，装载普通材质药箱（自重2kg），满载（10kg）后进行药液喷洒，喷洒完毕测量单片电池电压。试验结果 打开无人机低电压返航功能，药液喷洒完毕用时8分钟，单片电池电压3.85V；关闭无人机低电压返航功能，药液喷洒完毕用时8分钟，单片电池电压3.42V。

试验2 采用10KG标准负载飞行平台，配6S-22.2V-16000毫安电池2片，装载普通塑料或PE材质药箱（自重2kg），装载8kg药液后进行喷洒作业，喷洒完毕测量单片电池电压。试验结果 打开无人机低电压返航功能，药液喷洒完毕用时6.5分钟，单片电池电压3.92V；关闭无人机低电压返航功能，药液喷洒完毕用时6.5分钟，单片电池电压3.72V。

结论 

实验1电池处于严重过放状态，结果导致电池使用寿命极大缩短，植保无人机锂电池市场价格为1000元/块，电池使用成本约为2元/亩；实验2电池电压处于安全值，但加药频繁，降低了电池使用成本的同时却降低了作业效率。因此，药箱自重如控制在500g内，在载药量不变的情况下作业成本约1元/亩，增效效果明显。

3.建议

由于药箱是密封容器，在传统材料与生产工艺条件下无法做到内部隔层。碳纤维材料是目前最合适作为本设计制作材料之一，经测试，10kg药箱加分层（四层）结构件总重不超过480g，在设计要求范围内。 

作者：刘欣怡