基本信息
- 項目名稱：
- 模塊化多功能無人機
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本模塊化多功能無人機在于提供一種多功能無人機，將無人機整體優(yōu)化為模塊形式，以降低維護難度及使用成本，并使其具有多元化任務(wù)能力。
- 詳細介紹：
- 本模塊化多功能無人機，在機艙內(nèi)部設(shè)有至少一個或一個以上的模塊艙，所述模塊艙為封閉艙體，機艙艙壁由所述模塊艙頂部外殼或底部外殼構(gòu)成；在無人機的主體框架的機艙部主體框架上設(shè)有卡接件，模塊艙通過卡接件卡接固定在機艙部主體框架上，在每個模塊艙內(nèi)安裝有單獨功能的小型設(shè)備。本實用新型基于模塊化設(shè)計理念，將無人機的各功能及功能結(jié)構(gòu)進行了分解，從而實現(xiàn)了一機多能，具有強大的多任務(wù)能力，簡便的快速維修操作等優(yōu)點。在日常進行維修檢測時，只用對各任務(wù)模塊進行獨立檢測，省去了整機排查的麻煩。同時，本模塊化多功能無人機若在飛行及返場過程中受損，只需更換掉受損模塊即可快速修復，繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 本作品設(shè)計、發(fā)明的目的： 無人機是一種由無線電遙控設(shè)備或自身程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器。當代無人機普遍存在任務(wù)能力單一，造價昂貴，維護使用成本高等不足。設(shè)計本機，旨在提供一種新型的具有執(zhí)行多種任務(wù)能力，造價低廉，使用及維護方便的無人機。 基本思路： 綜合考量各方面，提出本機設(shè)計思路： 1、由于在完成飛行任務(wù)過程中，可能遇到無法預知氣象因素影響，本機需要具有良好的飛行安定性。 2、由于起飛場地的不確定性，本機的起降距離都應(yīng)盡可能短并應(yīng)具有良好的機動性。為此，本機氣動布局選用較常規(guī)布局在機動性方面更具優(yōu)勢的鴨式布局，從而獲得良好的機動性以滿足上述設(shè)計要求。 3、為實現(xiàn)本機無人化控制，本機需選用一套無線電遙控設(shè)備，或根據(jù)需要為本機添加GPS自航設(shè)備。 4、為便于維護和滿足多任務(wù)全天候使用的需要，本機引入先進的模塊化設(shè)計理念，對整機的結(jié)構(gòu)及功能進行了模塊化設(shè)計以滿足快速維修、快速更換機載設(shè)備和完成多重任務(wù)的要求。 本機的主要創(chuàng)新點為： 在設(shè)計本機時，對整機對結(jié)構(gòu)及功能進行了整體性的模塊化設(shè)計。 技術(shù)關(guān)鍵： 設(shè)計本機具有較好的飛行屬性，對本機進行模塊化設(shè)計的同時保證各模塊功能及結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一、協(xié)調(diào)。 主要技術(shù)指標：翼展：4200mm 最大起飛重量：8000g 滑跑距離：≤ 21m 常規(guī)最大航時：60min 追加長航模塊后最大航時：120min 動力：40cc內(nèi)燃機 由于遙控設(shè)備限制， 可操控飛行半徑：≤1.5km 可操控升限：800m
科學性、先進性
