植保無人機(jī)的維修與保養(yǎng)策略分析

趙陽（安徽省蚌埠市五河縣農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)學(xué)校，安徽 五河 233300）

植保無人機(jī)作為一種高精度的新技術(shù)產(chǎn)品，在危及其飛行狀態(tài)和使用壽命的各個(gè)部件上都存在著細(xì)微的變化，植保無人機(jī)在炎熱、潮濕、寒冷的條件下進(jìn)行噴肥作業(yè)，一次性作業(yè)時(shí)間普遍較長。除了按照適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行實(shí)際操作和應(yīng)用外，日常維護(hù)和檢查也尤為重要。

1 植保無人機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理

1.1 植保無人機(jī)技術(shù)發(fā)展情況

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，許多傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)步驟實(shí)施方式呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，而植保無人機(jī)械在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用對(duì)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展有著現(xiàn)實(shí)意義。畜牧業(yè)生產(chǎn)過程中，應(yīng)用分析化學(xué)品預(yù)防疾病是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制造的重要手段。植保無人機(jī)械的探討與應(yīng)用一直是農(nóng)業(yè)機(jī)械科研的具體內(nèi)容。近年來，隨著無人機(jī)的快速發(fā)展，無人機(jī)在中國農(nóng)業(yè)飛行防御中的應(yīng)用不斷增加。植保無人機(jī)以其簡單實(shí)用的操作和細(xì)心細(xì)致的飛行控制受到越來越多農(nóng)民的青睞。與傳統(tǒng)農(nóng)牧飛控方式相比，植保無人機(jī)的優(yōu)勢還在于系統(tǒng)智能化，多功能性在實(shí)際意義中非常重要，因此植保無人機(jī)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用具有重要的實(shí)用價(jià)值?，F(xiàn)階段，中國農(nóng)業(yè)飛行防御工作的整體技術(shù)實(shí)力還比較落后。在大多數(shù)地區(qū)，飛行控制方式仍以手動(dòng)噴霧器和大型拖拉機(jī)服務(wù)設(shè)施為主。尤其是在高稈作物生長發(fā)育的后半期，全自動(dòng)化流水線人力資源運(yùn)作模式仍占據(jù)較大比重。大型拖拉機(jī)配套設(shè)施、大中型噴淋降溫設(shè)備占比還不夠。尤其是在高稈作物生長發(fā)育的后半期，農(nóng)機(jī)設(shè)備普遍存在難題。一般只采用人工噴灑來進(jìn)行飛防工作。相對(duì)而言，人力資源飛防和儲(chǔ)存會(huì)危害身心健康和化肥噴灑。植保無人機(jī)在中國農(nóng)機(jī)市場的普及是在2014年，主要是多旋翼無人植保飛機(jī)[1]。現(xiàn)階段，植保無人機(jī)的發(fā)展非?？欤姸鄡?yōu)秀的植保無人機(jī)械相繼應(yīng)用于農(nóng)業(yè)。例如，大疆產(chǎn)品系列植保無人機(jī)和極飛P產(chǎn)品系列植保無人機(jī)在農(nóng)用無人機(jī)銷售市場占有較大的比重。但總體來看，農(nóng)業(yè)對(duì)無人機(jī)植保的認(rèn)識(shí)還不夠。無人機(jī)在農(nóng)業(yè)的市場推廣和普及還有很多工作要做。

1.2 植保無人機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

農(nóng)牧植保具體結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)航、自動(dòng)控制系統(tǒng)、開關(guān)電源電路系統(tǒng)、噴藥系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等。其實(shí)際工作部件包括有刷電機(jī)、直流電機(jī)和葉片、高空氣霧化噴頭、藥物輸送管道、藥物離心水泵、GPS智能終端、飛控系統(tǒng)等，植保無人機(jī)也可全程使用。高霧化噴頭進(jìn)行高精度的施肥工作，并使用相同的GPS和視覺識(shí)別系統(tǒng)軟件，輔助施肥工作的自動(dòng)控制。

