《無人機組裝與調試（微課版）》課件 項目五任務一無人直升機整體概述

無人機組裝與調試

項目五

無人直升機組裝調試

無人直升機整體概述01020304目錄CONTENTS無人直升機機體組裝無人直升機調試無人直升機飛行測試學習目標知識1.掌握無人直升機的定義及優(yōu)勢，了解無人直升機的應用；2.掌握無人直升機的基本結構；3.熟悉無人直升機自動傾斜器的工作原理；4.掌握無人直升機機體的組裝方法和步驟；5.熟悉無人直升機調試內容及步驟；6.熟悉無人直升機飛行測試內容和步驟。01知識1.能根據實物及照片分辨出常見無人直升機的硬件名稱；2.能根據要求完成無人直升機機體、伺服系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和飛行控制系統(tǒng)的組裝；3.能夠完成無人直升機的機械部分調試、遙控系統(tǒng)調試和飛行控制系統(tǒng)（陀螺儀）調試；4.能夠完成無人直升機飛行測試，并根據油門與螺距配合情況及時做出調整。技能素養(yǎng)1.培養(yǎng)學生自主學習的能力；2.培養(yǎng)學生吃苦耐勞敬業(yè)精神；3.培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力；4.培養(yǎng)學生將理論知識與實訓操作緊密融合在一起的能力。01無人直升機整體概述任務要點本任務介紹了無人直升機的定義、基本結構、自動傾斜器的工作原理等內容。通過理論學習，使學生在進行無人直升機的組裝與調試工作前，對無人直升機有一個整體認識。無人直升機的基本定義“單旋翼+尾槳”無人直升機無人直升機是指由無線電地面遙控飛行或自主控制飛行、可垂直起降的不載人飛行器，在構造形式上屬于旋翼飛行器，在功能上屬于垂直起降飛行器。無人直升機常采用是“單旋翼＋尾槳”式，主旋翼主要負責提供升力，尾槳則通過旋轉產生一個垂直于垂尾平面的力，這個力將會產生一個抵消主旋翼反轉扭矩的力矩，實現(xiàn)平衡?！皢涡恚矘睙o人直升機構造簡單，操縱靈便。無人直升機的優(yōu)勢有垂直起降、可懸停；良好的低空低速特性等。特點軍事方面，無人直升機可以對地攻擊、反潛攻艦、機降運輸、戰(zhàn)勤偵察等。民用方面，可以通用運輸、公安巡查、搶險救生、特種作業(yè)等。應用領域無人直升機的基本結構“單旋翼＋尾槳”無人直升機的結構由主旋翼、機身、尾槳、起落架、動力系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)等組成。無人直升機由旋翼提供升力和推進力進行飛行。無人機機體組件介紹1、主旋翼主旋翼是直升機最重要的操縱面，使用操縱系統(tǒng)控制旋翼拉力的大小和方向，實現(xiàn)對無人直升機的主要飛行操縱。直升機上可以有一個或兩個旋翼。通常用雙旋翼系統(tǒng)。（1）主旋翼是由槳葉和槳轂組成槳轂是各個槳葉安裝結合的部位，旋翼軸通過槳轂與槳葉相連。PART1槳轂12槳葉一般由2~8片組成，按材料構成可分為混合式槳葉、金屬槳葉和復合材料槳葉。目前大部分無人直升機使用兩葉槳。金屬槳葉比混合式槳葉氣動效率高，剛度好，加工簡單。由于生產工藝提升復合材料槳葉（玻纖維槳葉和碳纖維槳葉）而受歡迎。