無(wú)人機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)課件：無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的機(jī)體結(jié)構(gòu)

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的機(jī)體結(jié)構(gòu)

目錄/CONTENTS§2無(wú)人機(jī)機(jī)體功能§3無(wú)人機(jī)機(jī)體材料§1無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的組成§1無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的組成無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的組成無(wú)人機(jī)無(wú)人駕駛飛行器（UnmannedAerialVehicle，UAV）的簡(jiǎn)稱主要利用無(wú)線電設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的飛行器無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的組成無(wú)人機(jī)組成：飛機(jī)機(jī)體、飛控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、發(fā)射回收系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等§2無(wú)人機(jī)機(jī)體功能無(wú)人機(jī)機(jī)體功能固定翼航空器平臺(tái)定義：由動(dòng)力裝置產(chǎn)生前進(jìn)的推力或拉力，由機(jī)體上固定的機(jī)翼產(chǎn)生升力，在大氣層內(nèi)飛行的重于空氣的航空器結(jié)構(gòu)：機(jī)翼、機(jī)身、尾翼和起落架等控制舵面：副翼、升降舵、方向舵、襟翼等無(wú)人機(jī)機(jī)體功能固定翼航空器平臺(tái)通過伺服機(jī)構(gòu)改變各控制舵面位置及動(dòng)力裝置輸出量，產(chǎn)生相應(yīng)的控制力，使飛行器改變高度速度并進(jìn)行轉(zhuǎn)彎、爬升、俯沖、橫滾、筋斗等機(jī)動(dòng)固定翼平臺(tái)結(jié)構(gòu)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能固定翼航空器平臺(tái)機(jī)體機(jī)身、機(jī)翼、尾翼機(jī)身裝載飛行控制系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)及任務(wù)系統(tǒng)等機(jī)載設(shè)備，形成完整的飛行平臺(tái)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能固定翼航空器平臺(tái)機(jī)翼維持飛機(jī)穩(wěn)定性和操縱性中扮演重要角色可操縱翼面：副翼、襟翼、前緣襟翼、前緣縫翼用于安裝發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架及其輪艙、油箱無(wú)人機(jī)機(jī)體功能固定翼航空器平臺(tái)副翼：機(jī)翼后緣外側(cè)的活動(dòng)部分，左右機(jī)翼對(duì)稱安裝，通過舵機(jī)控制，可上下偏轉(zhuǎn)襟翼：機(jī)翼后緣內(nèi)側(cè)，一種增升裝置，改善飛機(jī)的起降性能固定翼機(jī)尾結(jié)構(gòu)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能固定翼航空器平臺(tái)尾翼：包括水平尾翼和垂直尾翼，控制飛機(jī)的俯仰和方向平衡，減輕飛機(jī)重量，提高氣動(dòng)性能固定翼機(jī)尾結(jié)構(gòu)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能固定翼航空器平臺(tái)起落裝置功能：支持飛機(jī)在地面停放，用于飛機(jī)的起飛和降落最常用的起降裝置：起落架根據(jù)起落架的不同安裝方式分類：前三點(diǎn)、后三點(diǎn)、滑橇式無(wú)人機(jī)機(jī)體功能固定翼航空器平臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)動(dòng)力裝置的核心功能：1.克服與空氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)使飛機(jī)前進(jìn)2.為飛機(jī)上的用電設(shè)備提供電力，為用氣設(shè)備提供氣源無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)旋翼平臺(tái)：旋翼航空器平臺(tái)（Rotarywingaircraft）一種重于空氣的航空器，飛行升力由一個(gè)或多個(gè)旋翼與空氣進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的反作用獲得與固定翼航空器為相對(duì)的關(guān)系現(xiàn)代旋翼航空器通常包括：直升機(jī)、旋翼機(jī)、變模態(tài)旋翼機(jī)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)直升機(jī)由一個(gè)或多個(gè)水平旋轉(zhuǎn)的旋翼提供升力和推進(jìn)力進(jìn)行飛行的航空器優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、不需要發(fā)射系統(tǒng)、可垂直起降與自由懸停、飛行靈活無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)直升機(jī)升力來自“旋翼”，依靠自身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生與空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在旋翼提供升力同時(shí)，機(jī)身產(chǎn)生反扭距而具有向反方向旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)克服反作用扭矩的方法：尾槳在機(jī)身尾部產(chǎn)生抵消反向運(yùn)動(dòng)的力矩?zé)o人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)無(wú)人直升機(jī)按結(jié)構(gòu)形式分類：?jiǎn)涡韼矘?