Extreme Flight Technology presentó sus modelos 2020 en octubre de 2019. Los drones fitosanitarios Polaris continúan siendo innovadores desde que se lanzó la serie P. Pueden rociar y plantar, pero también se esparcen. Los drones fitosanitarios están evolucionando en sus funciones y los escenarios de uso se han ampliado de forma espectacular. Eventualmente, se convertirán en drones agrícolas. Este artículo examina la eficacia y la eficiencia operativa de los drones agrícolas y proporciona referencias para futuras investigaciones en campos relacionados.
Requisitos para drones agrícolas
1. Diseño modular para el drone.
El diseño modular facilita el reemplazo de piezas de repuesto y es mucho más conveniente mantener el drone para agricultura sin demoras.
2. Nivel de protección IP67.
Para prolongar la esperanza de vida del drone agricultor, se puede sumergir en agua.
3. Estructura de fuselaje de alta resistencia.
El transporte es muy accidentado. El drone para agricultura XAG experimentará algunos golpes. Si el dron no es lo suficientemente fuerte o rígido, puede dañarse fácilmente. Para garantizar la durabilidad del drone agrícola, debe ser fuerte.
1. Alta capacidad de carga y potencia. La capacidad de carga de un drone para agricultura determina qué tan eficiente es en su operación. También afecta la cantidad de tierra que se puede cubrir en una sola operación.
2. Boquillas o bombas que no se obstruyen, controladas independientemente. La protección de plantas es el caso de uso más importante para los drones agricultores. Si las boquillas y las bombas no se controlan por separado, será imposible aplicar pesticidas precisos. Los pesticidas se pueden usar en diferentes dosis, como polvos o suspensiones. Las boquillas de presión tradicionales pueden obstruirse fácilmente, lo que reducirá la eficiencia de la operación. Una boquilla que no sea obstruible es otro aspecto importante de los drones para agricultura.
3. Flexibilidad para adaptarse a diferentes entornos operativos. El norte tiene un área de operación muy grande, por lo que necesitará tener una gran cantidad de medicamentos. Sin embargo, debido al terreno complejo y las parcelas dispersas en el sur, podrá obtener excelentes resultados con una caja de medicamentos más pequeña y un menor consumo de energía. Las opciones flexibles y las diferentes cargas útiles son características esenciales para los drones agricultores.
Eficiencia y calidad operativa
1. La velocidad de vuelo y el área de aplicación del drone para agricultura son factores clave para determinar su eficiencia operativa. La eficiencia del drone agricultor aumentará si la velocidad de vuelo se multiplica por el área del rociado. La velocidad máxima de vuelo de los drones fitosanitarios de la serie P es de 12 m/s. Sin embargo, no todas las operaciones agrícolas pueden volar a esta velocidad. La mayoría están entre 5-6 m/s. Algunos entornos operativos pueden alcanzar los 12 m/s. Estos pueden modificarse y optimizarse para satisfacer necesidades específicas.
2. Es otro indicador importante de la efectividad de los drones. El drone volará en el aire a baja velocidad. Esto hará que la hélice genere una presión hacia abajo. Los plaguicidas podrán penetrar fácilmente en las capas inferior y media del cultivo. Esto se conoce como la zona de rociado fino y es más eficaz para controlar plagas, enfermedades y malezas. La zona de pulverización rápida también se puede encontrar a ambos lados de esta zona de pulverización fina. Aquí es donde el flujo de aire se enrolla durante el vuelo. Se utiliza para el control de plagas y enfermedades en general, así como de malas hierbas. El rociado rápido no es tan efectivo porque solo se rocía directamente sobre la superficie del cultivo con al menos 5 gotas/m2 de neblina líquida.
