張 峰

(威海職業(yè)學院 交通學院，山東 威海 264203)

0 引言

隨著人工智能技術(shù)不斷發(fā)展，在諸多領(lǐng)域取得了一定研究成果，無人機作為人工智能發(fā)展的一項重要研究成果，當前在軍事、民用等各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。植保類無人機以其作業(yè)效率高和方便快捷等優(yōu)點，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中更是具有廣闊發(fā)展前景，但農(nóng)業(yè)植保無人機也存在一系列問題，較為突出的問題集中體現(xiàn)在技術(shù)專業(yè)化程度不高、后期維修維護弱等[1-2]。

因此，急需大力推廣普及無人機在農(nóng)業(yè)植保方面的相關(guān)知識內(nèi)容，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展提供保障，本文以威海職業(yè)學院交通學院合作企業(yè)煙臺云都海鷹無人機應(yīng)用技術(shù)有限公司HY-600型植保無人機為例，重點講解植保無人機系統(tǒng)及調(diào)試相關(guān)知識。

1 植保無人機簡介

植保無人機在我國農(nóng)業(yè)機械市場上的興起約在2014年左右，主要以多旋翼植保無人機為主，現(xiàn)階段的植保無人機作業(yè)發(fā)展較快，深圳大疆植保無人機、極飛P系列無人機在農(nóng)業(yè)無人機市場占據(jù)較大比例[3]。

HY-600型植保無人機是煙臺云都海鷹無人機應(yīng)用技術(shù)有限公司系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品有效解決了復雜山區(qū)自主避障、仿地飛行等難題，適用于山地丘陵地帶林木精準化防治。HY-600型植保無人機性能特征如下。

展開尺寸：1 075 mm×1 075 mm×490 mm；

折疊尺寸：635 mm×666 mm×490 mm；

藥箱容積：16 L；

最大噴灑流量：2 L·min-1；

整機重量：12 kg；

標準起飛重量：35 kg；

空載懸停時間：28 min；

滿載懸停時間：15 min；

作業(yè)飛行速度：3～8 m·s-1；

抗風能力：6級風；

懸停精度：水平方向±1.5 m，垂直方向±0.5 m；

最大傾斜角度：30°；

最大偏航速度：150(°)·s-1；

最大垂直速度：6 m·s-1。

2 植保無人機系統(tǒng)組成

植保類無人機系統(tǒng)包括飛控系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、噴藥系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)等，其中核心系統(tǒng)為飛控系統(tǒng)。HY-600型植保無人機飛控系統(tǒng)采用JIYI K++飛行控制系統(tǒng)，包含主控、LED模塊、電源管理模塊(PMU)及一個GPS模塊。HY-600型植保無人機K++飛控系統(tǒng)連接如圖1所示，各接口定義如表1所示。主控在維修安裝時需注意以下三點：1)按照主控箭頭指示方向安裝，并保證安裝水平；2)GPS和磁羅盤模塊，需遠離強磁環(huán)境(建議具體使用時架高GPS和磁羅盤模塊并保證其水平)；3)在使用時，需在遙控器上設(shè)置好橫滾、俯仰、油門和偏航通道。

表1 K++飛控接口連接表

圖1 K++飛控系統(tǒng)連接圖

植保類無人機系統(tǒng)主要組成部件包括槳葉、無刷電機、電調(diào)、電池、機架、飛控、接收器及電源管理模塊、GPS及其支架、LED指示燈、遙控器、霧化噴頭及輸藥管路、藥箱、藥泵、流量監(jiān)測等，根據(jù)飛控系統(tǒng)設(shè)計不同還可增設(shè)避障、液位計等。以HY-600為例，基本結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。

1.槳葉；2.無刷電機；3.機架；4.GPS及其支架；5霧化噴頭；6.藥箱；7.電池

3 植保無人機調(diào)試

3.1 通電調(diào)試

以飛控為核心，按照飛控連接圖安裝完畢后，仔細檢查每個線路連接是否正確，檢查完畢后，即可進行通電調(diào)試，通電調(diào)試前，尤其注意正負極是否接反，信號線和負極是否接反，飛控各個插口是否為對應(yīng)模塊。下面以HY-600型植保無人機為例進行詳細說明。

1)主電源左右兩邊各兩組插頭，通電的時候先接負極再接正極，斷電時，先斷正極再斷負極；

2)通電瞬間檢查是否有異樣，每個模塊指示燈是否正常，是否有模塊發(fā)熱異常，確認每個模塊工作正常之后才可進入下一步；

3)遙控器與飛控設(shè)置，參考K++飛控和遙控器說明書進行設(shè)置，映射遙控器通道，檢查正反向，設(shè)置飛控基本參數(shù)；

4)校準電調(diào)，對于普通電調(diào)，飛行前務(wù)必進行行程校準，對于大疆電調(diào)和一些固定行程無法校準的電調(diào)則可以跳過這個步驟；

