無人機可調(diào)重心機架研究

李昂，王陸峰，郝大偉，楊金玉，趙文博

（內(nèi)蒙古赤峰市內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學院，內(nèi)蒙古 赤峰 024005）

無人機是一種不需要人去駕駛的飛行器，具有較好的服務(wù)能力。當前社會，無人機主要用于航拍等領(lǐng)域，具有較好的利用價值。但是，不可否認的是，無人機還可以用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)，甚至是軍事等領(lǐng)域，都有較好的利用價值。在實際應(yīng)用中，為了保證無人機的應(yīng)用能力，需要無人機具備重心可調(diào)的能力，從而使得無人機能夠適應(yīng)不同的荷載，進而保證焐熱及正常運行平穩(wěn)，確保無人機的可靠性。基于此，本文對無人機可調(diào)重心進行研究，分析無人機可調(diào)重心的相應(yīng)內(nèi)容，再對無人機的機架設(shè)計進行簡單闡述，確保無人機能夠滿足實際應(yīng)用的基本需求，提高無人機的服務(wù)能力。

1 無人機的相關(guān)概述

1.1 概念

與傳統(tǒng)的有人駕駛飛機相比，無人機可以使用的范圍更為廣闊，應(yīng)用價值更為理想。尤其是一些骯臟和危險的工作，無人機都能勝任，并且能夠得到較好的服務(wù)價值。同時，無人機還可以分為軍事和民用兩種，民用無人機，一般以玩具航拍器材等為主，這是被人們所熟知的應(yīng)用方式。但是不可否認，無人機在運輸、救援、野生動物觀察、傳染病監(jiān)控和測繪、攝影等領(lǐng)域，都有較好的應(yīng)用價值，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對各種信息的拍攝，還能準時的完成任務(wù)，從而滿足相關(guān)行業(yè)的基本需求。

1.2 無人機的關(guān)鍵技術(shù)分析

為了實現(xiàn)無人機的合理運用，在無人機應(yīng)用時，需要合理的對相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)進行利用，從而發(fā)揮無人機的功能性和可靠性，確保無人機能夠發(fā)揮相應(yīng)的價值。實際上無人機在應(yīng)用時，相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾個方面。

（1）飛行操控技術(shù)。為了保證無人機在實際的服務(wù)中，發(fā)揮相應(yīng)的功能，所以要求，無人機的飛控系統(tǒng)發(fā)揮相應(yīng)的功能，這部分直接影響無人機飛行質(zhì)量，確保無人機能夠順利完成既定的任務(wù)，但是，如果無人機沒有合理的對飛行操控技術(shù)進行應(yīng)用，就會影響無人機的任務(wù)實現(xiàn)。無人機服務(wù)中，有PID操縱、魯棒操縱、動態(tài)逆操縱和反步操縱甚至是滑膜變結(jié)構(gòu)操縱等。這些操縱技術(shù)的合理運用，就保證了無人機在飛行階段，保持較好的飛行姿態(tài)，從而滿足無人機的相應(yīng)使用需求。

（2）無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)。為了發(fā)揮無人機的性能和服務(wù)能力，需要在無人機設(shè)計時，做好無人機結(jié)構(gòu)的控制，確保無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理，從而保證無人機的服務(wù)能力。結(jié)構(gòu)設(shè)計有相應(yīng)的特點，包括：①安全閾值相對較低。由于無人機不考慮駕駛員的安全系數(shù)，所以對于安全閾值的要求就相對較低。同時，結(jié)構(gòu)的設(shè)計上，就缺少了連接件、緊固件等從而保證無人機在飛行時，保持較好的力學性質(zhì)，進而保證無人機的安全。②無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計具有模塊化和整體化的特點，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，將無人機的相應(yīng)結(jié)構(gòu)進行整合，如此，有效節(jié)省了無人機的空間，確保無人機在實際的服務(wù)中，能夠取得較好的服務(wù)能力。③無人機的荷載倉設(shè)計的比重相對較大，從而保證無人機在實際的服務(wù)中，能取得較好的服務(wù)性能。

（3）數(shù)據(jù)鏈技術(shù)。實際的無人機工作中，需要上行和下行線路的配合，上行鏈路在工作中，主要負責地面站到無人機遙控指令收發(fā)。而下行鏈路在工作中，主要負責無人機地面站遙測的數(shù)據(jù)、視頻圖像等的收發(fā)。從而滿足實際應(yīng)用的基本需求。另外。該項技術(shù)的合理運用，能夠滿足無人機相應(yīng)操作的基本需求，全面提升無人機的服務(wù)能力。