、共軸雙旋翼式、特異式單旋翼直升機(jī)：目前應(yīng)用最為廣泛的直升機(jī)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟、維修方便、操縱靈便單旋翼帶尾槳式無(wú)人直升機(jī)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)無(wú)人直升機(jī)共軸雙旋翼式的優(yōu)點(diǎn)：可省去尾槳及其傳動(dòng)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)較為緊湊共軸雙旋翼式無(wú)人直升機(jī)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)四軸（多軸）飛行器結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的飛行器，操控最簡(jiǎn)單四旋翼無(wú)人機(jī)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)四軸（多軸）飛行器機(jī)身大多數(shù)設(shè)備的安裝位置，多旋翼無(wú)人機(jī)的主體，也成為機(jī)架根據(jù)機(jī)臂個(gè)數(shù)分類：三旋翼、四旋翼、六旋翼、八旋翼、十六旋翼、十八旋翼、四軸八旋翼等為保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和重量，一般采用碳纖維材質(zhì)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)四軸（多軸）飛行器起落架多旋翼無(wú)人機(jī)唯一和地面接觸的部位作為整個(gè)機(jī)身在起飛和降落時(shí)候的緩沖，保護(hù)機(jī)載設(shè)備強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)牢固，和機(jī)身保持可靠的連接，能承受一定的沖力無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)四軸（多軸）飛行器云臺(tái)安裝、固定攝像機(jī)的支撐設(shè)備分類：固定云臺(tái)、電動(dòng)云臺(tái)固定云臺(tái)：適用于監(jiān)視范圍不大的情況電動(dòng)云臺(tái)：適用于對(duì)大范圍進(jìn)行掃描監(jiān)視無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)自轉(zhuǎn)旋翼（簡(jiǎn)稱旋翼機(jī)或自旋翼機(jī)）僅依靠前進(jìn)時(shí)的相對(duì)氣流吹動(dòng)旋翼自轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、安全性較好應(yīng)用：通用航空或運(yùn)動(dòng)類飛行自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)自轉(zhuǎn)旋翼基本組成：機(jī)身，動(dòng)力系統(tǒng)，旋翼系統(tǒng)，尾翼、起落架機(jī)身：為其他部件提供安裝結(jié)構(gòu)動(dòng)力系統(tǒng)：提供旋翼機(jī)向前飛行推力，飛行時(shí)和旋翼系統(tǒng)獨(dú)立無(wú)關(guān)無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)自轉(zhuǎn)旋翼旋翼系統(tǒng)：為自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)提供必須的升力和控制能力尾翼：提供穩(wěn)定性和俯仰、偏航控制起落裝置：提供航空器起飛、著陸和地面停放使用，吸收著陸沖擊能量，減少?zèng)_擊載荷，改善滑行性能無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)自轉(zhuǎn)旋翼起落架兩個(gè)起落架主要起落架位于重心附近的機(jī)身兩側(cè)，起主要的支撐作用無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)自轉(zhuǎn)旋翼起落架一個(gè)起落架在機(jī)頭或機(jī)尾：1.若在機(jī)尾，則稱為后三點(diǎn)式，較適合在粗糙路面上進(jìn)行2.若在機(jī)頭，則稱為前三點(diǎn)式，為大多數(shù)自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)所采用，前輪可通過方向舵控制偏轉(zhuǎn)，以便地面滑行時(shí)靈活轉(zhuǎn)彎無(wú)人機(jī)機(jī)體功能旋翼航空器平臺(tái)自轉(zhuǎn)旋翼起落架輪式起落架：一般設(shè)有減震裝置，能吸收大部分著陸能量，可以在硬性路面進(jìn)行滑行起飛和降落§3無(wú)人機(jī)機(jī)體材料無(wú)人機(jī)機(jī)體材料無(wú)人飛行器平臺(tái)根據(jù)使用領(lǐng)域及尺度大小，釆用不同的生產(chǎn)加工工藝與材料碳纖維無(wú)人機(jī)無(wú)人機(jī)機(jī)體材料塑膠模具注消費(fèi)類多旋翼尺度較小、需要大批量生產(chǎn)且材料成本也得有效控制，多釆用塑膠模具注塑成型批產(chǎn)開模具前，使用CNC或3D打印方式，制造樣機(jī)以供測(cè)試和調(diào)整“精靈”無(wú)人機(jī)無(wú)人機(jī)機(jī)體材料纖板材CNC切割組裝多用于高端大型無(wú)人機(jī)中碳纖維復(fù)合材料具有輕質(zhì)、髙比強(qiáng)度比模量等特性，將碳纖維增強(qiáng)材料良好的力學(xué)性能和樹脂基體材料的特性有機(jī)的結(jié)合在一起無(wú)人機(jī)機(jī)體材料碳纖板材CNC切割組裝穿越機(jī)：使用碳纖板材、管材經(jīng)雕刻和切割，再機(jī)械組裝工作流程：使用2維或3維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)使用CNC銑出機(jī)架及云臺(tái)的板材切割出支臂需要的管材，輔以部分通用的塑膠件用螺栓連接的方式組合在一起無(wú)人機(jī)機(jī)體材料碳纖板材CNC切割組裝多用于全重2~25kg之間的多旋翼零件組裝方便隨時(shí)修改設(shè)計(jì)和局部修復(fù)結(jié)構(gòu)碳纖板材無(wú)人機(jī)框架無(wú)人機(jī)機(jī)體材料復(fù)合材料模具基于對(duì)氣動(dòng)和空機(jī)重量的要求，多用于大尺度的多旋翼飛行平臺(tái)，例如專用植保機(jī)、軍用靶標(biāo)多旋翼等可較方便的加工出具有復(fù)雜曲面并且重最