成果名称: 多用途飞行机动微型平台
完成单位: 清远市公安局
完成人员: 郭春航,欧阳建中,温铭毅,罗靖,昂海松,向秀芬,黄海锋,蔡云锋,黄云晋,何敏雄
研究起止日期: 2014-09-22至2018-06-30
主要应用行业: 公共管理、社会保障和社会组织
高新技术领域: 电子信息
评价单位: 清远市科学技术局
评价日期: 2019-01-15
成果简介: 一、课题来源与背景 微型无人飞行器因具有体积小、重量轻、隐蔽性好、灵活性强的特点,在多种专业领域的工作中都具有独特的优势。在公安工作中,应用无人飞行器执行各类工作任务和参与抢险救灾、处置突发事件等能有效提升战斗力。“多用途飞行机动微型平台”项目主要研究一种微型可更换任务设备的无人飞行器,以满足航拍、追踪和空中投放小型救援物品等各种应用需求,具体包括飞行平台研究和任务载荷技术研究。 二、技术原理及性能指标 (一)技术原理 出于应用的安全性考虑,本项目选定六旋翼作为无人机的基本结构形式。依靠前后、左右三组转动方向相反螺旋桨来提供上升动力及改变飞行姿态、位置的动力。六个螺旋桨呈六角星形状交叉布设(如下图)。六旋翼飞行器通过改变螺旋桨的速度来实现各种动作: (1)上升下降:同时增加六个旋翼的转速或者同时减小六个旋翼的转速可以增加或者减小旋翼所产生的总拉力。 (2)前飞、后飞:如上图所示,减小3、4、5、6号旋翼的转速,同时增加1、2号旋翼的转速,可以产生一个y轴上的正力矩,该力矩作用在机体上会造成俯仰角为正,即机体向前倾斜,这会导致旋翼所产生的总拉力在前进方向上有一个正的分力,该分力会拉动机体向前飞行。同理,增大3、4、5、6号旋翼的转速,同时减小1、2号旋翼的转速,可以产生一个y轴上的负力矩,该力矩作用在机体上会造成俯仰角为负,即机体向后倾斜,机体向后飞行。 (3)左飞、右飞:增大2、3号旋翼的转速并减小5、6号旋翼的转速,可以在x轴上产生一个正力矩,该力矩会导致机体的横滚角为正,即机体向右倾斜。这会导致旋翼所产生的总拉力在x轴上有一个负分量,该分力拉动机体向右飞行。同理,减小2、3号旋翼的转速并增大5、6号旋翼的转速,可以在x轴上产生一个负力矩,使机体的横滚角为负,即机体向左倾斜,向左飞行。 (二)性能指标 (1)布局形式:6旋翼 (2)尺寸:85厘米(轴心距) (3)重量3.6公斤 (4)巡航飞行速度:0-40公里/小时 (5)最大飞行速度:50公里/小时 (6)最大飞行高度>400米 (7)悬停相对精度:<0.1米(风力小于2级时) (8)控制方式:遥控与自主飞行控制导航 (9)续航时间:35分钟 性能:垂直起降,精确悬停,任意方向直接机动平飞 任务功能:实时传输彩色视频、可更换任务设备 三、技术的创造性与先进性 (1)采用六旋翼架构 本项目与传统四旋翼无人机相比,本项目无人机采用六旋翼架构,在飞行过程中,某一个旋翼出现故障,无人机仍然能够保持稳定,确保了飞行的安全性。 (2)图数一体传输 采用正交频分复用技术(OFDM)传输图像和飞行控制信息,具有抗干扰能力强,频带利用率高的优点。 (3)可灵活携带任务设备 具备通用型任务设备接口,可接插光学变焦吊舱,机械手爪等任务设备,执行空中视频巡查和物品投送。 (4)智能控制 具备复杂环境下微型飞行器的自主导航智能控制能力。 四、技术的成熟程度,适用范围和安全性 项目结题验收以来,本项目成果一直平稳应用于公安机关各项业务工作,性能稳定,无出现过飞行故障。 五、应用情况及存在的问题 本项目成果应用转化过程中,根据业务需要,基于本项目“图数一体传输技术”开发出某型无线高清多路视频传输系统一款;基于本项目“飞行控制技术”延伸,开发出某型低噪声无人机。两款产品均已定型向全国推广。 六、历年获奖情况 2020年,某型无线高清多路视频传输设备获全国公安基层技术革新奖二等奖; 2022年,某型低噪声无人机获全国公安基层技术革新奖优秀奖;