無人機可調重心機架研究

李昂，王陸峰，郝大偉，楊金玉，趙文博

（內蒙古赤峰市內蒙古交通職業技術學院，內蒙古 赤峰 024005）

無人機是一種不需要人去駕駛的飛行器，具有較好的服務能力。當前社會，無人機主要用于航拍等領域，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、農業，甚至是軍事等領域，都有較好的利用價值。在實際應用中，為了保證無人機的應用能力，需要無人機具備重心可調的能力，從而使得無人機能夠適應不同的荷載，進而保證焐熱及正常運行平穩，確保無人機的可靠性。基于此，本文對無人機可調重心進行研究，分析無人機可調重心的相應內容，再對無人機的機架設計進行簡單闡述，確保無人機能夠滿足實際應用的基本需求，提高無人機的服務能力。

1 無人機的相關概述

1.1 概念

與傳統的有人駕駛飛機相比，無人機可以使用的范圍更為廣闊，應用價值更為理想。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、傳染病監控和測繪、攝影等領域，都有較好的應用價值，不僅能夠實現對各種信息的拍攝，還能準時的完成任務，從而滿足相關行業的基本需求。

1.2 無人機的關鍵技術分析

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

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

（2）無人機結構設計技術。為了發揮無人機的性能和服務能力，需要在無人機設計時，做好無人機結構的控制，確保無人機結構設計的合理，從而保證無人機的服務能力。結構設計有相應的特點，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，所以對于安全閾值的要求就相對較低。同時，結構的設計上，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，進而保證無人機的安全。②無人機結構設計具有模塊化和整體化的特點，通過合理的結構設計，將無人機的相應結構進行整合，如此，有效節省了無人機的空間，確保無人機在實際的服務中，能夠取得較好的服務能力。③無人機的荷載倉設計的比重相對較大，從而保證無人機在實際的服務中，能取得較好的服務性能。

（3）數據鏈技術。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。而下行鏈路在工作中，主要負責無人機地面站遙測的數據、視頻圖像等的收發。從而滿足實際應用的基本需求。另外。該項技術的合理運用，能夠滿足無人機相應操作的基本需求，全面提升無人機的服務能力。

（4）動力系統技術。所謂動力系統技術，是實現無人機飛行的基礎技術，只有保證動力充足，無人機才能源源不斷的保持飛行，從而滿足相應的要求，確保無人機的服務能力，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，無人機的動力系統技術包括活塞式發動機、渦輪式發動機、轉子式發動機等的，這些動力系統技術，都是保持無人機性能發揮的基礎。

2 無人機可調重心機架的相應分析

2.1 機架

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

由此可見，無人機在實際的設計中，必須組好機架的設計，如果機架設計存在問題，無人機在實際的服務中，也容易出現各類問題，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中，出現解體的問題，這樣就嚴重影響無人機的服務能力，不利無人機的合理運用。

2.2 設計原則

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

《倚天屠龍記》的故事由謝遜為了向成昆復仇，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。剛度不僅決定了產品的精度，還給產品的使用帶來了影響。

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

（2）強度。強度是評定機架載重性能的基礎標準。機架的強度應該結合無人機在運行中，所能承載的最大強度。如此一來，能夠避免無人機工作期間，出現載重導致無人機機架出現損壞的情況。可以確保無人機的服務性能。同時，剛度和強度都是機架設計中需要考慮的內容，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的服務能力，才能滿足無人機在實際使用中的相應性能。

（3）穩定性。機架設計中，需要考慮機架的穩定性，如果機架受壓結構及受壓彎結構都有失穩的問題就會導致無人機在服務中，無法達到相應的服務性能。同時無人機機架結構中，部分結構是薄壁的腹式形態，這樣會給無人機的穩定性帶來影響。保證無人機結構的穩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 可調重心的意義

無人機在實際服務中，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，實現對大載重物體的承載，確保無人機性能。

2.4 可調重心無人機機架的設計

為了發揮無人機的可調重心能力，需要結合實際情況，對可調重心的機架進行設計，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，就能滿足機架的穩定性，促使機架在實際的服務中，能夠實現機架的重心調節。

具體設計。為了滿足設計的基本需求，需要在設計的基礎上，進一步對機架設計進行詳細解釋，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個軸上的設置，一個下層支撐開有Z方向的階梯孔，并在其內部設置軸套，下側則使用螺絲實現與螺桿鎖緊環的連接。另外，為了發揮它的性能，在緊縮環的外部設置一個Z軸方向的可調節螺桿端面軸承的，從而保證無人機的性能。另外，再于端面進行設置，加一個Z軸向地調節手輪。Z軸向調節螺桿和下層支撐連接塊內軸套。再使得上述的相應內容，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，不僅能夠實現無人機的重心調節，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，實現自動的仰角的調整。從而保證無人機的穩定性，使得無人機在實際的服務中，能夠取得較好的性能。

綜合上述機架的設計方式，不僅能夠實現重心的調節，還能保證無人機的穩定性，使得無人機在實際的服務中，可以取得較好的靈活性，并能夠實現重心的有效調節，從而保證無人機的穩定性。

3 結語

本文結合實際情況，對無人機機架設計進行闡述，結合無人機的相應設計情況，對無人機可調重心機架設計進行闡述，旨在發揮可調重心機架的功能，確保無人機的整體服務能力得到提升，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能力，確保無人機可以在不同的環境下正常工作，從而滿足相應行業對無人機的基本需求。