双旋翼无人机理论研究的缘起

近年来，* * *轴双旋翼无人机在军事和民用领域得到了广泛应用。与常规无人机相比，* *轴双旋翼无人机具有承载能力强、悬停效率高、续航时间长、结构紧凑等优点，具有广阔的应用前景。但从目前国内外的研究成果来看，大部分* * *轴无人机整体尺寸和重量较大，便携性较差。因此，有必要研究设计一种小型* * *轴双旋翼无人机。本文研究了一种小型* * *轴双旋翼无人机的总体结构和布局，旨在设计一种便于携带的小型* * *轴双旋翼无人机。具体研究内容如下:(1)制定了小型* * *轴双旋翼无人机的设计流程和技术指标；通过对三种控制方案的对比分析，确定了双电机差动控制方案。进而设计了无人机总体方案，将其分为六个子系统，明确了各子系统的功能需求，完成了无人机总体布局设计。(2)建立旋翼载荷模型，确定其最大总距和转速；采用CFD(计算流体力学)方法对不同转子间距下的载荷进行模拟分析，确定最佳转子间距。转子和整机所需的功率用积分法确定。完成了转子系统的结构设计和主要部件的强度校核。(3)对机械手进行了功能分析、模块划分和结构设计，并建立了其运动学模型。完成了下机械手的尺寸优化和工作空间分析。结果表明，所设计的机械手能够满足其工作空间运动的要求。(4)完成了无人机各子系统的结构设计，并对重要部件进行了强度校核。基于ADAMS软件，对操纵机构的运动和力学特性进行了仿真分析。完成了无人机的虚拟样机模型。(5)完成了小型* * *轴双旋翼无人机的样机，并基于样机建立了其飞行动力学方程，对动力学方程进行了求解，为今后无人机飞行控制系统的设计做了准备。