四旋翼模型无人机造型设计+文献综述(3)
X-UFO机体最大长度68.5cm，高14cm；持续飞行时间约5min；遥控距离可达100m。X-UFO的旋翼被置于发泡聚丙烯（EPP）制成的圆环中，比DraganflyerⅢ有更好的安全性。
世界上对四旋翼飞行器的研究主要集中在三个方面：基于惯导的自主飞行控制、基于视觉的自主飞行控制和自主飞行器系统方案。[2]但对外观的设计与研究少之又少。 虽然国际上已经针对微小型四旋翼无人直升机进行了相当广泛和深入的研究，在国内，多数四旋翼爱好者都是仿制德国开源的成品机，而真正底层根本技术的研究很少，对外观的设计与研究就更是相当与零。
1．6 四旋翼无人机系统的工作原理
四旋翼飞行器是一种吹冰自由度的垂直起降机，因此非常适合静态和准静态条件下飞行,但是，四旋翼飞行器只有四个输入力， 同时却有吹冰个输出，所以它又是一种欠驱动系统。图（1-1）为四旋翼飞行器的结构俯视图。与传统直升机相比，该飞行器有下列优势：侧面电机1、3顺时针旋转的同时，前后电机2、4逆时针旋转，因此当飞行器平衡飞行时，陀螺效应和空气动力扭矩效应均被抵消。 飞行器在三文空间中具有吹冰个运动自由度，包括三个坐标轴方向的线运动和三个坐标轴方向的角运动。上下的平移运动是通过四个电机同时增速(减速)得到的，当四个电机的升力之和等于飞行器的自重时，飞行器便保持悬停。水平面内的前后运动是电机1、2增速(减速)的同时，电机3、4减速(增速)，此时保持旋翼1、3对机身的反扭矩等于旋翼2、4对机身的反扭矩，在电机1、2与电机3、4的升力之差作用下机身发生倾斜，得到水平面内的前后运动。俯仰运动是通过电机1、3转速保持不变，电机2增速(减速)的同时，电机4减速(增速)得到的。 偏航运动是电机1、3增速(减速)的同时，电机2、4减速(增速)，此时旋翼1、3对机身的反扭矩大于(小于)旋翼2、4对机身的反扭矩，机身便在多余扭矩的作用下得到偏航运动。[3]组合以上的基本运动,可以实现四旋翼飞行器的各种复杂运动。这与普通直升飞机相比免去了主旋翼自身角度的变化，控制相对简单。飞行控制由单片机控制，操作更加简单，飞行更加平稳。
四旋翼无人机是具有多个旋翼的遥控或自主飞行器，有油料驱动和电力驱动。一般采用电力驱动的，这样就避免了较重的油箱，减轻了机体的重量，增加续航的时间，控制的可操作性。四旋翼无人机的显著特点是能够垂直起降.四旋翼无人机与其他的飞行器相比，飞行原理简单，结构紧凑，单位体积上能够产生更多更大的升力，并且由于两个对角线四片旋翼转速相反，可以相互抵消反扭力矩，而不需要专门的尾桨来平衡。
四旋翼无人机系统研制涉及多个技术领域：
1. 飞行器总体设计；
2. 空气动力学；
3. 材料与结构；
4. 动力推进；
5. 导航与控制；
6. 机载设备；
7. 信息处理与传输；
8. 发射与回收；
9. 微加工制造；
10. 系统集成与运行管理；
11. 地面测试与飞行实验等。
1．7 课题的现实意义
1.7.1 对学生而言
本次毕业设计课题进行了理论与实践相结合的完整的设计流程，从中对本科期间所学专业知识进行了系统的复习并得到了相关专业技能的提升。在完成本次课题的过程中，对设计内容进行了详细的计划，在导师指导下有序的完成了课题设计，将理论知识有效地应用到实际产品设计中去，考验了个人面临实际设计任务的各项专业能力。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。
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