1.3 植保無人機(jī)的工作原理

飛行防噴基本原理：無人機(jī)噴灑工作的關(guān)鍵是依靠GPS技術(shù)和噴灑系統(tǒng)。飛行速度的合理控制是基于GPS定位和科學(xué)研究噴施的有機(jī)肥量。可以達(dá)到噴藥的最佳預(yù)期效果。無人機(jī)在進(jìn)行飛行防御工作時(shí)，會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)在平坦位置起降，避開農(nóng)田。當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定作業(yè)的起點(diǎn)時(shí)，開啟噴灑系統(tǒng)，按導(dǎo)航條至預(yù)設(shè)軌跡，噴施肥料[2]。在所有正常情況下，無人機(jī)將沿平行線以穩(wěn)定的速度航行，并具有合理的導(dǎo)航欄間距。當(dāng)遇到障礙物或信號(hào)干擾時(shí)，無人機(jī)將自動(dòng)避開障礙物或終止噴灑和懸停警告信息。發(fā)現(xiàn)異常情況清除后，無人機(jī)可以噴灑中斷點(diǎn)。當(dāng)在整個(gè)作業(yè)過程中遇到有機(jī)肥不足或驅(qū)動(dòng)力不足時(shí)，無人機(jī)會(huì)執(zhí)行自動(dòng)返航功能，更換電池或加藥后飛回原點(diǎn)，并在終點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)噴灑工作。

2 安徽省植保無人機(jī)現(xiàn)狀

安徽是農(nóng)業(yè)大省。糧食作物病害由來已久。防治總面積約2000萬hm2。每年應(yīng)用草甘膦中藥制劑約5萬t。植保機(jī)械和設(shè)備在病蟲害防治和農(nóng)業(yè)方面具有不可替代的作用。長期以來，安徽植保機(jī)械設(shè)備發(fā)展較為緩慢。背負(fù)式電動(dòng)噴霧機(jī)、靜電噴霧機(jī)等中小型植保機(jī)械占據(jù)關(guān)鍵位置。一些大中型植保機(jī)械如行走植保機(jī)械設(shè)備逐漸增多，可以達(dá)到小麥、水稻等傳統(tǒng)糧食。作物保護(hù)要求。但在處理丘陵山區(qū)、高稈作物（如玉米大喇叭口中后期）的植保作業(yè)時(shí)，有一些避諱。植保無人機(jī)憑借其出色的機(jī)動(dòng)性和適用范圍可以破解這一難題，但在具體的制造應(yīng)用中其利用率仍然較低。原安徽省農(nóng)機(jī)局對(duì)植保無人機(jī)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析調(diào)查。截至2017年12月31日，安徽農(nóng)機(jī)植保無人機(jī)保有量達(dá)1336架，作業(yè)面積19.3萬hm2，實(shí)際作業(yè)量48.2萬hm2。

3 植保無人機(jī)作業(yè)的優(yōu)缺點(diǎn)分析

3.1 植保無人機(jī)的主要優(yōu)勢

一方面，植保無人機(jī)操作方便，不易受地形和糧食作物生長發(fā)育的破壞。他們可以對(duì)所有地形地貌和各種糧食作物進(jìn)行高效作業(yè)。對(duì)地理環(huán)境的適應(yīng)性在所有操作程序中都可以極好進(jìn)行，靠近道路航行或在特殊的絕對(duì)高度飛行，因?yàn)橹脖o人機(jī)使用高空氣霧化噴嘴和更高濃度的藥液噴灑更均勻，肥料可以利用樹葉的風(fēng)進(jìn)入作物或根部，進(jìn)一步提高藥力的范圍。另一方面，它具有較高的操作安全性能和較低的環(huán)境污染。植保無人機(jī)的操作過程只需要操作人員遠(yuǎn)距離進(jìn)行，飛行員與實(shí)際飛行保護(hù)噴霧器的距離相對(duì)較遠(yuǎn)，對(duì)操作人員身心健康的傷害較小。同時(shí)，高精度噴施使得對(duì)有機(jī)肥的要求更加精準(zhǔn)，改善了有機(jī)肥過量噴灑的問題，有機(jī)肥噴灑對(duì)農(nóng)牧地理環(huán)境造成的破壞減少。

