机械毕业设计1085六旋翼农用无人机设计说明书

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无人机六旋翼设计

无人机六旋翼设计

摘要六旋翼无人机是一种具有可垂直起降能力的小型无人飞行器,它通过上下共轴放置的三组共六个电机提供升力,通过改变旋翼转速来调整姿态,通过调整姿态进一步实现位置控制,具有悬停性能优异、移动灵活、机械结构紧凑、零部件可靠性高等优点。

论文首先对六旋翼无人飞行器的调姿原理进行了介绍,分析了其飞行姿态的调整方式。

并建立了六旋翼无人机的数学模型,根据实际情况对其数学模型进行了必要的简化。

接着,论文完成了对于六旋翼无人机控制系统硬件平台的组建,组建了高精度的传感器系统,并完成了飞行控制器硬件的设计与实现,完成了硬件调试工作以及驱动的编写工作。

然后,论文建立了六旋翼无人机的完整控制系统,其中包含位置控制部分、高度控制部分以及姿态控制部分,建立了一套完整的对姿态传感器进行机械防震与数字滤波的方法;提出了一种新颖的气压计、超声波传感器和加速度计的融合方法,通过实验验证了滤波效果;提出了一种优化的拉力分配方法使得控制系统的可靠性得到增强。

接着,论文设计实现了飞行控制软件的主要功能,从技术层面上对于实时性与可靠性进行了大幅的提升。

最后,论文通过悬停试验验证了姿态控制器的控制精度;通过抗干扰能力试验验证了姿态控制器的稳定性;通过信号跟踪试验验证了姿态控制器的跟踪性能;通过高度控制实验验证了高度控制器的控制性能;通过视频跟踪实验验证了六旋翼无人机整体控制架构的合理性与有效性。

