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折叠多旋翼无人机平台

作者:昆明鼎华信息科技有限公司 发布日期:2016-03-31 14:58:40

作品名称:折叠多旋翼无人机平台

 者:孟凡博  施磊

指导老师:刘泓滨

所属院校:昆明理工大学  机电工程学院

市面上已有成熟高端机型具有零件众多、结构过于复杂、过于笨重、生产成本过高等问题。而一些价格低廉的低端机型又存在载重能力低,稳定性差,适用范围受限等问题。为了解决此类问题,本设计主要致力于更加轻便的可折叠式低成本无人机载机,以提高携带性能和载重量,降低使用难度,促进无人机的推广。

本作品的功能模块:

1)控制模块:采用ardupilot mega开源硬件开发平台来做我们的软件开发和后续的工作。此软件硬件平台以ATmega2560作为控制核心,搭载了MPU6050HMC5883lBMP180等惯性元件作为惯性传感器,以作为后续姿态解算的基础。

2)折叠机架部分,利用三维软件进行建模仿真,应力分析,然后通过特殊的快速成型技术,做出实体。

3)信息传输模块包括图像传输和数据传输,工作人员在电脑前就可以查看大量实时信息。

4)减震仪器平台可放置多种设备,使无人机平台执行更多任务。

本作品采用的主要技术:

(1)采用ardupilot mega开源硬件开发平台来做我们的软件开发和后续的工作。此软件硬件平台以ATmega2560作为控制核心,搭载了MPU6050HMC5883lBMP180等惯性元件作为惯性传感器,以作为后续姿态解算的基础。

(2)系统采用先进的数字通讯技术,实现了三个部分的信息传输和远程控制。

(3)系统还采用无线视频遥控技术,操作人员通过无线视频和模拟遥控模块实现远距离的操作。

本系统的特点:

(1) 目前若多旋翼无人机突发失控现象,载机实验仪器将受到严重损坏,为解决此问题,根据关键部位,设计了缓冲气囊,当载机失控时,快速充气,在落地时,可降低对机器设备的损伤程度。

2)现有多旋翼载机多采用注塑,玻璃纤维等密度较大材料使载机自重增大、减小载重等问题,设计采用ABS工程塑料加工主体零件,通过内芯网状加工和表面加厚处理,使同体积的零件更加轻便,以达到减自重增载重的目的。

(3) 现有商品化的机型结构复杂,零部件过多等。本研究作品在三维建模设计时就尽量采用对称式设计,使不同位置零部件的结构相同,从而减少工作人员备件数量,达到节约成本的目的。

(4) 大型多旋翼载机主要采用伞式折叠,这样可以最大程度提高便携性,但市场上的伞式折叠多采用数控铣出的合金蝴蝶扣,这种部件有着结构复杂,自重大、成本高等特点。为解决此问题,本研究作品通过简单的铰链机构、以最少的零件实现可靠的机臂折叠机构,降低维护成本,减小自重。

(5) 相对其他多旋翼载机装配的固定式起落架,本作品采用蜗轮蜗杆控制可收放式脚架,在空中为机载设备提供更广的探测视角。

(6) 在图像传输方面,根据频率和使用要求,利用馈线和铜丝制作出三叶全向天线,替换1.2GHz的圆柱天线,以解决1.2GHz信号在穿越障碍时,图像稳定性差的缺点。

(7) 多旋翼载机通常被工作人员安装多种仪器来执行多种任务,本研究产品接合多种仪器的外观特点,设计了含有多种安装孔的上板,使载机对仪器兼容性更好,提高产品空间利用率。

技术指标:

1、机臂可伞式折叠;

2、脚架可折叠;

3、轴距650mm

4、适合2208-2800350kv-1200kv无刷电机;

5、适用离聚合物电池,放电>25c,电压>11.8v

6、自重2.5kg

7、最大拉力67.8N

8、最高飞行高度≥500m

9、续航半径≥2km

10、最长续航时间≥16min

11、4s内开启自救缓冲气囊

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