小型无人机室内实验系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着当今科技的迅速发展，小型无人机已经成了国内外研究与应用的热点。无人机（UAV）是无人驾驶飞机（Unmanned Aerial Vehicle）的简称，是一种由动力驱动，机上无人驾驶可重复利用的航空机。无人机不仅在战争中取了很大的作用，更是在林农业上利用广泛。比如探测病虫害火灾，或是喷洒农药针对我国林农业病虫害的特点，采用直升飞机喷雾具有效率高、效果好、立体性强、不损伤作物及不受地表状况影响的优势，所以近年来无人机在林农业上利用广泛。本文即对小型无人直升机的实验台进行设计，模拟直升机在空中飞行时的姿态，利用实验台可改变的高度及倾斜度对遥控直升机航空喷雾进行地面实验研究，来提高实际喷洒效果。而无人机的室内实验台系统就可以对无人机的机械设计学，自动控制学，液压、空气动力学、飞行力学等进行测试,根据这些数据从而可以对无人机的喷雾系统进行设计与优化。因此在无人机的设计中实验台系统是无人机能否实施高效率喷雾中的重要一环。针对对无人机的特殊性，其设计势必需要对无人直升机的在低空真实实施喷雾是的各项数据进行测试，供设计优化无人机航空喷雾系统时参考。

2. 国内外研究现状分析

国外早在20世纪90年代小型无人机就在农药的喷洒技术上已经广泛的利用了，即把航空静电喷洒系统挂载在无人机上^[1]，如图（1）；美国20世纪50年代开始研制无人直升机，到1960年8月12日，世界上首次出现有实用价值的无人驾驶直升机。此后，其他国家相继研制无人驾驶直升机，但存在许多技术难点未能突破，因而发展缓慢目前，美国已开展无人机的航空喷洒方面的研究，日本从20世纪90年代起讲遥控直升机用于大田作物、果树和蔬菜的病虫害防治从而实现合理施肥和农作物品管理^[4]。如美国、英国、加拿大等都先后对液体农药静电喷雾进行了深入的研究，并促使其产业化^[5]。在我国虽有人曾做过静电喷雾有关的实验，并且用静电喷粉防治松毛虫也取得初步成功，但在静电喷雾技术方面尚存在一些难点，因此我国在静电喷药技术研究和应用还很落后，更谈不上技术产业化^[3]。相比较国外的农药航空施药，我国从1951年开始用飞机参加防治东亚飞蝗、护林防火和播种造林等工作。1956年中国民用航空局设立专业航空机构，开展多种农业航空业务。

3. 研究的基本内容与计划

设计内容：完成小型无人机室内实验系统的设计。其中包括机械设计学，即对无人机高度及倾斜度、自动控制学，液压、空气动力学、飞行力学、计算机学等学科知识应用于无人直升机实验台整体结构设计，建立一套遥控直升机实验台整体结构。具体参数要求：机构重量不超过30kg，升降高度要求达到3m。

研究计划:（1）第1周第2周：前期储备；

（2）第3周第6周：整体结构比较和设计；

4. 研究创新点

1.根据无人机的特点设计实验台，从而改善无人机无法定量研究的缺点；

2.对实验台的尺寸进行设计，可重复进行测试；

3.目前国内没有相关研究介绍