关键词:六旋翼无人机;PID;多环路控制;数据融合VI哈尔滨工业大学本科毕业设计(论文)AbstractHex-rotor is one kind of small unmanned aerial vehicles (SUAV) which have theability of vertical take-off and landing (VTOL). It gets thrust by controlling six rotorswith propellers which are divided into 3 groups of coax ial rotors. Its attitude is controlledby regulating the spinning speed of the rotors which in turn makes its positioncontrollable .The hex-rotor has multiple advantages such as the ability of vertical take-off and landing, good mobility and high reliability. Therefore, thehex-rotor has broadapplication prospects and enormous value of research.Firstly, the flying principle was divided into four main modes of motion and analyzedseparately. The dynamic model of the hex-rotor SUAV was deduced with some necessarysimplifications.Then, the control system hardware was built using high-precision sensors.The workof debugging the hardware and programming th e drivers was also done.In the following, the main control scheme was proposed which composed of threemain controllers: position controller, height controller and attitude controller. A completesolution to reduce the noise in the g yroscope and accelerometer caused by vibration wasproposed including mechanical anti-vibration method and a digital filter called alpha-betafilter. A new method of fusing the data f rom ultrasonic sensor, barometer andaccelerometer was prop osed in the paper. Experiment was conducted to prove theeffectiveness of the fusion method. An optimized thrust distribution method was alsointroduced to maintain the robustness of the system. Some technology was alsointroduced to keep the real-time performance and reliability of the control software.Finally, some flight experiments were introduced to prove theperformance of thecontroller: hovering test for the controller accuracy,anti-interference for controllerstability, signal-tracking experiment for controller tracking capability and vision-basedtarget tracking for the overall system performance.Keywords: Hex-rotor, PID, Multi-loop, Data-fusion哈尔滨工业大学本科毕业设计(论文)目录摘要 (VI)Abstract (VII)第1章绪论 (1)1.1 论文研究的目的与意义 ...................................................................... .. (1)1.2 国内外研究现状 ...................................................................... .. (2)1.2.1 四旋翼无人机的研究现状 .................................................................... (3)1.2.2 六旋翼无人机的研究现状 .................................................................... (4)1.2.3 六旋翼控制理论研究现状 .................................................................... (6)1.3 本文主要研究内容 ...................................................................... . (6)第2章六旋翼无人机数学模型的建立 (8)2.1 六旋翼无人机飞行机理分析 ...................................................................... (8)2.1.1 坐标系定义 .................................................................... (8)2.1.2 四种基本运动 .................................................................... (9)2.2 六旋翼无人机机体结构设计 ...................................................................... . (10)2.2.1 机架选型 .................................................................... (10)2.2.2 动力系统设计 .................................................................... (11)2.3 运动方程的推导 ...................................................................... (11)2.4 本章小结 ...................................................................... (16)第3章六旋翼无人机硬件设计 (17)3.1 总体方案 ...................................................................... (17)3.1.1 无线通讯链路 .................................................................... .. (17)3.1.2 传感器系统 .................................................................... (18)3.1.3 执行器与数据保存 .................................................................... (18)3.2 传感器系统 ...................................................................... .. (19)3.2.1 姿态传感器 .................................................................... (19)3.2.2 高度传感器 .................................................................... (19)3.2.3 位置传感器 .................................................................... (20)3.3 飞行控制硬件设计 ...................................................................... .. (20)3.3.1 主控制器选型 .................................................................... .. (20)3.3.2 电源、通讯接口设计 .................................................................... .. (21)3.3.3 数据存储设计 .................................................................... .. (21)VIII3.4 第 4 章4.1 4.2 哈尔滨工业大学本科毕业设计(论文)本章小结 (22)六旋翼无人机控制算法设计.................................. 23 总体控制结构 ................................................................. (23)姿态控制 ................................................................. (24)4.2.1 4.2.2 4.2.3 姿态传感器的减震与滤波 (24)姿态控制器结构 ............................................................. (28)转速分配策略 ............................................................. (28)4.3 高度控制 ................................................................. (31)4.3.1 4.3.2 4.3.3 超声传感器的滤波 (31)高度传感器与加速度计的融合算法 (34)高度控制器结构 ............................................................. (37)4.4 4.5 第 5 章5.1 位置控制 (37)本章小结 ................................................................. (38)六旋翼无人机飞控软件设计与飞行试验........................ 39 飞控软件设计 ................................................................. (39)5.1.1 5.1.2 5.1.3 飞控软件功能设计 (39)飞控软件总体架构 ............................................................. (40)实时性与可靠性设计 ............................................................. (40)5.2 飞行试验 ................................................................. (41)5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 悬停测试 (42)抗干扰能力测试 (43)信号跟踪实验 ............................................................. (43)高度控制实验 ............................................................. (44)视觉跟踪实验 ............................................................. (45)5.3 本章小结 ................................................................. (45)结 论.......................................................... 47 参考文献.......................................................... 48 哈尔滨工业大学本科毕业设计(论文)原创性声明 ....................... 51 致 谢.......................................................... 52 附 录 (53)IX第1章 绪 论1.1 论文研究的目的与意义近年来,在民用领域,无人机技术在救灾、航拍、农业、侦查等各个领域内取 得了广泛的关注与研究。

农用植保无人机说明书

农用植保无人机说明书

农用植保无人机说明书前言中国作为农业大国,18亿亩基本农田,每年需要大量的农业植保作业,我国每年农药中毒人数有10万之众,致死率约20%。

农药残留和污染造成的病死人数至今尚无官方统计,想必更是一个惊人数字。

植保无人机服务农业在日本、美国等发达国家得到了快速发展,在中国无人机的需求越来越明显。

《全国农业可持续发展规划》中明确的“一控二减三基本”方针,即严格控制农业用水总量,减少化肥、农药施用量,地膜、秸秆、畜禽粪便基本资源化利用。

力争到2020年,实现农作物化肥、农药使用量零增长。

在“一控二减”方面,无人机将发挥巨大作用。

采用无人机作业,可直接节约用水量90%,减少农药30%-50%。

农机化生产中的植保缺位不仅与当前农业生产的规模化发展趋势不相适应。

利用无人机开展施药技术的研究仍处于初级阶段。

⏹美国:农用航空作业占耕地面积近50%⏹日本:农用航空作业占总耕地面积的54%⏹世界:农业航空平均水平为17%⏹中国:农用航空作业占总耕地面积不足2%⏹山东神华机械制造有限公司 05 37:3151204综上所述,农用无人机有很大的发展空间,也需要更加规范的技术指导文件与之相适应。

