【摘要】：近年來無人機(jī)行業(yè)得到了快速的發(fā)展,特別是旋翼無人機(jī)在無人機(jī)領(lǐng)域中占據(jù)著主要地位,該類無人機(jī)主要用于航拍工作,被廣泛使用于警用偵察、綜藝拍攝、地質(zhì)勘測、娛樂自拍等多種場景中。隨著近些年中國經(jīng)濟(jì)的快速復(fù)蘇,城市中高樓林立的現(xiàn)象也越來越多,隨之而來的是高層火災(zāi)救援效率低下的問題。目前已經(jīng)有人將無人機(jī)引入消防領(lǐng)域,想要借以攻克高層消防的難題,但是還沒有完美的解決方案,無人機(jī)高層消防研究還有很長的路要走。本文針對無人機(jī)高層消防問題進(jìn)行了總結(jié),提出了一種無人機(jī)配備大負(fù)載云臺帶動消防水槍進(jìn)行滅火的方案,主要涉及的工作是進(jìn)行該大負(fù)載無人機(jī)云臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究。本文所進(jìn)行的云臺研究目的主要是設(shè)計(jì)一款旋翼無人機(jī)用云臺結(jié)構(gòu)。經(jīng)過負(fù)載分析與結(jié)構(gòu)形式的多方調(diào)查,本文設(shè)計(jì)的云臺結(jié)構(gòu)僅包含兩個自由度,能夠極大地簡化控制復(fù)雜度。該云臺結(jié)構(gòu)還將水槍所連接的水帶重量與電機(jī)負(fù)載相分離,使得云臺所用電機(jī)功率盡量降低,從而可以降低電機(jī)的重量和體積,將云臺的體積和重量控制在一定范圍內(nèi)。對云臺結(jié)構(gòu)的研究主要是通過solidworks結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與虛擬模型的仿真分析來進(jìn)行。在云臺結(jié)構(gòu)實(shí)體加工之前利用solidworks三維軟件設(shè)計(jì)建模,并借助Ansys workbench和Adams軟件對虛擬三維模型進(jìn)行了仿真分析。從靜力學(xué)與運(yùn)動學(xué)方面對所涉及的云臺進(jìn)行分析,有助于對結(jié)構(gòu)的合理性進(jìn)行早期的預(yù)判和性能改進(jìn),免去了不合理結(jié)構(gòu)的再加工,節(jié)省了加工成本和設(shè)計(jì)時間成本。經(jīng)過模型設(shè)計(jì)、基于虛擬模型的仿真分析與實(shí)體實(shí)驗(yàn)分析,本文給出了一款安裝便捷快速、結(jié)構(gòu)簡單輕便、負(fù)載能力強(qiáng)大的大負(fù)載無人機(jī)云臺。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V279
【圖文】：

1.3.1 國外無人機(jī)云臺的研究現(xiàn)狀國外云臺研究的比較早，第一臺云臺在 1949 年出于歐克諾公司之手，但當(dāng)時技術(shù)落后導(dǎo)致該云臺本身存在很多缺陷。之后該公司又推出了其他不同類型的云臺，包括傳動精度更高的云臺和液壓驅(qū)動云臺等。1969 年悉尼的 Miller 公司創(chuàng)建成立，這是一家專業(yè)云臺公司，除了研發(fā)液壓云臺之外，其業(yè)務(wù)范圍還包括小型方向搖臂云臺和重載云臺等等。Miller 公司生產(chǎn)的云臺可以達(dá)到防塵甚至防水的工藝水平，并且可以隨時懸停，也對啟動位置的要求極低[2]。此外， 還有博世（Bosch）公司和 DirectPerception 公司等專業(yè)的云臺設(shè)備商，Bosch 公司開發(fā)了一種高速定位裝置，其可達(dá)到最高 100 度/秒的水平方向轉(zhuǎn)速，可以實(shí)現(xiàn)快速定位。而；DirectedPerception 公司研制了 PTU-D47，一種配備兩個步進(jìn)電機(jī)，且均由直流工作電壓驅(qū)動的 PTU-D47 云臺，如圖 1.1。從 1985 年開始，國外云臺的開發(fā)已經(jīng)形成了規(guī)�；陌l(fā)展與制造，相應(yīng)的也出現(xiàn)了與云臺配套的計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)品[3]。

1.3.1 國外無人機(jī)云臺的研究現(xiàn)狀國外云臺研究的比較早，第一臺云臺在 1949 年出于歐克諾公司之手，但當(dāng)時技術(shù)落后導(dǎo)致該云臺本身存在很多缺陷。之后該公司又推出了其他不同類型的云臺，包括傳動精度更高的云臺和液壓驅(qū)動云臺等。1969 年悉尼的 Miller 公司創(chuàng)建成立，這是一家專業(yè)云臺公司，除了研發(fā)液壓云臺之外，其業(yè)務(wù)范圍還包括小型方向搖臂云臺和重載云臺等等。Miller 公司生產(chǎn)的云臺可以達(dá)到防塵甚至防水的工藝水平，并且可以隨時懸停，也對啟動位置的要求極低[2]。此外， 還有博世（Bosch）公司和 DirectPerception 公司等專業(yè)的云臺設(shè)備商，Bosch 公司開發(fā)了一種高速定位裝置，其可達(dá)到最高 100 度/秒的水平方向轉(zhuǎn)速，可以實(shí)現(xiàn)快速定位。而；DirectedPerception 公司研制了 PTU-D47，一種配備兩個步進(jìn)電機(jī)，且均由直流工作電壓驅(qū)動的 PTU-D47 云臺，如圖 1.1。從 1985 年開始，國外云臺的開發(fā)已經(jīng)形成了規(guī)�；陌l(fā)展與制造，相應(yīng)的也出現(xiàn)了與云臺配套的計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)品[3]。

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本文編號：2721997