今天，知识产权信息珠珠给大家分享带来的《植保无人机为智慧农业“添翼”》，如果您对植保无人机为智慧农业“添翼”感兴趣，请往下看。
近年来，无论是城市高楼还是田间地头，无人机的身影越来越“忙碌”——从递送药品到扑救火灾，从监控虫害到喷洒农药，无人机已成为人类不可或缺的好帮手。在农业领域，植保无人机因其施药精准、节水省药、安全高效等优势，迎来了爆发式增长，大大提升了农业效益，有效推动了智慧农业的发展。
植保无人机是指用于农林植物保护作业的无人驾驶超低空飞行器，是利用及时准确的信息获取技术和现代信息处理技术，实现农药减施、高效、省力的一项综合技术，包括机械结构、材料科学、飞控技术、定位系统、GIS、遥感技术、精准导航以及变量喷施控制等技术。具体来说，植保作业包括向农作物喷洒药液药粉、向农田喷洒种子等。植保无人机在喷洒农药时，利用强烈旋转的气流可以在农作物区域形成紊流区，从而高效均匀地进行作业，有效喷洒到茎叶背面和根部，大幅节约人力物力。
我国是农业大国，但基于家庭联产承包地块的分散性，同时伴随着人口老龄化、农村劳动力减少以及土地流转后出现众多中小型农场，过去低水平的农业机械化和落后的施药技术，显然已经无法满足现代化农业的新要求。与此同时，政府的大力扶持、市场的大量需求，都进一步激发了植保无人机的快速发展，“植保陆战队”越来越成为田间地头的新势力。
抢抓国内市场
无人机植保技术研究由来已久，全球最早研究无人机植保技术的是来自日本的雅马哈公司，其掌握了很多植保无人机核心技术。近年来，随着智慧农业在国内的推广以及知识产权事业的发展，关于植保无人机的中国专利申请量占到了全球总申请量的80%以上，中国成为这一领域的全球主要专利申请国。
雅马哈从1985年就开始了有关植保无人机的专利申请，其绝大部分都是在日本进行专利布局，可见，其市场策略一直以日本为主。从2006年开始，雅马哈开始逐步加大对外申请，这和其开拓美国和韩国市场的步伐是一致的。2015年12月，雅马哈从美国获得了农业飞机业务认证，该认证允许雅马哈公司在美国开展农业喷洒服务。
随着国内智慧农业的推进，我国相关企业把握机遇。从2014年开始，我国植保无人机领域的专利申请量呈井喷式发展，涌现出很多代表性申请人和企业，包括无锡汉和航空技术有限公司（下称无锡汉和）、广州极飞电子科技有限公司（下称极飞科技）、深圳大疆创新科技有限公司（下称深圳大疆）等。
无锡汉和是我国研发工程级无人直升机较早的企业，也是国内第一家推出商用植保无人机的企业。无锡汉和从2009年开始提交相关专利申请，总申请量不大，且并未向国外市场布局。
极飞科技是目前国内领先的植保无人机企业，十分重视植保无人机的专利布局。极飞科技2014年起在无人机领域布局了大量专利，主要申请国是中国，2017年起通过《专利合作条约》（pCT）途径提交国际专利申请，这与2017年极飞p20进入日本市场的时间一致。
深圳大疆在消费者无人机领域取得优势地位后，近几年开始进军农业植保无人机领域，和极飞电子科技一同争霸我国市场。其在农业植保无人机领域的申请总量并不大，从2015年开始提交专利申请，2018年申请量到达顶峰，2019年申请量大幅下降。当然，深圳大疆对无人机领域的专利布局是十分重视的，比如其在多旋翼飞控系统和无人机搭载平台等方面都进行了细致的专利布局。
机型更新换代
雅马哈植保无人机发布了四代油动单旋翼无人机——R-50、RMAX、RMAX-II、FAZER，每一代在技术上都有所精进，其拥有植保无人机的大多数核心专利。如R-50机型，载重小，但可对喷洒轨迹、作业区域、作业高度进行控制；RMAX可对飞行姿态进行控制，配备对称的药箱结构、水冷发动机；RMAX-II可将飞行轨迹传回电脑便于实现精准喷药，喷头和喷杆可调节；FAZER机身结构除发动机外，与RMAX相差不大，但具有更高效的动力传输系统。