1.无人机分类随着社会的进步,经济发展,无人机的使用越来越多了,应用也非常广,涉及多个领域。

无人机的应用已渗透到了社会中的各行各业。

按飞行平台分类:无人机按主要分为:固定翼无人机,单旋翼无人机、多旋翼无人机等。

按结构分类:1)微型飞行器 ------空机重量小于7千克的无人机2)轻型无人机------空机重量大于7千克,但小于等于116千克的无人机,且全马力平飞中,矫正空速小于100千米/小时(55海里/小时),升限小于3000米3)小型无人机 ------空机重量小于等于5,700千克的无人机,微型和轻型无人机除外4)大型无人机 ------空机重量大于5700千克的无人机按应用分类军警用:侦察打击、通信中继、信息对抗、空中预警专业应用:电力巡线、土地测绘、安防监控、农业植保、森林防火商业消费:航模表演、个人航拍、商用快递2.农用植保无人机简介农用植保无人机的定义,顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,该型无人飞机有飞行平台(固定翼、单旋翼、多旋翼)、GPS飞控、喷洒机构三部分组成,通过地面遥控或GPS飞控,来实现喷洒作业,可以喷洒药剂、种子、粉剂等。

浅析六旋翼农药喷洒无人机的结构设计

浅析六旋翼农药喷洒无人机的结构设计

浅析六旋翼农药喷洒无人机的结构设计作者:张恩奋来源:《中国科技博览》2018年第34期[摘要]针对农药喷洒问题,本文设计了一种六旋翼农药喷洒无人机,结合六旋翼农药喷洒无人机构造与原理,对无人机的结构设计问题展开了探讨,从而为关注这一话题的人们提供参考。

[关键词]六旋翼无人机;农药喷洒;结构设计中图分类号:U571 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)34-0274-01引言:在传统农业生产中,农药喷洒主要采用地面人工喷洒方式,不仅造成农药利用率较低,也容易给人员健康带来威胁。

而采用无人机进行农药喷洒,可以实现高空定点喷洒作业,满足现代农业发展需求。

在这类无人机中,六旋翼无人机拥有飞行灵活、成本低等优势。

因此,还应加强六旋翼农药喷洒无人机的结构设计研究,从而更好的进行农用无人机的推广。

1 六旋翼农药喷洒无人机构造与原理从构造上来看,六旋翼农药喷洒无人机由机体部分、控制部分与动力部分构成,各部分的功能不同,彼此间存在相互作用。

机体部分为机身骨架,可以实现对其他部分的固定和机械连接。

动力部分能够提供电力,包含电动机、电磁等结构,同时也能执行控制命令。

控制部分能够实现对无人机作业的控制,能够为运动部分提供精密的控制指令[1]。

六旋翼无人机包含六个位于同一平面的螺旋桨,各自利用长度不等的轴连接在机架固定板位置,以保证机架上半部分重心与中心重合,确保机身能够承受较大的负载。

所以从整体布局上来看,无人机为圆形对称结构,利用6个对称电机给旋翼提供动力。

在控制系统的集中控制下,各旋翼间的转速和旋转方向能够得到协调,从而共同为机身提供向上升力,并对机身的运动方向进行控制,达到平衡机身的目的。

在飞行过程中,如图1所示,三个电机顺时针旋转,另外三个逆时针旋转,以平衡旋翼给机身的反扭矩。

使电机同时增速旋转,可以使飞机向上运动。

在1、2转速减小,4、5转速增大,3、6转速不变情况下,能使飞行器向前方运动。

六旋翼物流无人机造型设计方案

六旋翼物流无人机造型设计方案

六旋翼物流无人机造型设计方案
六旋翼物流无人机的设计方案可以考虑以下几个方面:
1. 六旋翼结构:可以采用具有良好稳定性和操控性的六旋翼结构,以确保无人机在各种气象条件下都能平稳飞行。