3. Tanto las boquillas de aspersión como la atomización penetrante son factores clave en la calidad de una operación. Los drones agricultores de vuelo extremo utilizan boquillas de atomización centrífuga que tienen una excelente cobertura y una eficiencia de boquilla comparable a varias otras boquillas. El proceso de pulverización puede controlarse con precisión, ajustarse automáticamente y hacerse variable sin ningún efecto sobre el tamaño de las partículas atomizadas. Este indicador se utiliza para determinar el rendimiento de vuelo básico del UAV. Esta es una estimación de la eficiencia operativa teórica y no una medida real de la eficiencia operativa real. La eficacia operativa está determinada tanto por el rendimiento básico del UAV como por sus capacidades operativas reales. La capacidad del UAV para detectar rápidamente plagas, enfermedades y malas hierbas, así como la capacidad de su batería, tendrán un impacto en la eficiencia operativa real. El rendimiento real del drone para agricultura es lo que determina su eficiencia operativa. Sin embargo, solo proporciona una comprensión básica de cómo funciona el drone.
Tendencias y direcciones de desarrollo
Durante los últimos cinco años, las aplicaciones de drones para agricultura han evolucionado rápidamente, desde el original 6L hasta el actual 20L. Con aviones cada vez más grandes y un rendimiento base en constante mejora, los fuselajes se han vuelto más poderosos. Habrá menos variabilidad en la estructura mecánica de los drones en los próximos años. Los drones para agricultura tendrán mayores volúmenes y más refuerzo estructural. Sin embargo, la estructura general y la dirección del desarrollo de drones no cambiarán.
1. En primer lugar, el vuelo completamente autónomo y todoterreno.
Se requiere un drone de reconocimiento aéreo (por ejemplo, Polar Man) para recopilar datos sobre el medio ambiente con anticipación para que los drones para agricultura puedan planificar sus rutas de vuelo y ajustar sus actitudes de vuelo. Esto les permitirá volar en terrenos complejos de manera segura y eficiente sin necesidad de sensores. Esto permite un vuelo seguro y eficiente sobre terrenos difíciles sin el uso de sensores.
2. Obstáculos automáticos de reconocimiento y evitación.
La capacidad del dron para evitar obstáculos y volar mejor afectará la efectividad de la operación. Los drones seguirán evolucionando rápidamente en el futuro y serán aún más eficientes en esta área.
3. Operaciones con vuelo de precisión.
En los últimos años, la tecnología de navegación RTK para operaciones de vuelo de precisión y las boquillas centrífugas se han utilizado en drones. Estas tecnologías permiten que los drones vuelen con mayor precisión y posición en centímetros. Esto les permite rociar pesticidas de manera uniforme o variable en cada cultivo. Los drones para agricultura serán más precisos en el futuro y podrán pensar por sí mismos combinándolos con tecnología de inteligencia artificial. Los datos tridimensionales del terreno que ha recopilado Poleman permiten a los drones fitosanitarios detectar el entorno y adaptarse a él. También pueden evitar obstáculos como los postes de la red eléctrica evitándolos de forma independiente. Los drones Poleman pueden rociar cultivos, terrenos y otros factores con precisión y eficiencia. Es importante tener en cuenta que el radar solo puede detectar obstáculos de menos de 1 cm, independientemente de si es omnidireccional o cuadridireccional. Sin embargo, el modelo XP 2020 tiene una radio MIMO de formación de fase 4D, que puede detectar simultáneamente hasta 128 obstáculos con una precisión de 1 cm.
Manipulación de drones
Los drones fitosanitarios actuales pueden volar de forma totalmente autónoma. Es casi imposible ver el drone volando con precisión a más de 100 metros de distancia. Por lo tanto, primero es necesario rodear la parcela antes de que el drone para agricultura pueda volar de forma autónoma. Extreme Flying cree en la eficiencia primero y en la efectividad después. Es imposible ser eficiente si no se obtienen buenos resultados. La popularidad de un drone significa que los drones son cada vez más comunes. Por ejemplo, un terreno de 30m x 50m se puede utilizar para cultivar. Si hay un mando a distancia sencillo, se puede controlar el drone agricultor para administrar el medicamento. Un buen drone para agricultura debe poder volar de forma remota y autónoma. Este droe agricultor le permitirá cumplir con todos los requisitos de desarrollo de drones en el futuro. La operación a dos manos, que usa 2 joysticks para controlar el control remoto, es muy simple y puede manejar muchas operaciones. Sin embargo, es difícil aprender a usar el control remoto, desde la operación de la aeronave hasta el intercambio de experiencias. Polaris diseñó un control remoto con una sola mano que se puede usar de la misma manera que un control remoto de TV. Los botones del panel son fáciles de usar y se pueden aprender rápidamente. El drone se puede volar fácilmente hacia adelante, hacia atrás, izquierda, derecha e izquierda con una sola mano. Es posible volar el drone directamente desde tu mano, incluso en parcelas pequeñas. El control remoto también cuenta con un módulo de mapeo, que convierte el palo de mapa original de 5000 g en un dispositivo más pequeño de 500 g. Es fácil mapear y localizar tierras de cultivo.