復合材料槳葉因其無人機機體組件介紹（2）旋翼的結構形式槳葉與槳轂的連接方式叫旋翼的結構形式，它隨著材料、工藝和旋翼理論的發(fā)展而發(fā)展，按照槳葉與槳轂連接的方式不同，主旋翼系統(tǒng)的結構形式可以分為全鉸接旋翼系統(tǒng)、半剛體旋翼系統(tǒng)、剛體旋翼系統(tǒng)和無軸承旋翼系統(tǒng)四種。全鉸接旋翼系統(tǒng)包含三個或者更多個旋翼槳葉。旋翼槳葉可以獨立的做揮舞、周期變距、擺振三種運動。1優(yōu)點：槳轂構造簡單，去掉了擺振鉸和減擺器，槳葉只傳遞拉力及旋翼力矩，萬向接頭架負荷比較小題。缺點：操縱功效和角速度阻尼比較小，穩(wěn)定性較差。220世紀60年代末及70年代初剛體（無絞式）旋翼系統(tǒng)進入了實用階段。該系統(tǒng)中槳葉不可以做揮舞和擺振動作，但是可以變距。3無軸承旋翼系統(tǒng)就是取消了揮舞絞、擺振鉸和變距鉸的旋翼系統(tǒng)，槳葉的揮舞、擺振和變距運動都以槳葉根部的柔性元件來完成。4全鉸接旋翼系統(tǒng)半剛體旋翼系統(tǒng)剛體旋翼系統(tǒng)無軸承旋翼系統(tǒng)無人機機體組件介紹（2）旋翼的結構形式主旋翼系統(tǒng)的結構形式可以分為全鉸接旋翼系統(tǒng)、半剛體旋翼系統(tǒng)、剛體旋翼系統(tǒng)和無軸承旋翼系統(tǒng)四種。全鉸接旋翼系統(tǒng)無軸承旋翼系統(tǒng)(美國RAH-66科曼奇)半剛體旋翼系統(tǒng)無人機機體組件介紹2、機身3、尾槳大多數無人直升機都是單旋翼直升機，需要配置尾槳來平衡主旋翼的反轉力矩。尾槳的全稱為抗扭螺旋。PART1尾槳機身是用來支持和固定直升機部件、系統(tǒng)，是直升機的重要部件。為了滿足直升機的技術要求，可在機身裝載各種所需設備。復合材料槳葉因其尾翼可以抵消，無人直升機上升時旋翼產生的反向力矩，使機體保持平衡狀態(tài)。尾翼還可以改變還可以通過改變拉力的大小操縱航向。尾槳一般安裝在尾梁后部或垂尾上，分為推式尾槳和拉式尾槳，推式尾槳依靠推力可使機體擺正，拉式尾槳依靠拉力可使機體擺正。低置尾槳有助于減輕結構重量并且還有助于減小傳動系統(tǒng)的復雜性，但尾槳處在旋翼尾流之中，容易受到氣動干擾，同時尾槳過低會增加觸地的風險。高置尾槳有利于提高尾槳效率，但結構復雜，會產生一定的側傾力矩。無人機機體組件介紹4、起落架直升機起落架的主要作用是吸收著陸接地能量，減少著陸時機體受到的撞擊過載，地面停放時支撐機體重量。此外，起落架還有保證直升機具有地面滑行能力，減小滑行時地面撞擊與顛簸，抗墜毀與防止地面共振的作用?；潦狡鹇浼茏畛Ｒ姷钠鹇浼苁腔潦降模m合在不同類型的表面上起降。一些滑橇式起落架安裝了減震器用來減少著陸沖擊和震動傳遞到主旋翼。12直升機也可以安裝浮筒式起落架進行水上作業(yè)，或者安裝滑雪板式起落架用來降落在雪地或者柔軟的地面上。浮筒式起落架機輪是另外一種形式的起落架，可以是三點式（前三點式和后三點式）或四點式配置。通常為了方便直升機在地面上滑行，機頭或者機尾的機輪設計成可自由旋轉。3無人機機體組件介紹5、動力系統(tǒng)無人直升機動力系統(tǒng)的作用是將動力源產生的動力傳遞給主旋翼和尾槳，主旋翼產生的旋轉扭矩與尾槳產生的旋轉扭矩相互抵消，使無人直升機在飛行過程中保持平衡狀態(tài)。