基本信息
- 項目名稱：
- 云臺可三軸精確定向的無人直升機系統(tǒng)
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 云臺可三軸精確定向的無人直升機系統(tǒng)項目秉承設計、制造、飛行簡單可靠，最終成果實用性強、性能優(yōu)異的理念；所研制的直升機平臺在云臺可三軸精確定向、系統(tǒng)減震、復合材料輕強化設計等方面，都具有較好的創(chuàng)新性。該飛機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，實際上是一種可便攜的空中機器人系統(tǒng)，飛行結果表明，研究成果在航拍、航攝以及空中監(jiān)測與跟蹤方面有較廣泛的應用前景。
- 詳細介紹：
- 小型無人直升機作為一種理想的無人飛行器，被廣泛應用到了許多領域：從軍用角度有著輕巧、靈活、易于隱藏、難以捕捉、機動性強等優(yōu)點，從商用角度可以從事危險的高空作業(yè)，航拍航攝，搭接線路，測試，捕捉高空實驗數(shù)據(jù)等。 目前的小型無人航拍直升機多配置下掛式云臺或前置兩軸云臺，本項目組為了解決這類云臺震動大、不穩(wěn)定的問題，大膽提出設計三軸式精確定向的云臺。在云臺系統(tǒng)上安裝3個陀螺，分別控制俯仰、橫側、航向，保證飛機在晃動，俯沖等任何飛行狀態(tài)下，都能保證云臺系統(tǒng)水平穩(wěn)定。此外，懸浮式發(fā)動機架及云臺的柔性裝配方式也將發(fā)動機震動的影響降到最低。 為了便于在地面隨時監(jiān)控飛機在的拍攝情況，本項目組設計制作基于1.2GHZ無線圖像傳輸系統(tǒng)的高集成度地面站。此套監(jiān)控臺在一個保護箱內(nèi)集成了所有的電子設備，能完成云臺的控制，視頻拍攝的實時監(jiān)控與錄制等任務。 由于航拍所處環(huán)境的多樣性和復雜性，本項目組采用油動和電動兩種動力系統(tǒng)。并均為其配備了能完成水上起降的浮筒，其中油動動力系統(tǒng)適用于長航時拍攝，電動動力系統(tǒng)適用于高原等惡劣環(huán)境拍攝。 油動直升機，電動直升機，地面監(jiān)控臺三者形成了一套完整的航拍系統(tǒng)。能夠在各種復雜惡劣的環(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，達到了預期的設計目的。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目前的小型無人航拍直升機多配置下掛式云臺或前置兩軸云臺，本項目組為了解決這類云臺震動大、不穩(wěn)定的問題，大膽提出設計三軸式精確定向的云臺。 創(chuàng)新點如下 1三軸可精確定向云臺 2懸浮式發(fā)動機架，可將發(fā)動機震動的影響降到最低。 3設計制作基于1.2GHZ無線圖像傳輸系統(tǒng)的高集成度地面站。 4采用油動和電動兩種動力系統(tǒng)，以便適應各種惡劣環(huán)境。 5為其配備了能完成水上起降的浮筒，適應各種沼澤，濕地的起降。 6復合材料使用率達到了80%，既保證了機體強度又控制了重量。 主要技術指標 油動參數(shù) 電動參數(shù) 總長度 2250mm 2250MM 最大起飛重量16KG 20KG 旋翼直徑 1780mm 1780mm 云臺直徑 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 空機重量 5.8Kg 7.4KG 有效載荷 10.2kg 14.6kg 發(fā)動機功率3.3HP 3500W
科學性、先進性
- 科學性與先進性 1現(xiàn)有云臺都為兩軸增穩(wěn)，無法做到全穩(wěn)定，我們的是三軸可精確定向云臺，可以使拍攝出來的圖像始終保持水平。 2普通飛機發(fā)動機都為硬連接，機匣直接與機身固定，產(chǎn)生的高頻振動會影響畫面質量，懸浮式發(fā)動機架，可將發(fā)動機震動的影響降到最低。 3設計制作基于1.2GHZ無線圖像傳輸系統(tǒng)的高集成度地面站。 4采用油動和電動兩種動力系統(tǒng)，以便適應各種惡劣環(huán)境，油動可以作為長航時，電動不會受到高海拔氣候影響。 5普通飛機無法完成水上起飛著陸，該項目為其專門設計了能完成水上起降的浮筒，適應各種沼澤，濕地的起降。 6在研制時，首先用電腦建模，然后制作木質實體樣機，最后使用碳纖維制造實機，跟真飛機研制過程相同，節(jié)約了成本，保證了研發(fā)周期。 7復合材料使用率達到了80%，既保證了機體強度又控制了重量。
獲獎情況及鑒定結果
- 2010年4月在高校舉辦的科技競賽上獲得 一等獎
作品所處階段
- 目前可以進行商業(yè)航拍任務飛行，已經(jīng)為中央電視臺cctv-10進行過一次試拍，并取得滿意效果。
技術轉讓方式
- 該作品的技術轉讓方有工程圖紙，技術說明，材料工藝說明，使用說明書，操作流程，技術數(shù)據(jù)，專利等。
作品可展示的形式
- 作品可展示形式為： 實物 、視頻、照片、數(shù)字樣機、現(xiàn)場試飛等。
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 技術特點 1 大膽提出設計三軸式精確定向的云臺。在云臺系統(tǒng)上安裝3個陀螺，分別控制俯仰、橫側、航向，保證飛機在晃動，俯沖等任何飛行狀態(tài)下，都能保證云臺系統(tǒng)水平穩(wěn)定 2懸浮式發(fā)動機架及云臺的柔性裝配方式也將發(fā)動機震動的影響降到最低。 3設計制作基于1.2GHZ無線圖像傳輸系統(tǒng)的高集成度地面站。 4采用油動和電動兩種動力系統(tǒng)。并均為其配備了能完成水上起降的浮筒，其中油動動力系統(tǒng)適用于長航時拍攝，電動動力系統(tǒng)適用于高原等惡劣環(huán)境拍攝。 前景分析 近些年來，由于計算機技術和新興材料科學的發(fā)展、無人機的性能得到了極大的提高。無人機被廣泛應用于戰(zhàn)術情報收集、電子對抗、海上救援、火炮目標測定等任務之中，取得了顯著的戰(zhàn)績。小型無人直升機同樣有著垂直起降、懸停、巡航以及快速轉變航向等特性，使得它成為一種理想的無人飛行器，并被廣泛應用到了許多領域。但縱觀國內(nèi)外，此類飛行器還處于初級階段，但需求量很多，很多任務需要無人旋翼平臺來完成，所以該項目有著廣泛的市場前景。
同類課題研究水平概述
- 隨著科技的進步，小型無人直升機的發(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階段，但需求量很多，很多任務需要無人旋翼平臺來完成，其關鍵技術有很多，尤其是航拍航攝與目標識別。目前國內(nèi)的小型無人直升機普遍存在1、小型無人直升機震動大 2、飛機功重比小 3、圖像傳輸與采集過程復雜 4、飛行平穩(wěn)性低，云臺系統(tǒng)調節(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的在技術上有很多的先進性但仍然存在一些缺陷。在比利時的FLYCAM公司目前也在研制該類型飛機，已經(jīng)投入使用，并在業(yè)界取得良好聲譽，但該公司的飛機為2軸云臺，載重能力也沒有該項目飛機載荷大。