（4）動力系統(tǒng)技術(shù)。所謂動力系統(tǒng)技術(shù)，是實現(xiàn)無人機飛行的基礎(chǔ)技術(shù)，只有保證動力充足，無人機才能源源不斷的保持飛行，從而滿足相應(yīng)的要求，確保無人機的服務(wù)能力，降低外界因素給無人機帶來的影響，保證無人機的性能。其中，無人機的動力系統(tǒng)技術(shù)包括活塞式發(fā)動機、渦輪式發(fā)動機、轉(zhuǎn)子式發(fā)動機等的，這些動力系統(tǒng)技術(shù)，都是保持無人機性能發(fā)揮的基礎(chǔ)。

2 無人機可調(diào)重心機架的相應(yīng)分析

2.1 機架

無人機的機架是無人機的基礎(chǔ)部分，主要起到支撐或容納零件、部件的零件就被稱之為計價，結(jié)合無人機的實際情況，可以發(fā)現(xiàn)，機架是無人機正常運行的基礎(chǔ)，包括底座、機體和床身立柱、箱體以及平臺基礎(chǔ)等零件的系統(tǒng)。

由此可見，無人機在實際的設(shè)計中，必須組好機架的設(shè)計，如果機架設(shè)計存在問題，無人機在實際的服務(wù)中，也容易出現(xiàn)各類問題，最常見的問題就是無人機的機架材料選擇不合理，導致無人機機架的強度不夠，所以，無人機在實際的服務(wù)中，出現(xiàn)解體的問題，這樣就嚴重影響無人機的服務(wù)能力，不利無人機的合理運用。

2.2 設(shè)計原則

為了滿足無人機的使用需求，在無人機機架的設(shè)計中，需要注意相應(yīng)原則遵循，確保原則的合理運用，保證無人機在實際的服務(wù)中，能夠起到相應(yīng)的作用。

《倚天屠龍記》的故事由謝遜為了向成昆復(fù)仇，大殺四方，搶得屠龍刀為始，由謝遜重傷成昆后決定皈依佛門為終。曾經(jīng)的謝遜深陷仇恨的泥潭，滿手鮮血，雖是自由之身，卻也從未自由。而多年后的謝遜在少林寺中聽經(jīng)悟道，廢去一身功力出家為僧，從此不再自由，也終于得到了自由。

（1）剛度原則。剛度原則是要求無人機的機架具有一定的剛度。剛度不僅決定了產(chǎn)品的精度，還給產(chǎn)品的使用帶來了影響。

要求無人機的機架在實際的使用中，具有相應(yīng)的剛度。避免使用中，無人機受到氣流沖擊，就出現(xiàn)裂縫等問題，要求無人機的機架具有相應(yīng)的性能。

（2）強度。強度是評定機架載重性能的基礎(chǔ)標準。機架的強度應(yīng)該結(jié)合無人機在運行中，所能承載的最大強度。如此一來，能夠避免無人機工作期間，出現(xiàn)載重導致無人機機架出現(xiàn)損壞的情況。可以確保無人機的服務(wù)性能。同時，剛度和強度都是機架設(shè)計中需要考慮的內(nèi)容，只有保證了無人機機架的剛度和強度，才能確保機架具有相應(yīng)的服務(wù)能力，才能滿足無人機在實際使用中的相應(yīng)性能。

（3）穩(wěn)定性。機架設(shè)計中，需要考慮機架的穩(wěn)定性，如果機架受壓結(jié)構(gòu)及受壓彎結(jié)構(gòu)都有失穩(wěn)的問題就會導致無人機在服務(wù)中，無法達到相應(yīng)的服務(wù)性能。同時無人機機架結(jié)構(gòu)中，部分結(jié)構(gòu)是薄壁的腹式形態(tài)，這樣會給無人機的穩(wěn)定性帶來影響。保證無人機結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性高對無人機的正常使用，有十分積極的作用。

