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大赛作品详情

作品名称:“疫”驱“翼”行——空中抗疫战士碟形变体无人机
学校名称:天津中德应用技术大学
参赛队伍:疫”驱“翼”行——空中抗疫队
参赛学生:尚志坤 李诗瑜 任禹锟  
指导老师:傅雅宁  

详细说明

开发背景:

近期全国疫情的大爆发,新增感染者数量多且范围广,疫情形势严峻复杂,疫情防控同样面临着复杂性、艰巨性和反复性的严峻形势。在疫情期间,无人机代替人力运输,可以减少疫情期间人员流动带来的感染风险和避免人力消耗导致的服务效率降低。

针对疫情问题,无人机在环境消毒、巡逻检查以及物资投送等环节发挥着重要作用。本产品具有双重功能模块化设计,通过底部模块消毒模块、航测模块、采样模块等在疫情中发挥重要作用。借助热成像技术避免大量人力支出,减少人员接触,实现安全防控。通过采样模块,降低工作人员的工作强度,提高防疫宣传工作的效率。

设计理念:

服务多元化理念。在疫情期间,可看到目前无人机帮助人类进行一些服务工作的普及性不高,像食物和医疗物品等生活物资的输送和日常的病毒消杀和清洁工作。而用无人机代替人力运输,可以减少疫情期间人员流动带来的感染风险和人力消耗的服务效率降低等,由此维持经济效应和社会服务可持续化。

结构说明:

本产品设计考虑整体搭载的安全性和飞行的稳定性,选取六旋翼无人机为机体,设计圆柱形的整体机身,分为上下两个负载仓口;在机身外部360°均分机臂排布的设计,圆柱形的承载机身更好确定无人机的重心位置,其次在机身下端面连接创新设计部件—可升降的模块化连接平台。为了保证旋翼无人机起飞降落的稳定性和控制无人机作业端面和地面的距离高度,设计了可同时起降的收缩六脚起落架,配合固定角度可旋转的异性卡扣,可以使六脚起落架精确的收缩与机身贴合。如图1

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                             图无人机结构

产品功能:

一、抗击疫情方面

1.在医疗领域,可以进行疫情防控消毒工作和清洁工作;

2.在配送领域,可以实现疫情防控期间无接触远程遥控输送物资,例如食物、药品和防护用品等;

3.在巡检领域,可以巡查人员进出、聚集、口罩佩戴情况,对疫情实况现场进行巡检。

二、抢险救援方面

在灾害发生后,可以进入现场进行搜救,同时搭载集成通信设备,利用无人机担当通信中继。从而使得极端环境下建立起无线通信的链路。

三、侦察方面

使用该无人机搭载图传设备在监视区域或外围采取悬停的方式,配合巡逻对地面情况进行实时监视。

四、航拍测绘方面

 在航拍时,碟形无人机采用起落架锁止卡扣,着陆支架可收上并锁止,避免镜头将支架拍摄进去,保证作品质量。

产品功能:

创新点1:双重功能模块化设计

整体无人机通过可升降的模块化连接平台与各功能模块进行连接,通过底部模块内部结构的轻微调换如消毒模块、航测模块、采样模块等以此达到整机的多功能设计,实现多种社会服务。如图2。
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                             图2  功能模块化设计

创新点2:虹膜式新型结构

为了保证起落架收起后的固定,设计了双圆形的卡扣。当异性圆边向内旋转时卡扣打开,异性圆边向外旋转时卡扣锁定。如图3
           3.png                              
                           图3   卡扣打开状态

创新点3:同步收放六脚起落架设计

该六脚起落架设计通过机身内部的一根丝杠控制机体上的连接套圈上下移动,从而间接控制六个支脚的同时收放,形成流线碟形结构,可以有效地减小空气阻力。如图4。

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                            图4   六脚起落架结构

创新点4:可升降的模块化连接平台

 

整体结构由一根丝杠控制,上端面滑块滑动带动下端面连接平台竖直升降,下端面的连接平台同时设计了槽口式和滑轨式两种连接方式,实现了横向调节、竖向伸缩的传动方式。如图5。

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                          图5  模块化连接平台

该无人机既可以满足即装即用和一机多用,还可以达到携带方便、使用灵活的目的。无人机的模块化设计,一方面可以适配市场上现有配件产品,可以降低研制成本;另一方面,能够提高整机利用率,延长了产品的使用期限。

 

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