2. 机身材质:选择轻量化的材质,如碳纤维复合材料,以提高无人机的载重能力和飞行效率。

3. 机身外观设计:可以采用流线型外观设计,减少飞行时的空气阻力,提高飞行速度和稳定性。

4. 机身尺寸:根据物流需求,设计合适尺寸的无人机,以容纳不同大小的货物。

5. 抗风能力:考虑到物流无人机需要在各种复杂气象条件下飞行,设计方案应考虑提高无人机的抗风能力,以保证飞行的稳定性和安全性。

6. 动力系统:选择高效的电动动力系统,以提供足够的动力和长飞行时间。

7. 载重系统:设计合理的载重系统,包括承载货物的舱室、固定装置和安全锁定装置,以保证货物在飞行过程中的安全性。

8. 操控系统:配置先进的操控系统,包括自动驾驶和遥控操控功能,以确保无人机可以安全地飞行和交付货物。

总之,六旋翼物流无人机的设计方案应兼顾飞行性能、载重能力、稳定性和安全性,以满足物流需求并提高无人机的工作效率。

六旋翼农药喷洒无人机的结构设计

六旋翼农药喷洒无人机的结构设计

六旋翼农药喷洒无人机的结构设计
顾文杰;贺勇;王成波;曹操;戈振扬
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2015(000)031
【摘要】设计了一种适合中小田块的六旋翼农药喷洒无人机.通过分析六旋翼无人机的工作原理,采用solidworks软件进行建模,确定机体中央仓、机臂折叠件和喷洒装置脚架安装结构,机臂整体实现上翘3°,以增强无人机抗风能力;喷洒装置与机体采用快装架安装,方便添加农药.所设计的六旋翼农药喷洒无人机飞行稳定,研究结果为多旋翼农药喷洒无人机的进一步优化设计提供了理论依据和技术参考.
【总页数】4页(P335-337,345)
【作者】顾文杰;贺勇;王成波;曹操;戈振扬
【作者单位】昆明理工大学现代农业工程学院,云南昆明650500;湖北省机电研究设计院股份公司,湖北武汉430000;昆明理工大学现代农业工程学院,云南昆明650500;湖北省机电研究设计院股份公司,湖北武汉430000;昆明理工大学现代农业工程学院,云南昆明650500
【正文语种】中文
【中图分类】S252+.3
【相关文献】
1.六旋翼无人机旋翼转动对测风准确性的影响研究 [J], 李正农; 胡昊辉
2.基于六旋翼无人机的农药喷洒控制研究 [J], 张金钱;周明涨
3.54所成功研制出四旋翼、六旋翼和系留无人机 [J],
4.CT300-60P油动六旋翼无人机(大壮) 辽宁壮龙无人机科技有限公司 [J],
5.六旋翼植保无人机旋翼折叠机构有限元分析及拓扑优化 [J], 任帅阳;高爱民;张勇;韩伟
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机械创新设计大赛飞行器说明书(参考样本)

机械创新设计大赛飞行器说明书(参考样本)

