摘要
伴随植保无人机技术与装备的快速发展，人们对植保无人机药箱防晃/防浪涌性能的要求越来越高。植保无人机在作业过程会由于其飞行姿态的原因导致药箱内药液产生剧烈晃动，对植保无人机的整机作业性能产生很大影响。本文利用六自由度运动平台可以在三维空间上加载激励的特性，研制开发了一种植保无人机药箱防晃性能检测试验台，使其模拟植保无人机在三维、复杂作业工况下的多种药箱姿态。 本文以四种典型形状植保无人机药箱为研究对象，选取植保无人机飞行作业时的不同姿态，利用Fluent软件对晃动过程进行模拟仿真，分析药箱内药液的运动规律，然后利用试验台对选取的典型形状药箱进行试验，通过安装在药箱壁的压力传感器和药箱的底部液位传感器得到不同形状不同充液比药箱，在两个不同激励刺激下药液对药箱内壁产生的压力，分析其变化规律，对比不同药箱防晃性能的优劣，从而为植保无人机药箱优化设计提供技术支持。本文主要研究工作与结论： 首先研究设计一种适合植保无人机药箱晃动检测的模拟试验平台药箱夹持组件，使试验台可以有效加载市面上不同形状的药箱，同时可以保证实验时药箱的稳定性，提高试验精准度;然后利用Fluent软件对药箱不同工况下液体晃动过程进行数值模拟，对药箱在晃动过程中每个时间段自由液面的运动规律进行总结发现，在水平激励的作用，药液在药箱中以两侧内壁为界做往复运动；最后利用试验台对四种典型药箱进行不同充液比不同激励的室内试验，通过数据采集组件得到实验数据，并结合仿真结果对试验数据进行分析得到如下结论： （1）四种典型药箱横向对比，在相同充液比和模拟工况下，由于U型药箱将药箱空间划分为多个小型空间的独特结构设计，U型药箱的防晃性能要明显优于其他三种典型形状的药箱。 （2）矩形药箱、圆柱形药箱、锥形药箱三种典型药箱在水平激励的作用下普遍存在充液比为0.7-0.9时，药箱内药液晃动程度最为剧烈的规律，药箱接近满载时，由于晃动时药液在药箱内的晃动空间的减小，晃动程度出现减弱。 （3）锥形药箱在其上下两部分呈现不同的晃动规律，充液比在0.5以下时，在圆周激励下的防晃性能要优于水平激励下的防晃性能，在充液比0.5以上时，其在外界激励下的液晃规律与矩形药箱较为接近。 （4）圆柱形药箱在圆周激励下，其弧形内壁形状对于药液在药箱内晃动时的阻力很小，药液对药箱内壁的压力变化最为平稳，稳定性较好，防晃效果对比水平激励下有很大的提升。
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