多旋翼模型无人机造型设计(3)
图1-2 垂直位置控制
图1-3 俯仰/滚动姿态控制
图1-4 偏航姿态控制
下面简要的介绍一下四旋翼飞行器的工作原理。从图1-2 可以看出，同时增大或减小四个螺旋桨的速度可以产生垂直的动作；从图1-3 可以看出，保持对角线上一组螺旋桨速度不变，与此同时另外一组螺旋桨一个速度增大，一个速度减小就会产生俯仰和滚动的姿态；偏航姿态的产生可以从图1-4 看出，它来自于两组螺旋桨阻力矩的差异。具体分析如表1-2 所示。
表1-2 螺旋桨速度控制表
1.5 市场背景
四旋翼无人机凭借它结构简单，飞行稳定且精度高，抗干扰能力强等优点被运用到很多领域。其中主要有政府机构，科研机构，媒体机构，企业机构和个人应用等。政府机构主要把四旋翼无人机运用在警务应用，火场指挥，抢险救灾和交通管理等四个方面。媒体机构在新闻媒体和航空摄影等方面也会经常性的使用四旋翼无人机。在科研领域，例如在地址调查，环境评估，空中考古和野生动物摄影等领域四旋翼无人机也会被利用到。一些企业机构也会利用四旋翼无人机进行管线巡检和房地产管理等工作。还有一些飞行器爱好者也会在闲暇的时候来遥控四旋翼无人机，利用它的摄影功能来拍摄一些在高空的场景。
1.6 1.7 课题的现实意义
本次设计旨在对多旋翼无人机进行创新造型设计。
对学生而言，通过这一课题使学生的知识综合应用能力、理论联系实际的研究能力、沟通交流的能力、系统地解决问题和实际动手的创造能力得到一定提高。有效地覆盖了本专业学习期间的教育重点，全面地锻炼并检验学生的设计能力。同时，在课题完成过程中，掌握到相关产品的设计研究方法，学习撰写专业论文报告。
对社会效用而言，本次设计为四旋翼无人机提供创新性的外观和合理的结构设计。在充分了解该类产品的工作原理、内部结构及使用场合后，在其外型和结构上做进一步改良，使其方便用户携带且能够在不同的环境下使用，满足用户相应的情感化需求，从而在不同的市场细分中更大化地发挥其功用。
2 研究过程和理论依据
2.1 设计过程与要解决的问题
2.1.1 制定时间表
项目时间表的制定能够明确设计内容及设计环节，使产品设计的过程条理清晰，合理的时间规划使设计能够有秩序地进行，在相应时间节点完成必需的设计项目能够保证设计最终以较高的完整度完成。如图2.1所示为该毕业设计课题的时间规划表。
上图为一架未安装完成的四旋翼无人机图片，由这张图我们可以清楚的看见四旋翼无人机的大致组成部分。部件1为四旋翼无人机电机，由它来带动旋翼转动；部件2为中央控制芯片，用于接受遥控装置发来的信号并把信号传送给各个电机；部件3为被包裹起来的电源；部件4为四旋翼无人机主体机身，用来支撑整个四旋翼无人机；部件5为起落架；部件6没有出现在图中，它是旋翼；部件7为遥控装置，用来控制无人机的飞行状态。
该类产品的使用方法是，使用者通过远程遥控装置发送信号给中央控制芯片，芯片再传输信号给各个电机，改变各个旋翼运转状态来实现起飞、测飞、悬停等多种状态。
2）现有产品存在的问题：
通过对现有产品的调研分析，发现现有产品都存在一个共同的问题就是结构太复杂，不方面用户安装、拆卸和修理四旋翼无人机。这对使用者造成了很多不必要的麻烦。而且外观大多为几何体的拼接且缺少必要的细节，直接导致外观美感不足。直来直去的走势让产品显得枯燥乏。电线的摆放也是比较的杂乱且缺少统一的整理。这些问题都是本次设计所要解决的问题。
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