發(fā)布時(shí)間：2020-08-03 08:56

【摘要】：魯東地區(qū)的西瓜生產(chǎn)主要以大棚種植為主。大棚西瓜的開花期多在四月份,由于此時(shí)天氣較冷,且大棚內(nèi)溫度高、濕度大,蜜蜂難以生存。而目前采用的人工授粉方法勞動(dòng)強(qiáng)度大,結(jié)合效果差。近幾年,無(wú)人機(jī)己成功地應(yīng)用于各個(gè)方面,本文針對(duì)無(wú)人機(jī)西瓜授粉的機(jī)型設(shè)計(jì)進(jìn)行探索。本文針對(duì)無(wú)人機(jī)在大棚內(nèi)工作環(huán)境和工作任務(wù),提出了一種電動(dòng)式單旋翼授粉無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)方案。首先,采用了涵道無(wú)人機(jī)模型作為基礎(chǔ)機(jī)型,選定機(jī)身和零部件的材料,對(duì)其零件進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和重量估算,確定了該無(wú)人機(jī)的總體氣動(dòng)布局。其次,利用三維軟件建立無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)模型,對(duì)其氣動(dòng)布局進(jìn)行深入分析和研究,并建立其動(dòng)力學(xué)模型。在動(dòng)量理論的基礎(chǔ)上,研究了設(shè)計(jì)機(jī)型的涵道渦流理論和涵道拉力因子,進(jìn)而推導(dǎo)了其懸停及水平前飛運(yùn)動(dòng)方程。最后,對(duì)其零部件和涵道進(jìn)行了力學(xué)仿真及結(jié)構(gòu)優(yōu)化,應(yīng)用3D打印制作了涵道及部件。進(jìn)行電器件與零部件裝配及調(diào)試實(shí)驗(yàn),得到符合轉(zhuǎn)速的電機(jī)、符合轉(zhuǎn)動(dòng)效率的舵機(jī);設(shè)計(jì)其控制器并進(jìn)行了控制器飛行調(diào)試實(shí)驗(yàn),得到可驅(qū)動(dòng)一電機(jī)和四舵機(jī)的控制器;裝配電器件和3D打印零件得到初步試飛樣機(jī),并進(jìn)行了飛行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明:螺旋槳扭力抵消不完全,無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中產(chǎn)生緩慢的自轉(zhuǎn),總體來(lái)說(shuō)所設(shè)計(jì)的涵道無(wú)人機(jī)是可行的、可飛行的。本文采用涵道理論研制的西瓜授粉無(wú)人機(jī)具有升力高、穩(wěn)定性好、工作效率高的特點(diǎn),為其用于大棚西瓜授粉打下了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V279;V221.3
【圖文】：

邐低（每朵雌花需要６只蜜蜂訪問，才可保高于蜜蜂授粉逡逑證坐果良好）逡逑本文所研究的魯東地區(qū)及國(guó)內(nèi)大部分地區(qū)采用人工授粉。如圖１．２所示人工授粉逡逑示意圖，取自于山東省濰坊市大棚內(nèi)。授粉人員將雄花摘下，將其花蕊對(duì)準(zhǔn)雌花，進(jìn)逡逑行花粉涂抹。此過(guò)程中需要把握好力度，力度不當(dāng)容易授粉不成功。逡逑…ＪＬ」逡逑圖１．２人工授粉示意圖逡逑北京市順義區(qū)、北京市大興區(qū)［６］和寧波市［７］等地區(qū)采用蜜蜂授粉和進(jìn)行蜜蜂授粉實(shí)逡逑驗(yàn)，作為授粉的蜂種主要有壁蜂、熊蜂、切葉蜂和中華蜜蜂等，不同的蜂種適用于不逡逑２逡逑