3.2 植保無人機(jī)作業(yè)的不足之處

一方面，目前植保無人機(jī)作業(yè)時(shí)必須攜帶大量化肥，因此無人機(jī)在大重量條件下的飛行時(shí)間較短，且整個(gè)作業(yè)過程中必須頻繁更換電池，影響了具體操作，國產(chǎn)植保無人機(jī)在噴頭的技術(shù)應(yīng)用上還比較落后，噴霧化植保無人機(jī)的實(shí)際效果還有待提高。另一方面，由于大部分農(nóng)機(jī)植保無人機(jī)沒有獲得購買農(nóng)機(jī)車的財(cái)力，農(nóng)民購買植保無人機(jī)存在一定的資金壓力。同時(shí)，對(duì)植保無人機(jī)也有一定的要求，遙控導(dǎo)航的專業(yè)技能讓農(nóng)民很難快速完成植保無人機(jī)的使用。

4 植保無人機(jī)的日常維護(hù)

操作前檢查藥箱是否漏水，之后清潔藥箱，并用濕棉毛巾擦洗聲卡架；然后檢查鋰電池的電壓和控制板的開關(guān)電源。電機(jī)必須用自來水清洗，不得使用尖銳物品。觸摸電機(jī)內(nèi)部的銅芯線，然后插上電源，檢查每個(gè)飛機(jī)螺旋槳是否正常工作。涂抹后請(qǐng)用冷水通過藥箱、離心水泵、打印機(jī)噴頭。申請(qǐng)后請(qǐng)用冷水飛行清理螺旋槳、電機(jī)、聲卡架（切記不要將水灑在飛控、電調(diào)電源插頭等電子元件上），并仔細(xì)檢查飛機(jī)使用的螺旋槳是否應(yīng)用后破裂或破損、折疊的跡象，以及所使用的充電電池表面是否有穿孔或被尖銳物體刺破。使用后，將整機(jī)放在不易撞擊的地方。

5 相關(guān)部件保養(yǎng)

5.1 主螺旋頭固定與主軸晃動(dòng)檢查

主螺釘頭固定循環(huán)系統(tǒng)時(shí)間：操作時(shí)每天檢查，非操作時(shí)每周確認(rèn)；關(guān)鍵環(huán)節(jié)；檢查主軸頭狀態(tài)和大飛機(jī)螺旋槳的調(diào)整狀態(tài)，T頭是否松動(dòng)，機(jī)床主軸軸承擺動(dòng)檢查周期：運(yùn)行中每天檢查，非運(yùn)行時(shí)每周確認(rèn)；要點(diǎn)：檢查機(jī)床主軸軸承是否橫向擺動(dòng)，上下兩側(cè)有無松動(dòng)。如果波動(dòng)很大，建議聯(lián)系廠家處理。如果上下松動(dòng)明顯，建議立即檢修維修，為植保無人機(jī)的成功運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5.2 清潔主軸并加潤滑脂，齒輪箱前軸檢查

主軸軸承清洗及潤滑脂循環(huán)系統(tǒng)時(shí)間：運(yùn)行期間每天檢查一次，非運(yùn)行期間每周確認(rèn)一次；建議在運(yùn)行過程中每天清潔機(jī)床主軸軸承并擦凈油脂。同時(shí)要清洗機(jī)床的主軸軸承，滾子軸承外露。建議擦拭潤滑脂[3]。變速器前橋總成的檢驗(yàn)周期；運(yùn)行期間每天檢查一次，非運(yùn)行期間每周確認(rèn)一次；關(guān)鍵點(diǎn)：檢查變速箱前橋總成是否有側(cè)搖。如果有晃動(dòng)，建議修理檢查單向軸承。所有正常情況都是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，只能以穩(wěn)定的速度旋轉(zhuǎn)。反過來，定向?qū)⒋龠M(jìn)滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)。