5)檢查和調(diào)整電機正反轉(zhuǎn)，如果飛控支持軟件測試電機則通過軟件測試，如果不支持就通過解鎖查看，如果發(fā)現(xiàn)電機轉(zhuǎn)向不正確，通過任意對調(diào)兩個電機插頭即可，同時注意檢查電機轉(zhuǎn)動時是否有異常噪音等；

6)調(diào)試完成后可以將噴頭、底蓋、槳葉按順序安裝上；

7)使用水平尺或者水平氣泡校正電機水平。

3.2 軟件調(diào)試

通電調(diào)試合格后，安裝螺旋槳及其他附件，根據(jù)使用不同飛控進行軟件調(diào)試，設(shè)置好各類參數(shù)，具體參考飛控使用說明書，一定要反復檢查每一項參數(shù)是否正確，在此過程中，一定要注意檢查關(guān)閉遙控器后的失控保護反饋是否正常。

3.3 外場試飛

通電及軟件調(diào)試合格后，下一個重要的環(huán)節(jié)即外場試飛。

3.3.1 試飛前準備工作

1)打開遙控器，將電池放在電池板上并將電池分別用兩道綁帶綁好，將飛機通電后等待電機自檢完成，此過程中禁止觸碰飛機；

2)打開飛防管家，通過藍牙連接飛機后校準磁羅盤。注意選擇空曠、信號較強的場地，并將手機、藍牙耳機等電子產(chǎn)品放置一邊，在地面站中找到磁羅盤校準，點擊開始校準，飛機水平抬起順時針旋轉(zhuǎn)一周，飛機機頭朝下順時針旋轉(zhuǎn)一周；

3)檢查遙控器通道，打開地面站，在遙控器校準頁面中檢查通道是否正確,如發(fā)現(xiàn)通道未正確請聯(lián)系售后工作人員遠程調(diào)試；

4)撥動水泵開關(guān)，檢查水泵是否正常工作、噴口是否正常噴水如發(fā)現(xiàn)水泵未正常運轉(zhuǎn)請聯(lián)系售后工作人員更換，如噴頭未噴水，請松開排氣口或清理噴口；

5)查看無人機周圍確保沒有人和其他遮擋物。

3.3.2 外場試飛

以上各項確認無誤后，便可進行試飛工作，應(yīng)注意遙控器內(nèi)部參數(shù)嚴禁隨意修改，并再次檢查機臂展開后尼龍螺母是否擰緊，確保機臂固定安全。外場試飛過程中需注意以下事項：

1)首次試飛建議空載使用姿態(tài)模式起飛；

2)GPS模式要等待搜星完成后再起飛；

3)觀察起飛是否平穩(wěn)，有沒有側(cè)偏或者其他異常，一旦有異常情況務(wù)必立即降落檢查；

4)在解鎖后低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，機臂會有抖動現(xiàn)象，屬于正?，F(xiàn)象，轉(zhuǎn)速提高之后就會消除；

5)起飛之后觀察無人機懸停是否穩(wěn)定，輕打遙控桿觀察飛行方向和遙控器是否一致；

6)若出現(xiàn)抖動、晃動就降落調(diào)整感度，植保機慣性大，建議不要設(shè)置過于靈敏的手感；

7)空機調(diào)試完畢之后再加水試飛，加水測試不要一次直接加滿，要按3 L、5 L、7 L、10 L逐級添加，觀察無人機是否在負載增大后有異常；

8)加水后在地面打開水泵，觀察是否可以正常出水，壓力噴頭霧化是否正常，如果遇到水泵在轉(zhuǎn)但是不出水的情況，一般是泵頭內(nèi)有空氣未排出，將泵頭出水口的水管拔掉，打開水泵將空氣排出等正常出水之后再將水管插上即可；

9)在無人機飛行穩(wěn)定的前提下可以繼續(xù)測試飛控的其他功能。

4 結(jié)語

綜上所述，我國作為農(nóng)業(yè)大國，隨著智能化農(nóng)業(yè)設(shè)備普及，尤其是植保無人機在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展作用越來越明顯，急需不斷完善相關(guān)植保機在實際操作、維修、保養(yǎng)等方面的規(guī)范性，本文通過實例講解植保機的組裝與調(diào)試，對不斷提高操作人員理論知識水平，實際應(yīng)用規(guī)范性起到一定參靠價值。