农业机械学报

作者：郑继周，李雁鹏，林庆明，薛新宇

单位：山东农业大学,山东农业大学,山东农业大学,农业农村部南京农业机械化研究所,

关键词：无人机;弹性约束浮板;液体晃动;抑制

基金：农业农村部现代农业装备重点实验室开放项目（HT20160351）、财政部和农业农村部：国家现代农业油菜产业技术体系项目（CARS-12）和中国农业科学院创新工程植保机械团队项目（CAAS-ASTIP-CPMT）

植保无人机易因药液剧烈晃动出现操控困难甚至失稳。针对这一问题，并考虑质量限制要求，提出了一种液体晃动抑制装置——弹性约束浮板。搭建晃动力测量系统，试验研究了不同液体深度和激励频率下浮板的晃动抑制效果，分析了浮板结构和约束属性对浮板抑制能力的影响。结果表明：浮板不受约束时，晃动抑制能力较弱；刚性约束在某一液体深度范围内有良好的抑制能力；弹性约束则扩大了具备良好抑制能力的液体深度范围。浮板位于液面附近且弹性绳能被浮板牵拉时，即使激励频率接近固有频率，液体晃动力也仅为原来的1/3~1/2。位于液面以下较深位置时，浮板晃动抑制能力基本消失。浮板位置受弹性绳长度影响，需要根据液体深度变化范围合理选择绳索原长。浮板面积越大，晃动抑制效果越好。但在很多工况下，相对较小的浮板也可获得良好的抑制能力，从而具有更大的灵活性。弹性约束浮板使自由液面的衰减加速，显著提高了振荡系统的阻尼比。对于姿态频繁变化、药液易于大幅晃动的植保无人机，弹性约束浮板具有很好的实用价值。

来源：2023年第6期

《农业机械学报》期刊编辑部

查看农业机械学报杂志2023年第6期