《无人机组装调试与维护》 课件 第3章 无人机系统结构

第三章无人机系统结构CONTENTS

3.1固定翼飞行平台布局与结构目录3.2多旋翼飞行平台布局与结构3.3无人机飞行控制系统3.4无人机机数据链路系统3.5无人机任务载荷系统3.6无人机发射回收系统3.1固定翼飞行平台布局与结构3.1.1固定翼无人机的构型3.1.2固定翼无人机的结构形式3.1.1固定翼无人机的构型固定翼无人机各部分名称3.1.1固定翼无人机的构型1.机翼（1）机翼（2）副翼（3）襟翼3.1.1固定翼无人机的构型2.机身3.尾翼（1）水平尾翼（2）垂直尾翼3.1.1固定翼无人机的构型4.起落装置（1）三轮式、前三点式、前轮可操纵式（2）两轮式、后三点尾轮可动式（3）收放式起落架3.1.2固定翼无人机的结构形式1.机翼结构（1）机翼承受的外力载荷3.1.2固定翼无人机的结构形式1.机翼结构（2）无人机的机翼结构1）实体式2）构架式3）薄壳式3.1.2固定翼无人机的结构形式1.机翼结构（2）无人机的机翼结构机翼前后缘的结构形式示意图3.1.2固定翼无人机的结构形式1.机翼结构（3）机翼的固定方式1）螺栓固定式3.1.2固定翼无人机的结构形式1.机翼结构（3）机翼的固定方式2）插接式3.1.2固定翼无人机的结构形式2.尾翼结构

尾翼的效率取决于尾翼面积、形状、位置和刚度。对尾翼的基本要求是在最小重量下，保证无人机在所有飞行状态时具有一定的稳定性和操纵性。3.1.2固定翼无人机的结构形式2.尾翼结构（1）尾翼承受的载荷（2）尾翼结构（3）尾翼翼型（4）尾翼固定方式3.1.2固定翼无人机的结构形式3.机身结构（1）机身承受的载荷（2）机身结构形式1）架式机身2）桁条式机身3）壳式机身3.1.2固定翼无人机的结构形式4.发动机舱结构3.1.2固定翼无人机的结构形式5.起落架结构（1）对起落架的要求1）良好的操纵性和稳定性2）减振缓冲作用3）有灵活机动的转弯能力4）机轮大小、形状和质量5）收放、锁定机构6）尽可能小7）重量应尽可能轻。3.1.2固定翼无人机的结构形式5.起落架结构（2）起落架的配置形式1）后三点式；2）前三点式；3）自行车式3.1.2固定翼无人机的结构形式5.起落架结构（3）起落架的结构形式1）主起落架板式结构3.1.2固定翼无人机的结构形式5.起落架结构（3）起落架的结构形式2）机械或气动式收放起落架3）大型无人机采用的弹簧减振起落架3.2多旋翼飞行平台布局与结构3.2多旋翼飞行平台布局与结构多旋翼无人机组成机架起落架电机和电调电池螺旋桨飞控系统遥控装置GPS模块任务设备数据链路3.2多旋翼飞行平台布局与结构1.机架（1）机架按材质分类1）塑胶机架2）玻璃纤维机架3）碳纤维机架3.2多旋翼飞行平台布局与结构1.机架（2）机架的主要作用如下1）提供安装接口2）提供整体的稳定和坚固的平台3）起落架等缓冲设备4）保证足够低的重量5）提供相应的保护装置3.2多旋翼飞行平台布局与结构2.起落架飞控主要由陀螺仪、加速度计、角速度计、气压计、GPS、指南针和控制电路等组成，主要功能是计算并调整无人机的飞行姿态，控制无人机自主或半自主飞行。3.飞控

要求强度高，结构牢固，和机身保持相当可靠的连接，能够承受一定的冲力。3.2多旋翼飞行平台布局与结构4.动力装置（1）螺旋桨电机（KV值）浆800~100011~10英寸浆1000~120010~9英寸浆1200~18009~8英寸浆1800~22008~7英寸浆2200~26007~6英寸浆2600~28006~5英寸浆2800以上9050浆3.2多旋翼飞行平台布局与结构4.动力装置（2）电调1）电调的作用与连接a.电调的输入线与电池连接；b.电调的输出线（有刷两根，

