獲取無旋翼機(jī)風(fēng)場(chǎng)和有旋翼機(jī)風(fēng)場(chǎng)下霧滴流場(chǎng)空間分布特性和霧滴粒子速度矢量場(chǎng)。
[0038]霧滴粒徑測(cè)量系統(tǒng)用于不同作業(yè)參數(shù)條件下噴霧霧滴的粒徑檢測(cè)，包括相連的激光粒度儀8和計(jì)算機(jī)7。霧滴粒徑測(cè)量系統(tǒng)，通過激光粒度儀8和計(jì)算機(jī)7同步工作，分別測(cè)試無旋翼機(jī)風(fēng)場(chǎng)和有旋翼機(jī)風(fēng)場(chǎng)下的霧滴粒徑值。
[0039]噴霧沉降測(cè)試系統(tǒng)用于檢測(cè)作物噴霧效果，包括地面靶標(biāo)作物、試紙測(cè)點(diǎn)、測(cè)點(diǎn)距離與高度標(biāo)尺，其在地面按照一定距離，放置噴灑對(duì)象作物(地面靶標(biāo)作物)，在作物的不同高度和樹冠位置固定水敏試紙，在地面上標(biāo)注作物距離，在作物主干方向標(biāo)注高度，當(dāng)噴灑的霧滴到達(dá)時(shí)，會(huì)使水敏試紙變色并形成色斑，可以用于測(cè)試霧滴大小、密度，粗略估計(jì)噴灑作業(yè)有效范圍。噴霧沉降測(cè)試系統(tǒng)，分別測(cè)試無旋翼機(jī)風(fēng)場(chǎng)和有旋翼機(jī)風(fēng)場(chǎng)時(shí)對(duì)地面靶標(biāo)作物的農(nóng)藥沉積效果、漂移指標(biāo)和穿透效果。
[0040]本發(fā)明農(nóng)用無人旋翼機(jī)最優(yōu)作業(yè)參數(shù)測(cè)試裝置，飛行姿態(tài)控制臺(tái)可精確控制旋翼機(jī)在±20°范圍內(nèi)繞X軸和y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在360°范圍內(nèi)繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0041]本發(fā)明農(nóng)用無人旋翼機(jī)最優(yōu)作業(yè)參數(shù)測(cè)試裝置中風(fēng)速流場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)的煙霧發(fā)生器安置在旋翼機(jī)中心位置處上部，煙霧噴管口垂直于中心位置向下，噴煙量可調(diào)，加入示蹤粒子后，激光器發(fā)射的激光面從徑向穿透煙霧場(chǎng)，通過拍攝的激光衍射圖像可直接觀察風(fēng)場(chǎng)邊界，進(jìn)行進(jìn)一步圖像分析可獲取風(fēng)速流場(chǎng)范圍和矢量速度場(chǎng)分布。
[0042]本發(fā)明農(nóng)用無人旋翼機(jī)最優(yōu)作業(yè)參數(shù)測(cè)試裝置中飛行姿態(tài)控制臺(tái)設(shè)置在一個(gè)能夠升降的支撐桿上，該支撐桿與高度升降臺(tái)通過懸臂相連且保持高度一致，以實(shí)現(xiàn)旋翼機(jī)有效作業(yè)高度的調(diào)節(jié)和有力支撐。
[0043]本發(fā)明農(nóng)用無人旋翼機(jī)最優(yōu)作業(yè)參數(shù)測(cè)試裝置，由于農(nóng)用無人旋翼機(jī)航空噴霧常用扇形霧和錐形霧噴頭，取其飛行過程中，噴灑面寬，防治面積大的優(yōu)點(diǎn)，通過其噴頭軸線的平面為其噴霧中心面，其霧滴場(chǎng)具有典型性。測(cè)試時(shí)噴頭方向向下，激光器發(fā)射的激光面與噴頭軸線共面，即激光面穿過噴頭軸線所在平面。
[0044]本發(fā)明農(nóng)用無人旋翼機(jī)最優(yōu)作業(yè)參數(shù)測(cè)試裝置的測(cè)試方法能夠在不同的作業(yè)參數(shù)下對(duì)無人旋翼機(jī)噴霧作業(yè)性能進(jìn)行測(cè)試，其操作方便，測(cè)試快速、重復(fù)性好。其具體包括如下步驟:
[0045]第一步、將旋翼機(jī)I安裝在能夠帶動(dòng)旋翼機(jī)I繞X軸、y軸和z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的飛行姿態(tài)控制臺(tái)18上；
[0046]第二步、將作業(yè)高度升降臺(tái)和支撐桿6調(diào)節(jié)到所需作業(yè)高度，安裝懸臂14，懸臂14的一端與作業(yè)高度升降臺(tái)螺栓固定，另一端與飛行姿態(tài)控制臺(tái)18及支撐桿6固定；
[0047]第三步、農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)安裝:把噴頭2設(shè)置在噴桿16上，藥箱9中的模擬農(nóng)藥通過噴管到達(dá)噴頭，噴桿16通過球鉸與滑塊相連，滑塊滑動(dòng)設(shè)置在旋翼機(jī)I或者飛行姿態(tài)控制臺(tái)18上；
