多旋翼無人機(jī)的機(jī)架設(shè)計(jì)的選材和布局分析
時(shí)間: 2020-10-21 15:28:03
今天我們來一起學(xué)習(xí)關(guān)于多旋翼機(jī)架的相關(guān)知識(shí)。機(jī)架需要承載無人機(jī)的全部設(shè)備，包括飛行控制器、電調(diào)、電機(jī)、螺旋槳、遙控器接收機(jī)、電池、電源、云臺(tái)等等。因此機(jī)架設(shè)計(jì)的好壞直接影響到整個(gè)無人機(jī)的性能與安全。我們就來看看無人機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì)中的相關(guān)內(nèi)容：一、選材機(jī)架最重要的一個(gè)參數(shù)就是其自身的重量，為了克服機(jī)身的自重，機(jī)架需要要被設(shè)計(jì)的盡可能的輕。因?yàn)闄C(jī)身重量越小，就意為著飛機(jī)的載重越大，所以在對(duì)機(jī)身的材料選擇上也需要謹(jǐn)慎考慮。常見的機(jī)身材料有塑料和碳纖維。 1.塑料機(jī)架：塑料的密度較小，重量較輕，但強(qiáng)度和剛度不大，制作比較容易，多個(gè)機(jī)身部件在組裝時(shí)通常采用螺絲固定，在槳高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)可能會(huì)使得螺絲變的松動(dòng)，從而導(dǎo)致機(jī)身的軸臂有脫落的危險(xiǎn)。而隨著3D打印技術(shù)的成熟，使用3D打印機(jī)一次性將機(jī)架打印出來，即節(jié)省了螺絲釘?shù)闹亓坑直苊饬溯S臂松動(dòng)的危險(xiǎn)。2.碳纖維機(jī)架：采用碳纖維材料來做為無人機(jī)的機(jī)架也是比較常用的選擇。碳纖維的密度低，強(qiáng)度和剛度都很高，非常適合做為無人機(jī)的機(jī)架材料。但碳纖維的加工比較困難，需要對(duì)整個(gè)碳纖維板做切割，打孔，并與起落架等其它部件連接固定，相對(duì)來說比較困難。但由于其強(qiáng)度和剛度都較大，所以在飛機(jī)飛行過程中會(huì)有減振效果，使飛行更加更加穩(wěn)定。因此，塑料材質(zhì)的機(jī)架價(jià)格低廉，更適合普通無人機(jī)和航模愛好者，而碳纖維材質(zhì)的機(jī)架更多時(shí)候被用于商業(yè)或工業(yè)級(jí)無人機(jī)的設(shè)計(jì)當(dāng)中。二、布局常見的多旋翼布局有三旋翼、四旋翼、六旋翼和八旋翼、當(dāng)然也有一些比較的奇怪的布局，例如五旋翼，在開源飛行控制程序（以后簡(jiǎn)稱飛控程序或飛控）中通常分為兩大類，X型和I型，也就是我們常說的叉型布局和十字型布局。而對(duì)于不同的布局有下面的簡(jiǎn)稱：三、軸距軸距是多旋翼無人機(jī)中非常重要的一個(gè)參數(shù)，通常被定義為電機(jī)軸心軸圍成 的外科外接圓周的直徑，單位毫米mm，對(duì)稱多旋翼無人機(jī)中軸距即為對(duì)角線上的兩個(gè)電機(jī)軸心的距離，軸距的大小確定了螺旋槳的尺寸上限，從而限定了螺旋槳能產(chǎn)生的最大拉力，也就是直接影響到無人機(jī)的載重能力，四、起落架通常在多旋翼機(jī)的底部都會(huì)裝有起落架，起落架的作用是使得機(jī)身與地面之間有一個(gè)安全距離，使飛機(jī)在離地面不遠(yuǎn)處起飛或降落時(shí)由于不穩(wěn)定因素所造成的機(jī)身傾斜而不至于使螺旋槳與地面發(fā)生碰撞。另外在起落架使得螺旋槳與地面之間有足夠的空間，飛機(jī)起飛和降落時(shí)，可以有效減小氣流與地面產(chǎn)生的氣流干擾。當(dāng)然，起落架的安裝加大了飛機(jī)自身的重量，也就減小了飛機(jī)的載重。五：涵道在螺旋槳一講中我們已經(jīng)介紹了關(guān)于的作用，涵道可以在保護(hù)槳葉的同時(shí)也保證人的安全，還可以提高飛行的拉力效率和減少噪聲。帶有涵道的多旋翼的拉力由兩部分組成 ：螺旋槳本身產(chǎn)生的拉力和涵道產(chǎn)生的附加拉力。根據(jù)伯努力原理，涵道內(nèi)側(cè)由于有螺旋槳的高速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)氣流快速下降，涵道外側(cè)氣流流動(dòng)緩慢，所以涵道外側(cè)氣壓會(huì)大于內(nèi)側(cè)氣壓，于是空氣會(huì)產(chǎn)生一部分向上的拉力。也就是會(huì)提高飛機(jī)的動(dòng)力。但是從機(jī)架設(shè)計(jì)上講，我們?nèi)绻黾恿怂膫€(gè)涵道，也就是增加飛機(jī)自身的質(zhì)量，飛機(jī)需要克服飛機(jī)自重需要的拉力就更大，因此是否一定使用涵道，或是涵道的的材料如何選擇也就需要我們仔細(xì)斟酌。公司簡(jiǎn)介中科智航是一家以無人機(jī)研發(fā),生產(chǎn),銷售,服務(wù),培訓(xùn)于一體的高科技企業(yè)，公司始終秉承“誠(chéng)信贏得市場(chǎng)，服務(wù)鑄造品牌”的經(jīng)營(yíng)理念,為公安、消防,電力,水利,環(huán)保等行業(yè)客戶提供無人機(jī)產(chǎn)品以及航測(cè),航拍,巡檢等無人機(jī)技術(shù)服務(wù).我們擁有專業(yè)的無人機(jī)航測(cè),無人巡檢技術(shù)隊(duì)伍,無人機(jī)航測(cè)可廣泛應(yīng)用于國(guó)家重大工程建設(shè),新農(nóng)村和小城鎮(zhèn)建設(shè)等方面,尤其在基礎(chǔ)測(cè)繪,應(yīng)急救災(zāi)數(shù)據(jù)獲取等方面具有廣闊前景。無人機(jī)巡檢技術(shù)可應(yīng)用于對(duì)通信基站的巡查；河流污染源排查；高速公路的巡視；城市違章建筑取證等，我們已經(jīng)累計(jì)服務(wù)了省內(nèi)外100余家企事業(yè)單位并建立了長(zhǎng)期合作的關(guān)系,在無人機(jī)培訓(xùn)領(lǐng)域,我們與20余所大中專院校達(dá)成了校企合作共建無人機(jī)專業(yè)的合作模式，通過培養(yǎng)無人機(jī)相關(guān)高科技人才,不斷創(chuàng)新滿足各行業(yè)對(duì)無人機(jī)應(yīng)用的需求。中科智航始終致力于為客戶提供最佳的無人機(jī)產(chǎn)品及技術(shù)解決方案，期待與您的合作。咨詢電話：15143446624