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北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:运输无人机
学校名称:四川航天职业技术学院
参赛队伍:航天羲和
参赛学生:谢亮明 钟志鹏 李坤  
指导老师:吴玉超 董小磊  

详细说明

随着运输无人机的普及和广泛使用,人们追求的已经不仅仅是能够将货物送达目的地了。所以我来简单分析一下运输无人机未来几年的发展现状。高空、长航时:续航能力不足,一直以来都是运输无人机存在的一大问题,由于低空和续航能力不足,很难一次性派送多个包裹,送一次包裹要多次往返,很容易造成时间上的浪费。所以,发展高空、长航时的运输无人机是未来几年的运输无人机发展趋势。智能化:随着电子技术、信息技术和导航定位技术的迅猛发展,开发出智能的运输无人机已经成为一种可能了。智能的运输无人机已经不仅仅能够将货物快速送达目的地了,它还能在工作人员设计的多个目的地中计算出最短的路线,然后按照这个路线,将货物一次性送达目的地。
  微型化:微型的运输送无人机,通常尺寸在15到20厘米之间,重量不超过1kg。但目前还是很难做到这一点,因为现在的快递包裹越来越大,越来越重,为了一次能够运完快递包裹,运输无人机需要有着比较大的运载空间,也需要比较强的运载动力,所以现阶段还无法对运输无人机微型化。
设计原理:
  与大众不一样的设计灵感来源于蚊香。首先制作一个类似与蚊香一样的圆盘形的骨架,在骨架的四个方向分别放入抓手嵌合在凹槽中,为了确保四个爪子,能够实现相同的运功,我们更改了整体的螺旋条纹,采用多重弧形体条纹。这样就能实现四个爪子的同向运动,能够更好的定位和抓取物体。为了确保运动精度,在原来的单层的圆盘轨道上面,再加上一层运动轨道一致的圆盘。最后在这个机构的正上方放置十字型框架包裹住,夹取机构,方便固定在无人机正下方。
抓取方案
 机身:采用一般的四旋翼无人机的造型优点在于:
    (1)可垂直起降,不需要弹射器,可悬停、侧飞、倒飞。
    2)飞行高度低,执行特种任务能力强。
    (3结构简单,控制灵活,成本低,且易于维护。
    (4)体积轻,重量轻,噪音小。
 抓取:螺旋式收紧夹取物体,通过电机带动规则螺旋盘旋转,来实现位于规则罗旋盘卡槽中间的四个爪,实现同速度,同方向的加紧和松开。

工作原理:
   首先通过无人机动力电池带动电机运转。通过电机的运转带动抓手中间的圆盘进行旋转,在顺时针旋转过程中,有圆盘带动固定在圆盘凹槽处的爪子进行定向运动。当爪子贴合在需要被抓取的物件上市,抓手无法移动,圆盘停止旋转。视为成功抓取物体。当物体送达目的地时,圆盘逆时针旋转,抓手固定凹槽轨迹移动。抓手松开夹取物体。
  (1)续航能力和高空飞行:机体设计是采用了四旋翼,这样能在飞行途中够更大地减少飞行阻力,节省更多的飞行动力,这样能够飞得更远,将货物送达更远的地方。本次设计的运输无人机采用了四螺桨的形态,相比于固定翼无人机来说没有起飞距离的限制,这样能够保持运输无人机的稳定性,也能保证运输无人机拥有更好的续航能力和平稳飞行。
  (2)创新特点:本次设计的运输无人机能够搬运其他运输无人机无法搬运的货物,因为该运输无人机的抓取包裹的爪子是可以自由拆卸的。如果集装箱重量过高,集装箱体积过大,我们可以拆卸运输无人机的爪子换上长度更长的爪子,完全能够抓牢1.5-3kg,边长为0.5m的正方体纸箱。(考虑到纸箱自身的承重能力,可以换成塑性更好的,微型塑料可拆卸的集装箱,可以保障在飞行途中,不怕雨淋,和飞行途中的颠簸)。

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