無人直升機的動力系統(tǒng)通常包括動力源、主減速器、尾減速器、中間減速器和傳動軸。無人直升機動力系統(tǒng)結構無人機機體組件介紹5、動力系統(tǒng)無人直升機的動力系統(tǒng)通常包括動力源、主減速器、尾減速器、中間減速器和傳動軸。動力源01主減速器02傳動軸03中間減速器04尾減速器05無刷電機、活塞式發(fā)動機、渦輪軸發(fā)動機。主減速器是無人直升機中最重要同時也是最大、最復雜的部件。主減速器的輸入軸與發(fā)動機的輸出軸相連，輸出軸連接固定旋翼軸。傳動軸根據用途可以分為主軸、中間傳動軸和尾部傳動軸等。動力輸入軸連接發(fā)動機與主減速器，主減速器通過尾部傳動軸向尾槳傳遞功率。傳動軸之間采用聯(lián)軸器或者離合器連接。降低尾槳的轉速，安裝在無人直升機的主減速器與尾減速器之間，夾角取決于尾傳動軸轉折要求。尾減速器的作用是將中間減速器輸出的高轉速、小扭矩轉換成低轉速、大扭矩傳遞給尾槳的部件。尾減速器的輸入端與尾傳動軸連接，輸出端與尾槳軸連接。無人機機體組件介紹6、操縱系統(tǒng)無人直升機操縱就是控制直升機的姿態(tài)運動和軌跡運動。無人直升機運動包括姿態(tài)運動和軌跡運動。姿態(tài)運動指繞無人機機體軸的三個角運動，軌跡運動指無人直升機質心在空間中的運動軌跡。無人直升機動力系統(tǒng)結構（1）飛行操縱系統(tǒng)及其功能飛行操縱系統(tǒng)根據測量元件測量當前直升機的飛行姿態(tài)和運動軌跡，反饋給中央處理器，分析判斷目標值和當前測量值之間的差異，輸出信號給執(zhí)行機構，控制飛行姿態(tài)和運動軌跡，使無人直升機按照當前預定軌跡運動。無人機機體組件介紹6、操縱系統(tǒng)基本功能：（2）自動傾斜器的結構自動傾斜器是指無人直升機改變旋翼傾斜方向和槳葉傾角的專用裝置，通過自動傾斜器實現(xiàn)對直升機飛行狀態(tài)的操縱。目前絕大多數微型和輕型無人直升機采用自動傾斜器對旋翼進行控制。321自動駕駛功能。如姿態(tài)保持、航向保持、高度保持等；改善直升機操縱性、穩(wěn)定性（飛行品質）功能；能夠實現(xiàn)航跡控制、自動導航、自動著陸、垂直升降、自動懸停、自動過渡飛行等功能。無人機機體組件介紹（2）自動傾斜器的結構自動傾斜器主要由不旋轉環(huán)（內環(huán)）、旋轉環(huán)（外環(huán)）、球形套筒、導筒等組成。自動傾斜器結構球形套筒安裝在主旋翼軸上，總距操縱桿安裝在球形套筒上，舵機帶動總距操縱桿上下移動，使球形套筒沿主旋翼軸上下滑動。套筒的球面上套有一個不旋轉環(huán)（內環(huán)），和周期變距操縱桿相連，不旋轉環(huán)在周期變距操縱桿的作用下可沿球形套筒任何一方向傾斜。旋轉環(huán)是外環(huán)部分，通過滾動軸承與不旋轉環(huán)（內環(huán)）相連，拉桿一端安裝在旋轉環(huán)（外環(huán)）上，另一端與槳葉連接，同槳葉一起旋轉。安裝過程:組成:無人機機體組件介紹總距操縱桿總距操縱桿用于控制無人直升機垂直運動。總距操縱桿上移，滑筒沿著導筒上滑，此時外環(huán)和內環(huán)上移，即十字盤整體上