无锡汉和共推出了7款机型：2010年推出国内第一架商用农业植保无人机CD-10型油动单旋翼，配有安全范围监控系统（公告号：CN101833870B）；2013年推出油动单旋翼植保无人机CD-15型，载荷15kg，拥有轨迹记录系统（公告号：CN102360219B）和发动机冷却水循环系统（公告号：CN202673428U）；2016年推出了电动单旋翼植保无人机CE-20水星一号，其直驱尾电结构（公告号：CN105173054B）不断升级，支持一控多机；2018年推出了入门级电动四旋翼植保无人机金星1号；2019年推出了电动四旋翼植保无人机金星2号，其各方面性能较金星一号都有了很大改进；2020年推出了金星20号和金星25号两款机型，两者在机架结构上都进行了改进，机身采用航空铝和碳纤维材料，减少了飞机振动的三叶桨设计。从无锡汉和的机型发展来看，其各种机型都有所涉猎，并紧跟国内无人机发展情况，及时推出电动多旋翼无人机，降低了产品价格，产品实现多样化。
深圳大疆发布的植保无人机的机型种类并不多，包括2016年推出的MG-1，其具有载荷固定结构（公告号：CN106275446B）；2017年推出的MG-1S，其在MG-1的基础上对飞控系统、环境感知系统和喷洒系统进行了升级；2018年推出的T16，其具有可折叠机臂结构（公告号：CN107108012B），目前MG-1和MG-1S已停产。从深圳大疆发布的3款植保无人机的技术参数可以看出，其主要在作业管理、载荷重量、电池续航时间以及喷洒系统方面进行改进。
极飞科技的专利申请主要以实用新型和外观设计专利申请为主，技术创新点主要涉及药箱结构和喷头细节，其将这些专利技术运用到了多款机型中。极飞p系列植保无人机从2016年开始每年都推出新机型，产品种类全，更新及时。极飞植保无人机都使用电动四旋翼，在药箱和喷头装置上采用自主研发技术，如采用离心雾化喷头提高喷洒效率，采用单个倒L形药箱防止液体浪涌，使得飞行平稳。2016年，极飞科技推出第一代p系列植保无人机，其采用四旋翼机身结构，将机身重量平摊到了机身前后，减少了无人机竖直方向上分配的重物，使无人机的控制较为简易和平稳。2017年，极飞科技推出了p202017款电动四旋翼植保无人机，机身具备Ip67级的防水、防尘、防摔性能，配备GNSSRTK系统，采用智能电池，并采用可防止管道堵塞的多重过滤系统、可监测药量和自动清洗及抽空的智能灌药技术、插拔方便的药箱接口技术等。2018年，极飞科技推出了3款电动四旋翼植保无人机：p102018款、p202018款、p302018款，三者在产品定位上进行了明确区分，能够全面适应不同农田环境，满足更多用户的植保作业和设备需求。2019年，极飞科技推出p系列2019款，能够将药液均匀、精准地喷洒到每一株需要保护的作物上（公告号：CN106873631B），采用多重冗余系统，AI故障预判，全自主作业模式（公告号：CN105159319B）可实现弓字航线、螺旋航线、自由航线和波浪航线。2020年，极飞科技推出了极飞Xp系列2020款，其集智能播撒、精准喷洒于一体，可灵活搭载不同容量的作业箱，通过手机或智能遥控器，在所有地形条件下均可轻松高效地开展播种、撒肥、施药和投饲工作。
从上述分析可以看出，不同于日本的单旋翼无人机，目前，我国市场常见的类型为油动单旋翼和电动多旋翼植保无人机。在应用植保无人机进行作物病虫害防控时，需要依据环境特征和防治对象，合理选择无人机机型。
未来发展可期
目前，我国植保无人机企业正抓紧布局国内市场并逐渐向国际市场发展，专利申请量井喷式发展。然而，这些专利申请中主要以实用新型为主，且主要围绕非植保核心技术，虽然像深圳大疆这样的国内企业在飞控系统和智能电池领域的技术研发为植保无人机的发展奠定了一定基础，但在喷洒精度、发动机等核心领域依然没有打破雅马哈等国外公司的技术壁垒。笔者认为，我国企业需要加大自主创新研发，重视专利布局，打破国外专利技术壁垒，提升无人机的植保核心技术。
另外，植保无人机的操作需要更加智能化。笔者认为，研发人员若将研发方向由专人操作逐渐向“傻瓜式”方向发展，将更符合未来市场需求。同时，国内企业还应学习雅马哈，建立一整套专门针对农业植保设计的运作体系，保障农民从购买使用到维修保养都能省心省力。
最后，除了植保无人机技术的研发，我国植保无人机的发展还需要政府和社会各界的支持，如对无人机进行全面有效的管控，开展无人机植保专用药剂研发，完善飞防员培训体系，为无人机提供完善的保险理赔方案，将无人机列为农机产品给予政府补贴等，这些都有助于我国植保无人机的技术发展，让无人机更多更快地进入我国农业植保环节，推进我国智慧农业发展。（姜海霞）
（编辑：晏如）
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