[0048]第四步、安裝風(fēng)速流場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)和霧滴流場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng):將煙霧發(fā)生器19通過懸掛裝置20安置于旋翼機(jī)I中心上方位置，煙霧發(fā)生器19的煙霧噴管口垂直于中心位置向下，在煙霧發(fā)生器19的煙劑藥箱中加入示蹤粒子，把同步器4分別與激光器5、CCD相機(jī)3相連，把CXD相機(jī)3與計(jì)算機(jī)7相連；
[0049]第五步、安裝霧滴粒徑測(cè)量系統(tǒng):把激光粒度儀8與計(jì)算機(jī)7相連；
[0050]第六步、布置噴霧沉降測(cè)試系統(tǒng)，按照噴灑有效覆蓋面積布置地面靶標(biāo)作物，按照一定的間距和高度布置試紙測(cè)點(diǎn)；
[0051]第七步、將風(fēng)速流場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)、霧滴流場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)和霧滴粒徑測(cè)量系統(tǒng)按照功能設(shè)計(jì)和使用要求安置于正確檢測(cè)位置，打開同步器4，CCD相機(jī)3和計(jì)算機(jī)7，保證風(fēng)速流場(chǎng)測(cè)試激光束與煙霧場(chǎng)徑向面相切；打開激光器5和計(jì)算機(jī)7，保證所用激光粒度儀8發(fā)射的激光與噴頭軸線面垂直相交，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)前的軟硬件調(diào)試、背景測(cè)試和參數(shù)校準(zhǔn)；
[0052]第八步、按照設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方案，調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)，啟動(dòng)作業(yè)高度升降臺(tái)、飛行姿態(tài)控制臺(tái)和農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)，調(diào)整作業(yè)高度，靜態(tài)或動(dòng)態(tài)連續(xù)改變農(nóng)用旋翼機(jī)飛行作業(yè)參數(shù)，包括飛機(jī)姿態(tài)參數(shù)、農(nóng)藥噴灑參數(shù)、旋翼機(jī)類型進(jìn)行測(cè)試，其中飛機(jī)姿態(tài)參數(shù)包括旋翼機(jī)繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的橫滾角、繞I軸轉(zhuǎn)動(dòng)的仰俯角和繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的偏航角，農(nóng)藥噴灑參數(shù)包括噴頭類型(扇形、錐形等)、噴頭數(shù)量、噴管輸藥流量、噴管輸藥壓力、旋翼機(jī)作業(yè)高度、噴頭相對(duì)于旋翼機(jī)中心的空間位置，旋翼機(jī)類型包括單旋翼、多旋翼；使農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)在無旋翼機(jī)風(fēng)場(chǎng)條件下完成噴灑作業(yè)；利用霧滴流場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)和霧滴粒徑測(cè)量系統(tǒng)分別測(cè)試無旋翼機(jī)風(fēng)場(chǎng)影響下的霧滴流場(chǎng)、霧滴粒徑場(chǎng)；利用噴霧沉降測(cè)試系統(tǒng)對(duì)地面布置的靶標(biāo)作物的農(nóng)藥沉積效果、飄移、穿透進(jìn)行測(cè)試；
[0053]第九步、啟動(dòng)農(nóng)用無人旋翼機(jī)，手動(dòng)或者遙控啟動(dòng)煙霧發(fā)生器，利用風(fēng)速流場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)完成旋翼機(jī)風(fēng)場(chǎng)分布范圍和風(fēng)場(chǎng)粒子速度矢量分布測(cè)試；啟動(dòng)農(nóng)用無人旋翼機(jī)，使農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)在控制參數(shù)下的旋翼機(jī)形成的風(fēng)場(chǎng)中完成噴灑作業(yè)，利用霧滴流場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)完成旋翼機(jī)風(fēng)場(chǎng)下