无刷三根）与电机连接；c.电调的信号线与接收机连接2）电调的选择3.2多旋翼飞行平台布局与结构4.动力装置（3）电机1）特点2）常用参数T数，KV值，尺寸3.2多旋翼飞行平台布局与结构4.动力装置（4）电池1）锂聚合物电池规格参数a.电池容量b.电池电压（a）3S1P(b)2S2P锂电池电芯组合方式3.2多旋翼飞行平台布局与结构4.动力装置（4）电池1）锂聚合物电池规格参数c.放电倍率d.充电倍率e.放电终止电压f.放电温度2）智能锂电池3.3无人机飞行控制系统3.3.1遥控器3.3.2飞控3.3.3地面站3.3.4执行机构3.3.1遥控器1、构成（1）发射电路常用的发射电路由高频振荡器、中间放大极、高频功率放大器及调制电路组成。（2）接收电路接收电路用于对发射电路发出的无线电载波信号进行接收、放大、解调，将其还原为控制信号。3.3.1遥控器2、遥控器的使用方法（1）先开发射机，后开接收机（2）防止其他干扰防止同频干扰，在实际使用中要注意选择较好的环境。3.3.2飞控

飞控对于无人机相当于驾驶员对于有人机的作用，是无人机最核心的技术之一。3.3.3地面站地面站作为整个无人机系统的指挥中心，其控制内容包括：飞行器的飞行过程、飞行航迹、有效载荷的任务功能、通讯链路的正常工作，以及飞行器的发射和回收。3.3.4执行机构舵机是控制动作，改变方向的重要执行机构，不同类型的结构根据角度、拉力的大小所需的舵机种类也随之不同。3.4无人机机数据链路系统3.4.1天线3.4.2图传3.4.3数传电台3.4.1天线1.电磁波传播的基础知识（1）无线电波的定义无线电波是一种信号和能量的传播形式，在传播过程中，电场和磁场在空间中相互垂直，且都垂直于传播方向。3.4.1天线1.电磁波传播的基础知识（1）无线电波的定义无线电波的传播方向3.4.1天线1.电磁波传播的基础知识（2）无线电波的极化无线电的垂直及水平极化、±45度极化3.4.1天线1.电磁波传播的基础知识（2）无线电波的极化无线电圆极化3.4.1天线1.电磁波传播的基础知识（3）多径传播3.4.1天线2.天线的定义能够有效地向空间某特定方向辐射电磁波或能够有效地接收空间某特定方向来的电磁波的装置。3.4.1天线2.天线的定义天线的辐射原理3.4.1天线2.天线的定义（1）天线半波振子半波振子是天线的基本辐射单元。多个半波振子通过一定形式组合，形成天线阵列。3.4.1天线2.天线的定义（2）天线辐射方向天线辐射方向图用来表述天线在空间各个方向上所具有的发射和接收电磁波的能力。3.4.1天线2.天线的定义（2）天线辐射方向3.4.1天线3.天线主要性能参数（1）天线工作频率（2）天线增益3.4.1天线3.天线主要性能参数（3）天线增益、方向图和天线尺寸之关系天线方向图3.4.1天线3.天线主要性能参数（3）天线增益、方向图和天线尺寸之关系高低增益方向图对比3.4.1天线4.交叉极化比交叉极化方向图3.4.1天线5.天线常用参数计量单位3.4.1天线6.天线测量方法和常用仪器（1）输入阻抗和驻波系数的测量：网络分析仪、阻抗分析仪、阻抗电桥、驻波表等。（2）方向图的测量：天线测试转台、功率信号源、场强计及辅助天线。（3）增益测量天线增益测量所需仪器设备与方向图测量相同。3.4.1天线7.电波传播模式（1）天波传播（2）空间波传播（3）地波传播3.4.2图传无人机图传系统，就是采用适当的视频压缩技术、信号处理技术、信道编码技术及调制解调技术，将现场无人机所搭载的摄像机拍摄到的视频以无线方式实时传送到远距离后方的一种无线电子传输设备。3.4.3数传电台3.4.3数传电台3.5无人机任务载荷系统3.5.1任务载荷的概念3.5.2军用无人机任务载荷3.5.3民用无人机任务载荷3.5.1任务载荷的概念任务载荷，是指那些装备到无人机上为某种完成任务的设备的总称，包括执行电子战、侦察和武器运输等任务所需的设备，如：信号发射机、传感器等。3.5.2军用无人机任务载荷（1）电视摄像机（2）红外热像仪1.光电/红外载荷2.合成孔径雷达3.激光雷达4.航空相机3.5.3民用无人机任务载荷（1）固定云台（2）电动云台1.倾斜摄影相机2.空中喊话器3.空中探照灯4.气体检测仪5.云台3.6无人机发射回收系统3.6.1发射系统3.6.2发射方式3.6.3无人机的回收方式3.6.1发射系统