机械创新设计大赛飞行器说明书1. 引言本文档是机械创新设计大赛飞行器的说明书,旨在为参赛选手提供飞行器的设计概念和技术要求的参考。

2. 设计概念2.1 飞行器类型本次设计大赛的飞行器类型是多旋翼无人机。

多旋翼无人机以其灵活性和稳定性而受到广泛关注,可以应用于航空摄影、物流运输、农业植保等领域。

2.2 设计目标本设计的飞行器旨在实现以下目标:•高稳定性:飞行器在各种工况下能够保持平稳飞行。

•高操控性:飞行器可以快速响应操控指令,实现精确操控。

•高安全性:飞行器具备防护措施,避免碰撞及其他意外情况发生。

3. 技术要求3.1 机身设计飞行器的机身应具备以下要求:•材料:选用轻质高强度材料,如碳纤维复合材料。

•结构:采用模块化结构,方便维护和升级。

•设计:合理安排传感器、电池、控制板等组件的布局,以保证飞行器的稳定性和性能。

3.2 动力系统飞行器的动力系统应满足以下要求:•电池:选择高能密度的锂电池,以提供足够的电力。

•电机:选用高效、高转速、低噪音的无刷电机。

•螺旋桨:选择合适的螺旋桨,以实现稳定飞行和高效能。

3.3 控制系统飞行器的控制系统应具备以下要求:•飞控:采用先进的飞行控制器,具备稳定飞行和高精度定位的功能。

•传感器:配置合适的传感器,如陀螺仪、加速度计、GPS等,以实现准确的姿态控制和导航。

•遥控器:设计符合人机工程学的遥控器,方便操控飞行器。

3.4 安全系统飞行器的安全系统应具备以下要求:•防护罩:安装防护罩,避免碰撞时对人和物造成伤害。

•碰撞检测:配置碰撞传感器,及时探测并避免碰撞。

•紧急降落系统:在飞行器遇到故障或紧急情况时,能够进行自动降落。

4. 总结本文档详细介绍了机械创新设计大赛飞行器的设计概念和技术要求。

参赛选手在设计飞行器时,应注重稳定性、操控性和安全性,同时选择合适的材料和组件,以实现设计目标。

通过本次设计大赛,相信能够激发更多机械创新的灵感和创意,推动飞行器技术的发展。

六旋翼无人机系统

六旋翼无人机系统

六旋翼无人机系统技术文件一、产品名称:六旋翼无人机系统二、X-6是全新研制的六旋翼无人机系统,具有载重能力较强、续航时间理想、与X-8无人机相比,体积更小、重量较轻、目标特性小,使用更加快捷、机动灵活、操作使用及维修简便等特点,自成体系独立执行电力巡检任务,稳定度与性能相对x-8无人机稍有逊色。

简介:X-6 无人机是由专业无人机技术研发团队经过多年研究、测试,最新推出的一款全球同类产品载重量最大、可垂直起降、拥有多项专利的无人飞行系统。

1)选用自主驾驶设备,大大提高飞控稳定性。

2)可携带多种任务载荷。

3)可用于执行资料收集、测量、检测、侦查等多种空中任务,在电力巡检领域能发挥其高效、隐蔽性强的特点,能对目标物进行远距离监视。

产品特点:(1)飞行器具有遥控、自主飞行能力,可以实时修改飞行航路和任务设置;(2)测控与信息传输设备具有遥控、实时信息传输的功能,具有多机、多站兼容工作及一定的抗截获、抗干扰能力;(3)侦察任务设备能昼夜实时获取目标图像信息,具有手动、自动控制工作模式,可迅速发现、捕获、识别、跟踪目标;(4)飞行控制与信息处理站具有对飞行器进行遥控飞行和对机载任务设备进行操控的功能,具有飞行参数/航迹显示、航路规划和实时修改飞行计划、重新设置任务样式的能力;具有通过视频眼镜实现第一视角控制飞行的能力;具有接收标准视频信号、实时处理/存储图像、数据叠加等能力,具有目标定位和引导打击的能力,且能与上级指挥机关、情报处理中心和指挥系统相通连;(5)地面保障设备具有简易检测、维修与训练的能力,具有快速更换易损件、备用动力电池组和双模态充电的功能;(6)全系统外场展开迅速,具有车载大范围机动和携行能力。

机体结构技术参数:1.1无刷电机及电调系统技术参数:型号:V4010450KVKV:375槽数,极数::18N24P电机外径: Φ44.5mm电机长度:27.5mm出轴直径:3.17mm净重:105g 不含线重量: 125g (含长线重)22.2V空载电流: 1.2A @ 22.2V内阻: 71mΩ电调系统采用分立式设计,各元器件采用集成化设计,具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性高、性能好等优点。

