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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 云臺(tái)可三軸精確定向的無人直升機(jī)系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 云臺(tái)可三軸精確定向的無人直升機(jī)系統(tǒng)項(xiàng)目秉承設(shè)計(jì)、制造、飛行簡(jiǎn)單可靠，最終成果實(shí)用性強(qiáng)、性能優(yōu)異的理念；所研制的直升機(jī)平臺(tái)在云臺(tái)可三軸精確定向、系統(tǒng)減震、復(fù)合材料輕強(qiáng)化設(shè)計(jì)等方面，都具有較好的創(chuàng)新性。該飛機(jī)是由上下行無線輿鏈路、微波、控制器、地面監(jiān)視裝置等組成，實(shí)際上是一種可便攜的空中機(jī)器人系統(tǒng)，飛行結(jié)果表明，研究成果在航拍、航攝以及空中監(jiān)測(cè)與跟蹤方面有較廣泛的應(yīng)用前景。
- 詳細(xì)介紹：
- 小型無人直升機(jī)作為一種理想的無人飛行器，被廣泛應(yīng)用到了許多領(lǐng)域：從軍用角度有著輕巧、靈活、易于隱藏、難以捕捉、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，從商用角度可以從事危險(xiǎn)的高空作業(yè)，航拍航攝，搭接線路，測(cè)試，捕捉高空實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。 目前的小型無人航拍直升機(jī)多配置下掛式云臺(tái)或前置兩軸云臺(tái)，本項(xiàng)目組為了解決這類云臺(tái)震動(dòng)大、不穩(wěn)定的問題，大膽提出設(shè)計(jì)三軸式精確定向的云臺(tái)。在云臺(tái)系統(tǒng)上安裝3個(gè)陀螺，分別控制俯仰、橫側(cè)、航向，保證飛機(jī)在晃動(dòng)，俯沖等任何飛行狀態(tài)下，都能保證云臺(tái)系統(tǒng)水平穩(wěn)定。此外，懸浮式發(fā)動(dòng)機(jī)架及云臺(tái)的柔性裝配方式也將發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)的影響降到最低。 為了便于在地面隨時(shí)監(jiān)控飛機(jī)在的拍攝情況，本項(xiàng)目組設(shè)計(jì)制作基于1.2GHZ無線圖像傳輸系統(tǒng)的高集成度地面站。此套監(jiān)控臺(tái)在一個(gè)保護(hù)箱內(nèi)集成了所有的電子設(shè)備，能完成云臺(tái)的控制，視頻拍攝的實(shí)時(shí)監(jiān)控與錄制等任務(wù)。 由于航拍所處環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性，本項(xiàng)目組采用油動(dòng)和電動(dòng)兩種動(dòng)力系統(tǒng)。并均為其配備了能完成水上起降的浮筒，其中油動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)適用于長(zhǎng)航時(shí)拍攝，電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)適用于高原等惡劣環(huán)境拍攝。 油動(dòng)直升機(jī)，電動(dòng)直升機(jī)，地面監(jiān)控臺(tái)三者形成了一套完整的航拍系統(tǒng)。能夠在各種復(fù)雜惡劣的環(huán)境中正常工作。到目前為止該系統(tǒng)已經(jīng)成功完成了多次航拍任務(wù)，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目前的小型無人航拍直升機(jī)多配置下掛式云臺(tái)或前置兩軸云臺(tái)，本項(xiàng)目組為了解決這類云臺(tái)震動(dòng)大、不穩(wěn)定的問題，大膽提出設(shè)計(jì)三軸式精確定向的云臺(tái)。 創(chuàng)新點(diǎn)如下 1三軸可精確定向云臺(tái) 2懸浮式發(fā)動(dòng)機(jī)架，可將發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)的影響降到最低。 3設(shè)計(jì)制作基于1.2GHZ無線圖像傳輸系統(tǒng)的高集成度地面站。 4采用油動(dòng)和電動(dòng)兩種動(dòng)力系統(tǒng)，以便適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。 5為其配備了能完成水上起降的浮筒，適應(yīng)各種沼澤，濕地的起降。 6復(fù)合材料使用率達(dá)到了80%，既保證了機(jī)體強(qiáng)度又控制了重量。 主要技術(shù)指標(biāo) 油動(dòng)參數(shù) 電動(dòng)參數(shù) 總長(zhǎng)度 2250mm 2250MM 最大起飛重量16KG 20KG 旋翼直徑 1780mm 1780mm 云臺(tái)直徑 330mm 330MM 尾槳直徑 300MM 300mm 槳盤面積 2.05㎡ 2.05㎡ 槳盤載荷 7.8㎡/kg 9.7㎡/kg 空機(jī)重量 5.8Kg 7.4KG 有效載荷 10.2kg 14.6kg 發(fā)動(dòng)機(jī)功率3.3HP 3500W