Los principales costos de los drones incluyen los costos de compra, mantenimiento y uso de la batería.
El precio de compra por sí solo no es suficiente para cubrir el costo total del drone, incluso si el drone es económico. Si el costo de usar el drone es alto, será más costoso comprarlo. Elija un drone que tenga un "costo de uso" más bajo. Durante todo el proceso de uso del drone, la batería será la parte más cara.
El costo de la batería estará determinado por su eficiencia de carga (tiempo de carga) y la duración de la batería. La eficiencia de carga (tiempo de carga) de una batería baja requerirá que compre muchos cargadores. Esto aumentará el precio de la batería. Se requieren tres condiciones para cargar rápidamente una batería y reducir el costo de reemplazo de la batería.
1. Multiplicador de carga
La batería debe tener una capacidad máxima de sobrealimentación de al menos 3 veces. La tasa de carga es una característica de la batería. La carga 1X es por 1 hora, 2X es por 30 minutos de carga completa y 3X es por 20 minutos de carga completa. Full significa que la batería tiene una carga del 100%. La batería impermeable y sobrealimentada B13860S se puede cargar al doble de velocidad. Es resistente al agua IP67 y se puede cargar completamente en solo 12 minutos. Esto lo hace adecuado para todos los drones para agricultura a partir de la serie P.
2. Equipos de carga
El cargador Polaris 2019 puede cargar una batería a una tasa de 0 a 95 % en solo 15 minutos. Tiene una potencia de 2.500W. Un enchufe común solo puede cargar a 2.500W. La carga en hoteles, en el hogar o en lugares públicos probablemente provocará que el enchufe se queme y provoque problemas de seguridad. El límite de potencia de este cargador es de 2500 W. Casi todos los agricultores usan un generador. Polaris desarrolló un generador de estación de carga de combustible para satisfacer esta demanda. Consta de un generador con dos cargadores y un generador de gasolina. Este generador es pequeño, eficiente y liviano y es uno de los mejores del mercado. Este generador pesa 26,5 kg y puede ser transportado fácilmente por una sola persona. También tiene capacidad para 30 kg de combustible. Es un 30% más eficiente en la generación de energía que un generador de gasolina estándar y tiene una potencia de salida de 3000W. La batería sobrecargada B13860S se puede cargar en tan solo 12 minutos. También puede cargar la batería en solo 10 minutos. También debe ser lo suficientemente fuerte para disipar el calor rápidamente y minimizar los tiempos de enfriamiento. La batería puede calentarse durante el vuelo y la carga. Después de la carga, la temperatura de la batería descenderá por debajo de los 45 °C. Los productos JFK tienen 17 años de disipación de calor natural. La batería se coloca en el suelo y, naturalmente, en contacto con la atmósfera para la disipación de calor. Si la temperatura es demasiado alta, la disipación del calor puede tardar hasta 40 minutos o más. El calor de la batería se puede eliminar utilizando un dispositivo de ventilador durante 20 minutos. El calor se elimina de la batería. Las baterías sobrealimentadas B13860S 2019 introducen refrigeración por agua. Esto mejora la eficiencia de enfriamiento al colocar una batería en agua. Debe ser resistente al agua IP67 y capaz de sumergirse en agua para disipar el calor durante la carga.
2.1 Vida útil.
Además de la eficiencia de carga, la duración de la batería también afectará el costo. Es importante tener en cuenta la vida garantizada y el número de ciclos de la batería. Cada una de las 4 baterías compradas solo se puede usar 300 veces al año. El tiempo de garantía vence primero y luego siguen los ciclos de garantía. Puede tener dos juegos de baterías sobrealimentadas si lo desea. Esto significa que puede utilizar un juego durante más de 500 ciclos al año, suponiendo un funcionamiento normal.