霧滴流場(chǎng)粒子速度矢量場(chǎng)和分布狀態(tài)測(cè)量；利用霧滴粒徑測(cè)量系統(tǒng)完成旋翼機(jī)風(fēng)場(chǎng)下噴霧霧滴的粒徑檢測(cè)；利用噴霧沉降測(cè)試系統(tǒng)完成旋翼機(jī)風(fēng)場(chǎng)下地面布置的目標(biāo)作物的農(nóng)藥沉積效果、飄移、穿透性測(cè)試；步驟八和步驟九中旋翼機(jī)一直裝在上面，其中步驟八是在旋翼機(jī)主槳沒開情況下的操作，步驟九是在旋翼機(jī)主槳開動(dòng)后的操作，目的:1、通過同樣作業(yè)參數(shù)設(shè)置下，測(cè)試主槳沒開動(dòng)和開動(dòng)后的噴灑效果，比較旋翼機(jī)進(jìn)行噴灑作業(yè)的優(yōu)劣并找到旋翼風(fēng)場(chǎng)對(duì)于噴灑作業(yè)的影響規(guī)律；2、煙霧發(fā)生器是用于旋翼風(fēng)場(chǎng)的可視化觀測(cè)，要在有旋翼風(fēng)場(chǎng)的條件下才起作用。
[0054]第十步、完成測(cè)試后，對(duì)無旋翼和有旋翼兩種狀態(tài)下獲得的數(shù)據(jù)和采集的圖像進(jìn)行分析和對(duì)比，計(jì)算不同環(huán)境條件和作業(yè)參數(shù)下的施藥效果和施藥效率，得出最優(yōu)作業(yè)參數(shù)組合，為安全、科學(xué)、高效的航空植保機(jī)械提供技術(shù)支持。
[0055]本發(fā)明農(nóng)用無人旋翼機(jī)最優(yōu)作業(yè)參數(shù)測(cè)試裝置的測(cè)試方法采用正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法，對(duì)包括作業(yè)高度、飛機(jī)姿態(tài)參數(shù)和農(nóng)藥噴灑參數(shù)，進(jìn)行正交對(duì)比試驗(yàn)，獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)和照片；利用煙霧場(chǎng)可視化分析旋翼機(jī)風(fēng)場(chǎng)矢量分布及其對(duì)噴霧流場(chǎng)霧滴速度矢量分布、霧滴粒徑分布的影響；分別測(cè)試農(nóng)用無人旋翼機(jī)有無旋翼風(fēng)場(chǎng)狀態(tài)下的噴灑作業(yè)效果，比較和分析試驗(yàn)結(jié)果，得到農(nóng)用無人旋翼機(jī)最優(yōu)作業(yè)參數(shù)組合。
[0056]本發(fā)明中飛行姿態(tài)控制臺(tái)可實(shí)現(xiàn)旋翼機(jī)多自由度飛行姿態(tài)的控制，采用電機(jī)遠(yuǎn)程控制旋翼機(jī)在±20°范圍內(nèi)以圓弧形式平滑繞X軸和y軸轉(zhuǎn)動(dòng)、在360°范圍內(nèi)繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以復(fù)現(xiàn)旋翼機(jī)的橫滾、仰俯和偏航運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)空中飛行姿態(tài)連續(xù)變化。作業(yè)高度升降臺(tái)采用高度升降臺(tái)和電動(dòng)缸調(diào)節(jié)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)旋翼機(jī)所處高度的調(diào)節(jié)。農(nóng)藥噴灑統(tǒng)的兩個(gè)噴桿固定在旋翼機(jī)兩側(cè)，以支撐噴管和噴頭，每側(cè)噴桿上安置有一個(gè)或者多個(gè)噴頭。風(fēng)速流場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)用于直觀測(cè)試不同作業(yè)參數(shù)條件下的風(fēng)速流場(chǎng)，其中煙霧發(fā)生器的噴煙量可調(diào)，煙劑中加入示蹤粒子以實(shí)現(xiàn)風(fēng)場(chǎng)的可視化測(cè)試。霧滴流場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)用于直觀測(cè)試不同作業(yè)參數(shù)條件下的霧滴流場(chǎng)，霧滴粒徑測(cè)量系統(tǒng)用于測(cè)量霧滴粒徑，噴霧沉降測(cè)試系統(tǒng)用于檢測(cè)作物噴霧效果。
[0057]本發(fā)明的農(nóng)用無人旋翼機(jī)最優(yōu)作業(yè)參數(shù)測(cè)試裝置的測(cè)試方法，采用正交試驗(yàn)的方法，在多作業(yè)參數(shù)條件下，包括飛機(jī)結(jié)構(gòu)(單旋翼、多旋翼)、施藥技術(shù)參數(shù)(噴頭種類、數(shù)量、輸藥流量、輸藥壓力)、環(huán)境影響(風(fēng)速、