邐５０％用于藥物噴灑逡逑國(guó)外民用消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)主要以法國(guó)Ｐａｒｒｏｔ、北美３Ｄｒｏｂｏｔｉｃｓ、德國(guó)ＡｓｃＴｅｃ等公司逡逑的產(chǎn)品為主［２５］。如圖１．３所示的３Ｄ邋Ｒｏｂｏｔｉｃｓ．美國(guó)加州“精靈”殺手和圖１．４所示的Ｐａｒｒｏｔ逡逑（派諾特）。逡逑圖１．３邋３Ｄ邋Ｒｏｂｏｔｉｃｓ．美國(guó)加州“精靈”殺手［２５】邐圖丨．４邋Ｐａｒｒｏｔ邋（派諾特，法國(guó)Ｂｅｂｏｐ邋）邋［２５］逡逑其原理在于：對(duì)稱螺旋槳同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，相鄰螺旋槳反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，提供升力的同時(shí)，逡逑抵消反扭矩。各類產(chǎn)品中，由于四旋翼無(wú)人機(jī)具有更簡(jiǎn)單的操作性、易上手、安全性逡逑高，因而更容易被廣大消費(fèi)者接受。逡逑涵道式無(wú)人機(jī)在十九世紀(jì)五十年代開始發(fā)展，于八十年代興起。其原理主要分為：逡逑一是采用共軸雙旋翼螺旋槳，共軸雙螺旋漿用來(lái)提供升力以及抵消反扭矩，導(dǎo)流板控逡逑制飛行姿態(tài)，如圖１．５所示的家用消費(fèi)型無(wú)人機(jī)；二是通過(guò)單螺旋槳提供升力，導(dǎo)流板逡逑控制姿態(tài)以及反扭矩

逑ｎｐＴｎ逡逑圖１．５家用消費(fèi)型無(wú)人機(jī)［２６］邐圖１．６邋ｉＳＴＡＲ無(wú)人機(jī)及其風(fēng)洞試驗(yàn)［２７］逡逑涵道的使用讓單旋翼無(wú)人機(jī)產(chǎn)生更強(qiáng)的升降效果和懸停效果，其靈活性也很高。逡逑由于螺旋槳處于涵道內(nèi)部，其安全性是所有無(wú)人機(jī)中最高的，因而普遍受到廣大消費(fèi)逡逑者的喜愛，尤其作為居家智能機(jī)器人來(lái)使用。逡逑１．２．３國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)研究現(xiàn)狀逡逑在２０世紀(jì)７０年代，國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)在軍事需求下得到了初步發(fā)展［２８】。在此基礎(chǔ)上，逡逑國(guó)內(nèi)民用無(wú)人機(jī)開始得到發(fā)展。其發(fā)展主要分為四個(gè)階段：２０世紀(jì)８０年代研制出第一逡逑架民用無(wú)人機(jī)Ｄ￣４；邋９０年代出現(xiàn)第一批無(wú)人機(jī)民營(yíng)企業(yè)；２１世紀(jì)初民用無(wú)人機(jī)得到快逡逑速發(fā)展；現(xiàn)階段民用無(wú)人機(jī)開始走向消費(fèi)市場(chǎng)［２９］。逡逑目前國(guó)內(nèi)民用消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)主要以ＤＪＩ邋（大疆）等民營(yíng)企業(yè)為主［３＇其中ＤＪＩ邋（大逡逑疆）生產(chǎn)的無(wú)人機(jī)主要運(yùn)用于航拍、快遞、農(nóng)作物噴灑藥物等。如圖１．７所示的一款大逡逑疆（ＭＧ－１）植保無(wú)人機(jī)［３１］，主要進(jìn)行農(nóng)作物噴灑藥物和灌溉，該無(wú)人機(jī)采用八旋翼結(jié)逡逑構(gòu)，具有高穩(wěn)定、高安全性的特點(diǎn)。逡逑圖１．７大疆（ＭＧ－１）植保無(wú)人機(jī)逡逑表１．５為國(guó)內(nèi)植保無(wú)人機(jī)種類［２４，￣。此類的植保無(wú)人機(jī)機(jī)身尺寸較大，以便裝載更逡逑多的農(nóng)藥

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2779398