5.3 尾軸虛位檢查，清潔尾軸，加潤滑脂

尾軸轉(zhuǎn)向不足檢查周期：運(yùn)行期間每天檢查一次，非運(yùn)行期間每周確認(rèn)一次；要點(diǎn)：檢查尾軸旋轉(zhuǎn)面的晃動(dòng)情況，如有晃動(dòng)，建議維修檢查。艉軸及潤滑脂循環(huán)系統(tǒng)的清洗時(shí)間：運(yùn)行期間每天檢查一次，非運(yùn)行期間每周檢查一次；要點(diǎn)：清除粘在尾軸上的有機(jī)肥煙塵，然后擦去潤滑油脂。檢查固定尾軸的2個(gè)滾柱軸承。建議在實(shí)際操作期間每天清潔并擦去油脂。同時(shí)要注意聯(lián)軸器的損壞情況，為植保無人機(jī)的成功運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5.4 全機(jī)舵機(jī)、拉桿清潔檢查

周期時(shí)間：工作期間，每天檢查確認(rèn)。非工作期間，每周檢查確定關(guān)鍵點(diǎn)，清洗轉(zhuǎn)向器和支撐桿，包括主螺桿頭轉(zhuǎn)向器、變槳支撐桿和斜盤支撐桿、油門踏板舵機(jī)和支撐桿，尾舵機(jī)和支撐桿。注意支撐桿的連接部分是否松動(dòng)或變形，用2個(gè)手指輕輕擰動(dòng)固定螺絲，觀察是否松動(dòng)。注意球籠扣與球籠之間的損壞和間隙大小。未接開關(guān)電源時(shí)，晃動(dòng)舵機(jī)的擺臂，觀察行程是否順滑；接通開關(guān)電源后，搖動(dòng)支撐桿，觀察相應(yīng)的舵機(jī)反映行程和速度。

5.5 電池檢查與存放點(diǎn)檢查

充電電池檢查周期：運(yùn)行期間每天檢查，非運(yùn)行期間每周確認(rèn)；要點(diǎn)：檢查充電電池線是否損壞，充電電池是否膨脹，工作標(biāo)準(zhǔn)電壓是否正常。倉儲(chǔ)物流點(diǎn)檢查周期：經(jīng)營期每日檢查確認(rèn)，非經(jīng)營期每周檢查確認(rèn)；關(guān)鍵鏈接；應(yīng)注意防火、防潮、防污染、日曬、遮光等，極易打通靜電場通道。建議將充電電池和控制板存放在單獨(dú)的盒子中。盒子的存放點(diǎn)也需要注意防火、防潮、防暴曬，繞過很容易產(chǎn)生靜電場的線路。汽車油箱的放置要注意防火、防潮、防曬隔離，繞過很容易產(chǎn)生靜電場的線路。汽車油箱不能長時(shí)間存放在大型貨車的油箱中。如果汽車油箱內(nèi)有油，請(qǐng)不要擰緊通風(fēng)口。

5.6 空氣濾清器檢查與齒輪油檢查及更換

空氣濾清器檢查周期：建議在運(yùn)行期間每周至少拆卸更換一次。在非常惡劣的環(huán)境下工作時(shí)，可以減少定期檢查和更換周期；關(guān)鍵環(huán)節(jié)：空氣濾清器的清潔度是否會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成嚴(yán)重傷害因此，要經(jīng)常檢查空氣濾清器濾芯，并注意固定彈簧吊架兩端是否對(duì)齊在拆卸或拆卸過程中，是否安裝牢固。汽車機(jī)油的定期檢查和更換周期；手術(shù)治療期間，建議每周檢查一次。使用1個(gè)月后，可打開進(jìn)油口檢查油是否老化。長期未申請(qǐng)后的首次飛行也必須檢查確定。航次磨合期10小時(shí)后應(yīng)進(jìn)行清油換油，每航次30小時(shí)換油一次。要點(diǎn)：每周檢查一次油密性，看是否有滲水現(xiàn)象。如果油老化顯著，建議更換。

6 結(jié)語

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械和植保無人機(jī)的應(yīng)用可能會(huì)越來越廣泛，因?yàn)橹袊r(nóng)業(yè)機(jī)械和植保無人機(jī)的研發(fā)相對(duì)較晚，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足。應(yīng)用和推廣還不夠。在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)遇到一些困難，需要進(jìn)一步的研究，而且，植保無人機(jī)價(jià)格高，日常保養(yǎng)很重要。