- 目前大多數(shù)無人機都是集成化設(shè)計的，常常由于個別零部件的故障造成整機功能的喪失，也給檢修及故障診斷帶來較大困難，經(jīng)常出現(xiàn)由于個別結(jié)構(gòu)部件的損壞而導致整機報廢的情況，運行和維護成本極高，這一因素使得無 人機在民用領(lǐng)域的普及和應(yīng)用受到了相當?shù)淖璧K。 本無人模型機采用了模塊化設(shè)計思想，對整機結(jié)構(gòu)及功能進行了模塊劃分并進行了對應(yīng)模塊化設(shè)計。根據(jù)任務(wù)的不同，可組合不同的模塊，實現(xiàn)了任務(wù)能力的多元化。日常維護時，只需對各功能模塊進行獨立檢測，避免了整機排查的麻煩。同時，若在飛行及返場過程中受損，只需更換受損模塊即可使整機功能快速恢復，繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。 該機較現(xiàn)有基于集成化設(shè)計的無人機具有更強大的多任務(wù)能力，實現(xiàn)了一機多用并具備良好的可維修性。在使用效率，維護成本等方面具有較突出的優(yōu)點。 主要參考文獻： 《相似論》 作者:張光鑒 《模型飛機空氣動力學》 作者：馬丁.西蒙斯 《模型飛機的構(gòu)造原理與制作工藝》 編者：李仁達 等
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 模型驗證階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 模型、圖紙、圖片
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明： 本模塊化多功能無人機。在機艙內(nèi)部設(shè)有至少一個或一個以上的模塊艙，所述模塊艙為封閉艙體，機艙艙壁由所述模塊艙頂部外殼或底部外殼構(gòu)成；在無人機的主體框架的機艙部主體框架上設(shè)有卡接件，模塊艙通過卡接件卡接固定在機艙部主體框架上，在每個模塊艙內(nèi)安裝有單獨功能的小型設(shè)備。 由于本機采用模塊化設(shè)計，具有任務(wù)能力多元化，使用維護簡單化等特點，所以適用層面很廣。如，部隊可使用本機托靶，進行防空射擊訓練，也可使用本機作為進程無人偵查機。并且無人機的民用價值也很高，它可廣泛并用于邊境監(jiān)視、地面和海洋運輸監(jiān)督、森林火情偵察和森林采伐巡查、氣象監(jiān)察、人工降雨、大地測量、海岸巡邏、水災(zāi)監(jiān)視、交通協(xié)管、土地資源勘探、場區(qū)監(jiān)控、城市環(huán)境檢測等多個民用領(lǐng)域。尤其本機由模塊化設(shè)計而獲得的強大的多任務(wù)能力，使得本機可以實現(xiàn)一機多用，所以市場前景將十分廣闊。
同類課題研究水平概述
- 經(jīng)過大量網(wǎng)絡(luò)檢索后發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)只有西安某公司在生產(chǎn)實用的專業(yè)電動無人機。該型無人機使用鋰電池，可飛行30分鐘左右，飛行高度在500米以下，機載設(shè)備為CCD攝像機和無線電發(fā)射機。與之相比，本機在續(xù)航能力、升限、任務(wù)多元化方面均有較大優(yōu)勢。也有部分單位通過將市售航模改裝成為無人機使用的，但常常由于航模器材的空間及載重局限等原因，無法滿足使用需求，且改裝難度較大。 另外，目前大多數(shù)無人機主要是針對單一任務(wù)進行專門研制，很難做到一機多用。如果需要執(zhí)行其它任務(wù)而偏離它的設(shè)計初衷或?qū)ζ溥M行升級，則要進行整體改造。往往需要返回制造工廠由專業(yè)人員進行施工。通常會因此導致任務(wù)的延期或造成設(shè)備的利用率低下。如美國最具代表的捕食者無人機，原本是作為無人偵察機使用的，在海灣戰(zhàn)爭時為使其具備遠程遙控攻擊能力，專門返廠進行了數(shù)月的改造以加入火控系統(tǒng)等才從新返回戰(zhàn)場。 而本機由于對其整體進行了模塊化設(shè)計，將主體功能分解，降低了各系統(tǒng)的耦合性。從而，為了替換某個模塊以執(zhí)行不同任務(wù)或進行升級，達到任務(wù)質(zhì)量或效率的提升，就不需改變整個結(jié)構(gòu)，只需要更改相應(yīng)的模塊，工作量和使用成本都將會明顯減少。
