固定翼無(wú)人機(jī)飛前姿態(tài)輔助檢測(cè)裝置研究.pdf

1、無(wú)人機(jī)作為一種新型信息獲取載體，具有靈活性高、操作性強(qiáng)、成本低、對(duì)作業(yè)環(huán)境要求低等優(yōu)點(diǎn)，在各行各業(yè)發(fā)揮越來(lái)越大的作用。固定翼無(wú)人機(jī)在航拍作業(yè)中單次作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、任務(wù)面積大、數(shù)據(jù)采集效率高，非常適合大面積農(nóng)業(yè)信息的采集。固定翼無(wú)人機(jī)在開(kāi)始作業(yè)任務(wù)之前，必須對(duì)飛行控制系統(tǒng)及機(jī)載設(shè)備進(jìn)行充分的飛前檢測(cè)，確保無(wú)人機(jī)工作正常，避免意外傷害的發(fā)生造成損失。針對(duì)現(xiàn)有固定翼無(wú)人機(jī)飛前檢測(cè)仍需要人力手持機(jī)身配合完成，需要較高的人力成本并且具有一定的危險(xiǎn)性，

2、自動(dòng)化程度低等問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了一套固定翼無(wú)人機(jī)飛前姿態(tài)輔助檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)飛檢過(guò)程中無(wú)人機(jī)姿態(tài)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換和機(jī)身參數(shù)的獲取，節(jié)省檢測(cè)環(huán)節(jié)的勞動(dòng)力輸入，提高作業(yè)效率和安全性。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)檢測(cè)裝置總體方案的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)固定翼無(wú)人機(jī)飛前檢測(cè)的功能需求與無(wú)人機(jī)外形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等分析，設(shè)計(jì)了以無(wú)人機(jī)飛檢過(guò)程中磁羅盤檢測(cè)、姿態(tài)參數(shù)檢測(cè)及動(dòng)力檢測(cè)為目的，以機(jī)架、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制器、壓力采集裝置、直流電源、無(wú)線控制系

3、統(tǒng)為組成部分的檢測(cè)裝置整體設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)系統(tǒng)組成與要求確定了具體實(shí)施方案。
　　(2)檢測(cè)裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)檢測(cè)裝置的主體機(jī)架、主要旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，按照機(jī)械設(shè)計(jì)要求完成對(duì)主要受力部件的受力分析和校核，滿足強(qiáng)度要求。運(yùn)用ProE軟件對(duì)檢測(cè)裝置的構(gòu)成零部件進(jìn)行三維建模并完成整機(jī)虛擬裝配，無(wú)干涉現(xiàn)象。確定裝置可用于重量0～15 kg、機(jī)翼固定間距0～500 mm的固定翼無(wú)人機(jī)檢測(cè)。
　　(3)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4、?？刂葡到y(tǒng)以MSP430F149單片機(jī)為微處理器，以步進(jìn)電機(jī)為主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成裝置水平面內(nèi)360°和豎直面內(nèi)20°正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)姿態(tài)轉(zhuǎn)換，以FSR402壓力傳感器為壓力數(shù)據(jù)采集器獲取無(wú)人機(jī)0～100N范圍內(nèi)的動(dòng)力信息，通過(guò)Zigbee無(wú)線傳輸模塊與姿態(tài)轉(zhuǎn)換控制上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。對(duì)各功能模塊進(jìn)行硬件和軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對(duì)裝置的遠(yuǎn)程控制檢測(cè)過(guò)程。
　　(4)裝置的試制和評(píng)價(jià)試驗(yàn)。完成檢測(cè)裝置的整機(jī)組裝并對(duì)控制系統(tǒng)各子模塊進(jìn)