六旋翼操作手册

六旋翼操作手册

六旋翼飞行器操作手册一、飞行前检查:在飞行前请务必检查各零部件是否完好,如发现部件老化或磨损,请勿飞行;务必检查各个部件的安装情况,特别市一下部件的安装失误容易造成意外:1、检查螺旋桨是否安装正确和稳固。

2、检查接收机连线、无刷电机和电调连接线是否稳固。

3、检查电池时候固定稳定,检查电量是否充足。

4、检查遥控器的各个通道的操作和电机的反应是否一致。

二、飞行操作:1、先将油门杆拉到最顶,打开遥控器电源开关,其次在接通飞行器电源。

2、等待一两分钟,待飞行器控制系统初始化,GPS进行搜星。

3、拨动遥控器通道5 ,来回3次,确定飞行器控制回到手动控制点。

4、轻推油门(切忌将油门杆瞬间推到很大),当所有电机都正常低俗运转后,轻推各操控摇杆以检查飞行器的动作和方向是否与操作一致。

5、检查完毕后,飞行器性能稳定,那么就可进行任务飞行。

三、任务飞行操作:添加谷歌地图:1、在地面站软件中,选择高级功能选项→生成谷歌地图坐标文件。

如下图所示:2、填写缩放值→点击创建,如下图:3、在安装目录C:\Program Files\Aerojeep\BrainyBEEGroundStation\data\Maps\AerialPhoto下,找到刚创建的文件google_map_sat.gri,用记事本打开。

用谷歌浏览器打开里边的地图连接(蓝色部分)→保存该地图.png 格式4、将该地图保存到C:\Program Files\Aerojeep\BrainyBEEGroundStation\data\Maps\AerialPhoto 目录下,将该图片命名为该点得经纬度坐标。

地图添加成功。

任务航点设置:1、首先进入草稿航线编辑,2、添加航线,进入航点编辑3、先设置一个参考的起飞点,高度大于飞机所处海拔高度,升速在2m/s左右,设置太大了在实际情况中不肯能实现。

水平速度设置为0m/s,然后计算飞行到指定高度所需要的时间,如果时间短的话,到了设置的时间飞行器将会直接进入航线。

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本科毕业设计题目:六旋翼农用无人机设计学院:工学院姓名:学号:专业:年级:指导教师:二零一四年五月摘要本次设计主题为“六旋翼农用无人机模型设计”,结合我国当前农业机械化发展现状,通过对命题的分析得到了更加清晰开阔的设计思路,设计作品具有系统性、实用性和创新性。

针对多旋翼农用无人机,本文确定了“六旋翼农用喷药、航拍功能无人机”的设计说明书,介绍了无人机的设计过程,主要通过概念性论述,经过对无人机结构研究、分析的整体把握,以结构、动力、控制三部分进行设计,并结合实际通过对多旋翼农用无人机设想进行结构改进、设计优化以提高设计的应用性,这种方法对类似产品的设计制造同样具有借鉴作用。