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性與先進(jìn)性 1現(xiàn)有云臺(tái)都為兩軸增穩(wěn)，無法做到全穩(wěn)定，我們的是三軸可精確定向云臺(tái)，可以使拍攝出來的圖像始終保持水平。 2普通飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)都為硬連接，機(jī)匣直接與機(jī)身固定，產(chǎn)生的高頻振動(dòng)會(huì)影響畫面質(zhì)量，懸浮式發(fā)動(dòng)機(jī)架，可將發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)的影響降到最低。 3設(shè)計(jì)制作基于1.2GHZ無線圖像傳輸系統(tǒng)的高集成度地面站。 4采用油動(dòng)和電動(dòng)兩種動(dòng)力系統(tǒng)，以便適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，油動(dòng)可以作為長(zhǎng)航時(shí)，電動(dòng)不會(huì)受到高海拔氣候影響。 5普通飛機(jī)無法完成水上起飛著陸，該項(xiàng)目為其專門設(shè)計(jì)了能完成水上起降的浮筒，適應(yīng)各種沼澤，濕地的起降。 6在研制時(shí)，首先用電腦建模，然后制作木質(zhì)實(shí)體樣機(jī)，最后使用碳纖維制造實(shí)機(jī)，跟真飛機(jī)研制過程相同，節(jié)約了成本，保證了研發(fā)周期。 7復(fù)合材料使用率達(dá)到了80%，既保證了機(jī)體強(qiáng)度又控制了重量。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年4月在高校舉辦的科技競(jìng)賽上獲得 一等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 目前可以進(jìn)行商業(yè)航拍任務(wù)飛行，已經(jīng)為中央電視臺(tái)cctv-10進(jìn)行過一次試拍，并取得滿意效果。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 該作品的技術(shù)轉(zhuǎn)讓方有工程圖紙，技術(shù)說明，材料工藝說明，使用說明書，操作流程，技術(shù)數(shù)據(jù)，專利等。
作品可展示的形式
- 作品可展示形式為： 實(shí)物 、視頻、照片、數(shù)字樣機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)試飛等。
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn) 1 大膽提出設(shè)計(jì)三軸式精確定向的云臺(tái)。在云臺(tái)系統(tǒng)上安裝3個(gè)陀螺，分別控制俯仰、橫側(cè)、航向，保證飛機(jī)在晃動(dòng)，俯沖等任何飛行狀態(tài)下，都能保證云臺(tái)系統(tǒng)水平穩(wěn)定 2懸浮式發(fā)動(dòng)機(jī)架及云臺(tái)的柔性裝配方式也將發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)的影響降到最低。 3設(shè)計(jì)制作基于1.2GHZ無線圖像傳輸系統(tǒng)的高集成度地面站。 4采用油動(dòng)和電動(dòng)兩種動(dòng)力系統(tǒng)。并均為其配備了能完成水上起降的浮筒，其中油動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)適用于長(zhǎng)航時(shí)拍攝，電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)適用于高原等惡劣環(huán)境拍攝。 前景分析 近些年來，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和新興材料科學(xué)的發(fā)展、無人機(jī)的性能得到了極大的提高。無人機(jī)被廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)術(shù)情報(bào)收集、電子對(duì)抗、海上救援、火炮目標(biāo)測(cè)定等任務(wù)之中，取得了顯著的戰(zhàn)績(jī)。小型無人直升機(jī)同樣有著垂直起降、懸停、巡航以及快速轉(zhuǎn)變航向等特性，使得它成為一種理想的無人飛行器，并被廣泛應(yīng)用到了許多領(lǐng)域。但縱觀國內(nèi)外，此類飛行器還處于初級(jí)階段，但需求量很多，很多任務(wù)需要無人旋翼平臺(tái)來完成，所以該項(xiàng)目有著廣泛的市場(chǎng)前景。
同類課題研究水平概述
- 隨著科技的進(jìn)步，小型無人直升機(jī)的發(fā)展被重視了起來，功重比，穩(wěn)定性，安全性，靈活性不斷提高，但縱觀國內(nèi)外，此類飛行器還處于初級(jí)階段，但需求量很多，很多任務(wù)需要無人旋翼平臺(tái)來完成，其關(guān)鍵技術(shù)有很多，尤其是航拍航攝與目標(biāo)識(shí)別。目前國內(nèi)的小型無人直升機(jī)普遍存在1、小型無人直升機(jī)震動(dòng)大 2、飛機(jī)功重比小 3、圖像傳輸與采集過程復(fù)雜 4、飛行平穩(wěn)性低，云臺(tái)系統(tǒng)調(diào)節(jié)不靈活 5、抗損壞能力低 等不足。相比之下國外的小型無人直升機(jī)的在技術(shù)上有很多的先進(jìn)性但仍然存在一些缺陷。在比利時(shí)的FLYCAM公司目前也在研制該類型飛機(jī)，已經(jīng)投入使用，并在業(yè)界取得良好聲譽(yù)，但該公司的飛機(jī)為2軸云臺(tái)，載重能力也沒有該項(xiàng)目飛機(jī)載荷大。
