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多轴旋翼式(shì)无(wú)人机的诞(dàn)生

 

目前流行的商用无人机都为体积小(xiǎo)巧(qiǎo)玲珑的多轴旋翼(yì)式飞行器(qì),起飞重量都在2公斤(jīn)以下,以(yǐ)电池驱动(dòng)多轴上(shàng)的马达与旋翼产生(shēng)飞行(háng)升(shēng)力与各种(zhǒng)飞行模式的(de)助力,承载的有效(xiào)负戴(如相(xiàng)机、摄影机或运送(sòng)的(de)订(dìng)货等)重量仅数百公克至10余公斤,飞行时(shí)间(jiān)受限于电池的供电能力(lì)多(duō)介于10至40分钟。

多轴旋翼(yì)式无人机是德国研发成功的(de)。2002年,德国(guó)工程师Daniel Gurdan与Klaus-Michael Doth共同研发4轴无人直升(shēng)机“银辉”号(Silverlit X-UFO)成功,荣获当年德(dé)国青年发明家竞赛的金(jīn)牌奖(jiǎng)。继而,另2位德(dé)国(guó)工(gōng)程(chéng)师Michael Achtelik与Jan Stumpf参加他们的研(yán)发团队(duì),共同参与多轴旋翼式无(wú)人机的研发。2007年,这4位工程师在慕(mù)尼(ní)黑(hēi)附近的Krailling市(shì)成立AscTec科技公(gōng)司,先后再研发6轴无人直升机与8轴无人直升机,并(bìng)积极(jí)开(kāi)拓旋翼式无(wú)人(rén)机的(de)商用市场。AscTec公司不仅是(shì)多(duō)轴旋翼式无人机的创始者,并且是引导旋翼式(shì)无人(rén)机(jī)成为商用无人机的先驱者,以及成功促使(shǐ)它成为当(dāng)代流行的新科技产品。

4轴旋翼(yì)式飞行器必须具有:垂直运动、俯仰(yǎng)运动、滚转运动、偏航(háng)运动(dòng)、前(qián)后运动、侧向(xiàng)运动、悬停飞行等运动功(gōng)能,这全依靠改变“配对旋转”(1号与3号逆时钟旋转、2号(hào)与4号顺时钟旋转(zhuǎn))的转速与转速(sù)差(chà)达(dá)成;为了(le)保持飞行器的稳定飞行,在飞行器上装有3轴向(xiàng)的陀螺仪和3轴向加速度(dù)传感器组成的“惯性导航模(mó)块”,计(jì)算出飞行(háng)器此时(shí)相对地面的姿态、加速度、角(jiǎo)速(sù)度等,再由“飞行控制器”通过算(suàn)法计(jì)算出达成“遥控”或“程控”指(zhǐ)令要求的该运动状态时所(suǒ)需的各(gè)旋翼之转速,并通过(guò)电子调控(kòng)器控制各旋冀的电马达产生(shēng)合适的转速(sù)。这么(me)复杂的机制与多项高科技组件要(yào)能制造并整合在体积小巧玲鞲的(de)机体上,全赖(lài)本世纪成熟的“微机电系统”科技的达成。此外,多轴旋翼式无人机还(hái)要安装与整合GPS卫星(xīng)定位接收器,遥控指(zhǐ)令、影像与数(shù)据的通讯(xùn)传(chuán)输设备,以及安装有效负载的(de)“三轴向稳定平衡台(tái)”等。

多(duō)轴旋翼式商用无人机可概分为(wéi)消费型(xíng)与(yǔ)专业型两大类。消费型(xíng)的体积小,起飞重(chóng)量与搭(dā)载重(chóng)量皆低(都(dōu)在1、2公斤以下)、续(xù)航时间多在20分钟以内,价(jià)格较低廉(介于600至1000美元),主(zhǔ)要用于(yú)空拍(pāi)、娱乐、商业(yè)运(yùn)用等;专业型的体积大,起飞重量与搭载重量皆高(搭载重量都在10公斤以(yǐ)上)、续航时间都在(zài)40分钟以(yǐ)上(shàng),价格高于5000美(měi)元,主要用于军事(shì)侦察、警务作业、物(wù)流(liú)运输、农业服务等。

全球(qiú)多轴旋翼式(shì)无(wú)人机的制造厂商超过200家之多,以4轴旋翼式无人机(jī)最为流行,且多为消费型(xíng)。比如昆明劲鹰无人机专业从事航测无人机(jī)设备的设(shè)计、生产、销售和航测航拍服务,是中国技术顶尖的航测航拍无人机设计制造及航飞服务商,开(kāi)发研制出劲鹰1型汽油航测航拍(pāi)无人机(jī)、劲鹰2型垂直起飞固定(dìng)翼(yì)无人机、劲鹰3型可垂直起飞悬停固定翼无人(rén)机、劲(jìn)鹰650航拍四旋翼专用飞行器、劲鹰1000型八轴航拍航测无人(rén)机、劲(jìn)鹰1600大型载(zǎi)重(chóng)旋(xuán)翼飞行(háng)平台和劲鹰S1型汽油航测(cè)航拍水上无人机等(děng)多种型号的无人(rén)机,并成功(gōng)到非(fēi)洲飞行完(wán)成航(háng)测任务,拥有为民用、商用(yòng)航空领域提供优质服务的能力和实力。

图(tú)示:劲鹰650航拍四旋翼专用(yòng)飞行器(qì)

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