無遮擋航拍四旋翼飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真研究.pdf

1、四旋翼飛行器由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在航拍領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)四旋翼飛行器由于結(jié)構(gòu)布局的局限性，常出現(xiàn)“鏡頭遮蔽”現(xiàn)象，難以滿足要求較高的航拍任務(wù)。因此，對(duì)無遮擋航拍四旋翼飛行器的研究顯得尤為迫切。
　　本文以四旋翼飛行器為研究對(duì)象并針對(duì)其在航拍領(lǐng)域普遍存在的“鏡頭遮蔽”現(xiàn)象，對(duì)四旋翼飛行器進(jìn)行設(shè)計(jì)和改良。首先根據(jù)四旋翼飛行器實(shí)現(xiàn)的功能以及飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)對(duì)所設(shè)計(jì)的四旋翼飛行器初始參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得出

2、相應(yīng)的起飛重量和推重比。且通過對(duì)傳統(tǒng)布局的分析，得到兩種新型布局有利于實(shí)現(xiàn)無遮擋航拍，并對(duì)這兩種布局方案進(jìn)行分析比較，確定了異型結(jié)構(gòu)布局（視野角度大于180度）應(yīng)用于航拍領(lǐng)域的巨大優(yōu)勢(shì)。其次，應(yīng)用Auto-CAD、Pro/E軟件對(duì)此種結(jié)構(gòu)布局的四旋翼飛行器進(jìn)行初步建模，并利用Workbench軟件對(duì)初始模型通過參數(shù)預(yù)選、計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等步驟進(jìn)行改良設(shè)計(jì)。通過將中心板替換成中心管，板材鏤空等方式，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)及其輕量化設(shè)計(jì)。最后，利用有

3、限元軟件對(duì)模型的振動(dòng)及力學(xué)特性進(jìn)行建模仿真研究。對(duì)模型進(jìn)行模態(tài)分析，得到模型的固有頻率和陣型，將計(jì)算的激振頻率與所得固有頻率比較，得出激振頻率在共振頻率范圍之外;對(duì)模型進(jìn)行力學(xué)分析，進(jìn)行安全裕度校核，得出其安全裕度大于零，結(jié)構(gòu)可靠。同時(shí)，為了解決航拍飛行器便于攜帶的特殊需求，文中對(duì)四旋翼飛行器進(jìn)行了橫向折疊設(shè)計(jì)，相比于常用的的傘式折疊，其攜帶體積顯著降低。
　　最終，對(duì)所設(shè)計(jì)的四旋翼飛行器進(jìn)行樣機(jī)構(gòu)建和試飛并與其它航拍無人機(jī)比較，