设计方案包括无人机整体机架、喷药机构等,并给出了CAD设计图、整体装配图PRO/E等内容,确保无人机结构简单、适用灵活、便于普及、成本低廉等。

关键词:六旋翼农用无人机模型;CAD;PRO/EAbstractThe design theme for the "six rotor UAV model design of agricultural", combining the current situation of agriculture mechanization development, through the analysis of the proposition of the design ideas more clearly open, design work is systematic, practical and innovative.For multi rotor agricultural UAV, the "design specification of six rotor agricultural spraying, aerial functional UAV", introduces the design process of UAV, mainly through the concept of exposition, according to the study, no machine structure analysis in whole, to structure, power, control three parts design, combined with the the actual rotor UAV based on agricultural ideas for optimization design of structure improvement, so as to improve the application of design, this method also has a good effect on the design and manufacture of similar products.Design includes the UAV the whole machine, spraying device, and gives the design drawings, the overall assembly drawing etc., ensure that the UAV has the advantages of simple structure, flexible application, convenient, low cost etc...Keywords: six rotor UAV model design of agricultural;CAD;PRO/E目录Abstract (2)目录 (3)一、绪论 (4)多旋翼农用无人机的发展简史 (4)多旋翼农用无人机的发展现状与展望 (5)二、六旋翼农用无人机的机体与喷施结构设计 (7)1、六旋翼农用无人机整体基本构造设计 (7)2、六旋翼农用无人机喷施设备的基本构造设计与工作原理 (8)3、六旋翼农用无人机的自平衡原理 (8)三、六旋翼农用无人机的动力系统与工作原理 (10)动力系统基本组成 (10)驱动电动机与电子调速器: (11)1、驱动电机参数的确定以及巡航时间的计算 (12)1.1 无人机电机的选择 (12)1.2 无人机的工作时间 (13)1.3 螺旋桨的设计 (14)1.4 螺旋升力的计算: (15)2、电调的使用 (15)3、PCB电子集合板、陀螺仪、摄像及遥控传感器设备应用 (16)四、六旋翼农用无人机的保养与保管 (21)参考文献 (22)致谢 (23)一、绪论随着社会生产力的进一步提高,农用航空飞机,是利用微型飞机和喷施设备进行农业作业的机械,它除了用来喷洒农药和化学除草剂、作物激素及脱叶剂等药液外,还可以进行观察农情等作业。

而多旋翼农用无人机,作为一种有动力、可控制、能携带完成农用任务的设备,近几年已倍受农业科技人员的青睐。

它没有驾驶舱,但安装了自驾仪、航拍摄像、飞行姿态控制等设备,以辅助无人机水平移动、垂直起降等方式运动,通过超低空飞行完成农用任务和降落,便于多次作业。

多旋翼农用无人机的发展简史多旋翼农用无人机是飞机的一种,其发展历史可以追溯到1903年,世界上第一架飞机的发明创造为其发展奠定基础。

而此后数十年间,该飞行设备分别在德国、美国、苏联等国的植保农业中广泛推广使用,截止1978年,全世界拥有航空植保飞机25000余架,近几年以每年递增约2000架的幅度上升。

同时,各国的农用飞机有60余种,其中定翼型飞机40多种、旋翼型(直升)飞机20多种,有数据显示世界上主要国家植保飞机数量和作业面积,如下(其中,1ha等于1公顷):表1 世界上主要国家植保飞机数量和作业面积(1990年统计)也相继出现,并迅速发展起来了。

如美国的“农猫式”航空植保飞机等,而1960年荷兰就成立了国际航空植保中心,进一步扩大了农用植保飞机的规模。

截止到上世纪80年代,世界上拥有航空植保飞机数量超过100架的国家就有近20个。

1953年,我国民航部门专门成立了专业航空植保机械业务,并在1957年成功制造第一架-5型航空植保飞机。

我国航空农用机械事业是在北方平原地带开展起来的,主要对小麦、棉花、水稻等作物进行航空植保。

随着社会主义建设事业的辉煌成就,农牧经济也得到了较快的发展,尤其是改革开放以来我国各项技术的突破性发展,关系到国计民生的农牧经济对航空植保的需要愈来愈迫切。

近几年,我国自行设计制造的蜜蜂2号、3号和蜻蜓5号等超轻型飞机相继试飞成功并投入生产。

根据近几年的实际生产状况,航空植保在农、林、牧各业中得到了广泛的推广使用,不但能够及时、准确、高质量完成植保作业任务,而且在一定程度上可以大幅度提高劳动生产率,降低生产成本,减少了农作物的损失。

然而,相对于我们地缘广袤的农业大国来说,国内航空植保飞机数量还是相对较少,而且大部分是通用型飞机,技术技能、经济性、实用性以及效率等都比较落后。

尤其是相对于南方多丘陵、山区地带,通用型飞机不能很好地推广使用,而微型多旋翼(直升)农用无人机更合适,并十分顺应当下农业劳动者减少的现状,达到提高工作效率的作用。