（4）重量輕，成本低。要求無人機材料具有較輕的重量，同時，還要保證材料的造價相對較低，這樣一來，就能保證無人機的機架的合理性，才能確保無人機的服務(wù)性能。進而進一步提升無人機的利用價值。除此之外，還要求機架具有便于安裝，耐磨性好，機械加工性能良好，造型好等特點。

2.3 可調(diào)重心的意義

無人機在實際服務(wù)中，容易遇到大載重的物體，這種情況，大載重物體的重量，不僅給無人機的動力帶來影響，還給無人機正常運行帶來影響，所以要求無人機，通過改變重心的方式，實現(xiàn)對大載重物體的承載，確保無人機性能。

2.4 可調(diào)重心無人機機架的設(shè)計

為了發(fā)揮無人機的可調(diào)重心能力，需要結(jié)合實際情況，對可調(diào)重心的機架進行設(shè)計，從而促使無人機能夠滿足實際使用的需求。

采取機架三層設(shè)計方式，促使機架包括上層、中層和下層，其中，上層是由4個上層支架連接塊和支撐連接桿連接的，下層機架與支撐的連接塊和支撐連接桿相連接。而中層，則是由4個中層支撐連接塊和中層連接桿連接的。如此一來，就能滿足機架的穩(wěn)定性，促使機架在實際的服務(wù)中，能夠?qū)崿F(xiàn)機架的重心調(diào)節(jié)。

具體設(shè)計。為了滿足設(shè)計的基本需求，需要在設(shè)計的基礎(chǔ)上，進一步對機架設(shè)計進行詳細解釋，確保機架的合理，從而滿足無人機的基本需求，積極提升無人機的服務(wù)能力，降低外界因素給無人機的正常運作帶來影響。

特征：三層機架構(gòu)成機架的主體，同時上、中、下3個部分，每個部分都有各自的支撐塊和支撐連接桿。如此一來，就能保證機架的穩(wěn)定。為了保證機架的可控性，在材料的選擇時，也要注意機架材料的選擇，盡可能選擇剛度、強度和可塑性相對較好的材料，從而保證無人機的可用性和載重性。

在X、Y、Z3個軸上的設(shè)置，一個下層支撐開有Z方向的階梯孔，并在其內(nèi)部設(shè)置軸套，下側(cè)則使用螺絲實現(xiàn)與螺桿鎖緊環(huán)的連接。另外，為了發(fā)揮它的性能，在緊縮環(huán)的外部設(shè)置一個Z軸方向的可調(diào)節(jié)螺桿端面軸承的，從而保證無人機的性能。另外，再于端面進行設(shè)置，加一個Z軸向地調(diào)節(jié)手輪。Z軸向調(diào)節(jié)螺桿和下層支撐連接塊內(nèi)軸套。再使得上述的相應(yīng)內(nèi)容，相互配合，從而滿足實際使用的基本需求，全面提升無人機的穩(wěn)定性。

為了使得無人機的可靠性得到提升，在無人機上、中、下3層，分別采取，類似下層的設(shè)置方式，從而滿足實際使用需求，但是值得注意的是，中層的方向為X軸方向，上層為Y軸的方向。

這種連接方式，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)無人機的重心調(diào)節(jié)，還能使得無人機升力旋翼與升和推進旋翼的相互配合，并實現(xiàn)對扭力矩的抵消。從而保證無人機在實際的飛行中，能夠保持較好的特性，可以在不同的空速下，實現(xiàn)自動的仰角的調(diào)整。從而保證無人機的穩(wěn)定性，使得無人機在實際的服務(wù)中，能夠取得較好的性能。

綜合上述機架的設(shè)計方式，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)重心的調(diào)節(jié)，還能保證無人機的穩(wěn)定性，使得無人機在實際的服務(wù)中，可以取得較好的靈活性，并能夠?qū)崿F(xiàn)重心的有效調(diào)節(jié)，從而保證無人機的穩(wěn)定性。

3 結(jié)語

本文結(jié)合實際情況，對無人機機架設(shè)計進行闡述，結(jié)合無人機的相應(yīng)設(shè)計情況，對無人機可調(diào)重心機架設(shè)計進行闡述，旨在發(fā)揮可調(diào)重心機架的功能，確保無人機的整體服務(wù)能力得到提升，降低各類因素給無人機帶來的影響，全面提升無人機的服務(wù)能力，確保無人機可以在不同的環(huán)境下正常工作，從而滿足相應(yīng)行業(yè)對無人機的基本需求。