(一)研究目标
针对传统消毒无人机“雾化颗粒不均、吸附效率低”的痛点,本项目聚焦“环境自适应雾化-静电吸附强化”两大核心,构建全场景精准雾化消毒系统,实现消毒剂在不同环境、不同表面的高效附着与均匀覆盖。具体目标包括:
1. 环境自适应雾化控制:建立“环境参数(温湿度、风速、气压)-雾化颗粒粒径-附着效果”数学模型,开发基于模糊控制算法的自适应调节系统,实现雾化颗粒在10-50μm范围内连续可调(分辨率±5μm),以适应多种环境条件。
2. 静电吸附强化:研发高频高压静电发生模块(输出电压±5-10kV可调,稳定度±1%),在雾化喷嘴处形成梯度静电场,使雾滴携带±500-1000V电荷,利用库仑力增强雾滴对中性表面(如塑料、玻璃、金属)的吸附能力。
(二)研究背景及现状
无人机消毒因其高效性和安全性,在疫情防控、农业植保等领域应用广泛。然而,现有技术在动态气流(风速>8m/s)、高湿度(RH>90%)等极端环境下,颗粒漂移率可达40%以上,吸附效率显著下降。此外,环境参数变化导致雾化颗粒粒径调节滞后,静电场易受干扰,且无人机难以同时兼顾空气悬浮消杀与表面附着消杀,整体效率受限。
(三)创新点
1. 动力冗余设计:采用八旋翼对称布局,单电机失效时仍可通过剩余电机动态调整动力分配,支持复杂环境稳定飞行。
2. 智能喷雾系统:动态雾化控制结合静电吸附强化,药液利用率从60%提升至85%以上,复杂场景作业时间缩短30%。
3. 多模态导航避障:融合RTK-GPS与视觉SLAM技术,实现厘米级定位精度,采用DPRL算法提升复杂环境避障能力。
4. 模块化设计:快拆式结构便于运输与维修,折叠式旋翼
臂缩小收纳体积至传统无人机的60%。