本文關鍵詞：微型可變形四旋翼飛行器設計與實現(xiàn)

  更多相關文章： 四旋翼 柔性機架 可變形 飛行模式

【摘要】：多旋翼飛行器機械結構簡單、機動靈活、飛行穩(wěn)定性好,可以垂直起降、懸停,這些特點使多旋翼飛行器應用越來越廣泛。多旋翼飛行器由于其結構特點,在尺寸上可以達到微型化,從而可以在室內、巷道等環(huán)境下飛行。同時近些年來,可穿戴設備開始興起,盡管只是處于起步階段,但已經(jīng)很好地改善了人類的生活與感知體驗。不過目前可穿戴設備存在功能單一、缺乏創(chuàng)意、產(chǎn)品同質化等問題。本文在四旋翼飛行器的研制開發(fā)中融合可穿戴設備的設計思想,通過對柔性機架飛行器模型、變形機構、飛行控制軟硬件平臺及飛行模式等方面進行研究,設計了微型可變形四旋翼飛行器,其通過變形可以穿戴在手腕上。為了實現(xiàn)四旋翼飛行器的可穿戴化,本文在詳細分析四旋翼飛行器的結構的基礎上,提出使用柔性支架,并且通過變形機構使四旋翼飛行器變形成腕帶來完成可穿戴化的四旋翼飛行器設計方案。由于柔性材料的引入,使得機架有別于傳統(tǒng)剛性結構,為此本文建立了基于柔性機架的四旋翼飛行器動力學模型,并且在動力學模型中考慮了外界干擾與陀螺力矩。通過對多組空心杯電機、槳在特定工作電壓下產(chǎn)生的氣動升力進行實驗測量,確定了該四旋翼飛行器設計的技術參數(shù)。此外,本文參考開源飛控Ardu Pilot Mega(APM)的電路設計,結合微型可變形四旋翼飛行器的需要,完成了飛行控制器硬件設計。在APM飛控軟件系統(tǒng)的基礎上,設計了飛行器的幾種飛行模式,包括回旋鏢模式、跟隨模式和圓周飛行模式。最終,本文研制了微型可變形四旋翼飛行器樣機,該樣機在真實飛行試驗中,通過調試PID的參數(shù),可以在飛行過程中保持姿態(tài)穩(wěn)定,達到了設計要求。
【關鍵詞】：四旋翼 柔性機架 可變形 飛行模式
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V275.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8-9
• 1.1.1 課題背景8-9
• 1.1.2 研究的目的和意義9
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 國內外文獻綜述15
• 1.3 本文的主要研究內容15-17
• 第2章 飛行器動力學模型建立及結構設計17-33
• 2.1 引言17
• 2.2 動力來源及運動控制原理17-19
• 2.2.1 旋翼轉動工作原理17-18
• 2.2.2 四旋翼飛行器工作原理18-19
• 2.3 柔性機架動力學分析19-20
• 2.4 坐標系變換方法20-22
• 2.5 柔性機架四旋翼飛行器動力學模型22-27
• 2.6 測定四旋翼飛行器設計的技術參數(shù)27-29
• 2.7 結構設計29-32
• 2.8 本章小結32-33
• 第3章 飛行控制板硬件電路設計33-42
• 3.1 引言33
• 3.2 飛行控制硬件系統(tǒng)總體設計33-34
• 3.3 飛行控制板硬件設計34-41
• 3.3.1 飛行控制器MCU設計35
• 3.3.2 USB連接與PPM解碼模塊35
• 3.3.3 磁力計模塊35-37
• 3.3.4 加速度計、陀螺儀與氣壓計模塊37-39
• 3.3.5 空心杯電機驅動模塊39
• 3.3.6 5V升壓模塊39-41
• 3.4 本章小結41-42
• 第4章 飛行控制軟件平臺42-49
• 4.1 引言42
• 4.2 軟件系統(tǒng)總體設計42
• 4.3 PID控制與DCM解算程序42-45
• 4.4 幾種典型飛行模式45-48
• 4.4.1 回旋鏢模式45-46
• 4.4.2 跟隨模式46-47
• 4.4.3 圓周飛行模式47-48
• 4.5 本章小結48-49
• 第5章 飛行器樣機搭建與實驗測試49-56
• 5.1 引言49
• 5.2 微型可變形四旋翼飛行器樣機搭建49-52
• 5.3 微型可變形四旋翼飛行器飛行參數(shù)調試52-54
• 5.4 微型可變形四旋翼飛行器飛行效果分析54-55
• 5.5 本章小結55-56
• 結論56-57
• 參考文獻57-61
• 攻讀碩士學位期間的研究成果61-63
• 致謝63

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋亞平;淺談旋翼的防腐維護[J];航空維修與工程;2004年04期

2 _5^懔，

本文編號：527310