多旋翼农用无人机的发展现状与展望我国现有的超轻型飞机,代表有蜜蜂2、3号和蜻蜓5号等,这些是根据我国国情设计制造的新型航空植保飞机。

其中,这些型号的飞机结构简单、制造方便、耗费少、载重大,尤其是易于驾驶,加上维护简便,作为农用飞机是十分经济的。

目前,我国使用较多的定翼植保飞机是1957年设计投产的,在国内技术已经相当成熟,但是与国外的先进机型相比,差距相当大,在经济性、效率、飞行性上远远不够,尤其是爬升率和加速性能。

这些都是今后需要攻克的难关,所以本次六旋翼无人机是在传承国内先进技术的前提下,旨在进一步改善其性能,不仅要满足南方多丘陵、山区地带的农业作业,而且要满足当前农业劳动力下降的要求,提高一个人控制农用飞机作业的劳动效率与积极性。

目前,农用无人机在河南、山东、河北等地已经出现,较多的为四旋翼、八旋翼等微型无人机,相比于平原地带,类似江西、湖南等多丘陵、山区地带,本次设计的六旋翼农用无人机在性能与结构上更加适合个体户和大种植户的适用于推广。

1、具有良好的起飞、着落性能六旋翼农用无人机的作业现场都是农场、林场以及牧场,没有现成的飞机起飞降落场地。

而六旋翼农用无人机的机型较小,起飞的灵活性较好,更重要的是无人驾驶,所以其起飞、降落的场地可以是临时性小面积空地即可,也就是说,六旋翼农用无人机具有直升飞机降落特性、灵活性好。

2、噪音小、能见度较好六旋翼农用无人机是通过六个螺旋桨提供机械动力进行作业的,噪音相比于以往的蜜蜂型、蜻蜓型飞机十分小。

另外,在飞行器上已经安装有航拍设备,便于工作人员在地面监视工作现状,通过无线电子设备传输清晰的工作画面,利于达到对无人机的巡航操作。

3、操作性能好六旋翼农用无人机一次性连续作业可以达到近2小时,在具备直升机性能的条件下加上远程控制,其加速性能、爬升率较大,能够飞越电线、建筑物等障碍物;转弯灵敏,便于喷施作业并节约时间,同时,六旋翼农用无人机十分适合超低空作业飞行,其超低空控制性能也比较好,能够保证喷施任务的顺利完成,并不会伤害作物。

4、一次载重较大航空植保飞机的结构效率是飞机载重和起飞重量的百分比,而六旋翼农用无人机能够完成无人驾驶,在减少载荷的前提下一次性载重能够达到100kg,属于超轻型无人机,因此可以根据实际情况一次性作业可以多装一些农药。

5、能源清洁、污染小六旋翼农用无人机的能源来自蓄电池,电能作为一种清洁、无污染能源,尤其是作业时噪音小,不会影响周围人们的正常生活。

6、航行时间可再续由于六旋翼农用无人机的能量来源是蓄电池,所以设计中的蓄电池部件可以更换,因此在作业中,可以带上备用蓄电池,以达到巡航时间的可再续性,便于长作业时间。

7、安全性能较好、便于检查维护六旋翼农用无人机的结构比较简单,其中六个旋翼的坚固性能以及支架的合理结构,能够保证升降过程的安全性能;尤其是在其灵活的超低空飞行性能下,无人机的平稳降落、升起性能较好。

六旋翼农用无人机的大部分零件都可以到市场上购置,而结构也十分简单,便于拆装,利于对内部构件进行检查维修,同时损坏的物件也方便更换,不至于影响现场作业。

8、减轻劳动强度、经济实用,并易于推广基于当前农业劳动者的文明程度的提升,六旋翼农用无人机十分适合当代热衷于电子设备的青年人,并减轻他们的劳动强度;同时,六旋翼农用无人机的造价比较低廉,适于农业用户的购置实用。

诸如以上综合考虑,六旋翼农用无人机作为一种创新型农用设备十分适合当代社会发展现状,便于推广使用。

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