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无人机的设计原理是什么?
来源:www.ddht01.com 发布时间:2019年12月20日

无人机的设计原理是什么?

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一个好的工业设计师必须是一个优秀的结构设计师。如上所述,无人机的工业设计与整体建模有关,而建模设计与外部结构的布局有关,因此与无人机的外部结构组成有关。在设计的初期,大家可以根据设计理念和设计技巧来进行天马星空的设计。本文运用发散思想,阐述了无人机的应用,功能和结构。

a.功能

该功能是无人机与用户之间的基本关系。使用无人机时,用户可以从产品功能中获得满意的体验。无人机的功能设计体现了该产品的实用性,在实用设计原则的基础上,考虑了无人机的创新性和艺术性原则。功能是无人机工业设计的核心。

b.结构

在无人机的结构中有四旋,六旋和八旋。无论无人机的大小如何,它基本上都包括:中心板,臂,飞行控制,电动调节,接收器,高度计,数字无线电,GPSIMU,举升装置和动力装置等。对于工业应用,是通常配备PTZ,图像传输,避障装置,VR设备,任务负载等。无人机的结构与产品的功能要求有关,设计必须基于产品定位和市场定位。

c.用途

近年来,随着无人机技术的飞速发展,应用场景越来越多。在军事方面,无人机分为侦察机和目标机,用于完成战场侦察与监视,定位与射击,伤害评估,电子战等;在民用方面,如边境巡逻,物流运输,航空摄影,航空勘探,灾害监测,交通巡逻等,在工业设计中,大家需要考虑无人机的具体应用场景,并结合工业特点设计应用程序。

无人机是由哪些结构组成的。

1GPS

大家每当到一个地方,首先要确定自己的位置,无人机也不例外。它配备有一项大家经常使用的设备,GPS

对于GPS,大家并不陌生。它由三部分构成:一是地面控制部分,由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成;二是空间部分,由24颗卫星组成,分布在6个轨道平面;三是用户装置部分,由GPS接收机和卫星天线组成。

因此,无人机身上需要安装的就是用户装置部分。

2、陀螺仪

陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。

陀螺仪的原理就是,一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时,是不会改变的。人们根据这个道理,用它来保持方向,制造出来的东西就叫做陀螺仪。陀螺仪在工作时要给它一个力,使它快速旋转起来,一般能达到每分钟几十万转,可以工作很长时间。然后用多种方法读取轴所指示的方向,并自动将数据信号传给控制系统。

陀螺仪被广泛用于航空、航天和航海领域。这是由于它的两个基本特性:一为定轴性(inertia or rigidity),另一是进动性(precession),这两种特性都是建立在角动量守恒的原则下。根据需要,陀螺仪器能提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度等信号,以便驾驶员或用自动导航仪来控制飞机、舰船或航天飞机等飞行体按一定的航线飞行,而在导弹、卫星运载器或空间探测火箭等飞行体的制导中,则直接利用这些信号完成飞行体的姿态控制和轨道控制。

3、加速度传感器

一般而言,为了让无人机飞得更稳,只有陀螺仪是不够的,还需要加速度传感器的配合。究其原因,这是由每种传感器自身的局限性所决定的。

陀螺仪输出的是角速度,要通过积分才能获得角度,但是即使在零输入状态时,陀螺仪仍是有输出的,它的输出是白噪声和慢变随机函数的叠加,受此影响,在积分的过程中,必然会引进累计误差,积分时间越长,误差就越大。这时候,便需要加速度传感器的加入,利用加速度传感器来对陀螺仪进行校正。

由于加速度传感器可以利用力的分解原理,通过重力加速度在不同轴向上的分量来判断倾角。同时,它没有积分误差,所以加速度传感器在相对静止的条件下,可以有效校正陀螺仪的误差。但在运动状态下,加速度传感器输出的可信度就要下降,因为它测量的是重力和外力的合力。

目前,无人机在应用中的较常见算法,就是利用互补滤波,即结合加速度传感器和陀螺仪的输出,来算出角度变化。

4、红外线测距装置

5、电机

的各个“翅膀”在同一高度,在支架端的电机提供动力。

GPS、陀螺仪、加速度计、感应器、视觉感应系统和红外线测距装置等则被放在支架中间。

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