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多轴旋翼式无人机的(de)诞生

 

目前(qián)流行的商用无人机都为体积小(xiǎo)巧玲珑的多轴旋翼(yì)式飞(fēi)行(háng)器,起(qǐ)飞重量都在(zài)2公斤以下,以电(diàn)池驱动多轴上的马达与旋翼产生飞行升力与各种飞(fēi)行模式的助力,承载的有(yǒu)效负戴(如相机、摄(shè)影机或运送的订货(huò)等)重量仅(jǐn)数百公克至(zhì)10余公斤,飞行时间受限于电(diàn)池的(de)供电能力多介(jiè)于10至40分钟。

多(duō)轴旋翼式无(wú)人机(jī)是(shì)德(dé)国研发成功的。2002年,德国工程(chéng)师Daniel Gurdan与Klaus-Michael Doth共(gòng)同(tóng)研(yán)发4轴无人(rén)直升机“银辉”号(Silverlit X-UFO)成(chéng)功(gōng),荣(róng)获(huò)当年德国青年发明家竞(jìng)赛的金牌奖。继(jì)而,另2位(wèi)德国工(gōng)程师Michael Achtelik与Jan Stumpf参加他们的研发团(tuán)队,共同(tóng)参与多(duō)轴旋翼式无人机的研发(fā)。2007年,这4位工程(chéng)师(shī)在慕尼(ní)黑附近的(de)Krailling市成立AscTec科技公司,先后(hòu)再研发6轴(zhóu)无人直升(shēng)机与8轴无人直升机,并积极(jí)开拓旋翼式无人机的商用(yòng)市场(chǎng)。AscTec公司不仅是多(duō)轴旋(xuán)翼式无人机(jī)的创始者,并且是引导旋翼式(shì)无(wú)人机(jī)成为商用无人机的先(xiān)驱者,以及成功促使它成为当代流行的(de)新科(kē)技产品。

4轴旋翼式飞行器必须具有:垂直运动、俯仰运动、滚转运动、偏航运动、前后运动、侧(cè)向运动、悬停(tíng)飞行等运(yùn)动功能,这(zhè)全依靠改变“配对旋转”(1号与3号逆时钟旋转(zhuǎn)、2号与4号顺时钟旋转)的(de)转速与(yǔ)转速(sù)差达成(chéng);为了(le)保持(chí)飞行(háng)器的(de)稳定飞行(háng),在飞行器上装有3轴向的(de)陀螺仪和3轴向(xiàng)加速度传感(gǎn)器组成的“惯性导航(háng)模块(kuài)”,计(jì)算出飞行(háng)器此时相对地面的姿态、加速(sù)度、角速度等,再(zài)由“飞(fēi)行(háng)控制器”通过算法计算出达成“遥控(kòng)”或“程控”指令要(yào)求的该运动状态(tài)时所需的(de)各旋翼之(zhī)转速,并通(tōng)过电子调控器控(kòng)制各旋冀的电(diàn)马达产生合适(shì)的转速。这么复杂的(de)机制与(yǔ)多项高科技组件(jiàn)要能制造并(bìng)整合在(zài)体积小(xiǎo)巧(qiǎo)玲鞲的机体上,全赖(lài)本世纪(jì)成熟的“微机电系统”科技的达成。此外,多轴旋(xuán)翼式无(wú)人(rén)机还(hái)要安装与整合GPS卫星定位接收器,遥控(kòng)指(zhǐ)令、影像与数据的通讯传输(shū)设备(bèi),以及安(ān)装有(yǒu)效负载的“三轴(zhóu)向稳定平衡台”等。

多轴旋(xuán)翼式商用无人机可(kě)概(gài)分为消费型与专业型两大类。消费(fèi)型(xíng)的体积小,起飞重量与搭载重(chóng)量皆低(都在1、2公斤以下)、续(xù)航时间多(duō)在20分钟以内,价格较低廉(介于600至1000美元),主要用于空拍、娱乐、商业运用(yòng)等;专业型的体积大,起飞重量与(yǔ)搭载重(chóng)量皆高(搭载重量都在(zài)10公斤以上(shàng))、续航时间都在(zài)40分钟(zhōng)以上,价格(gé)高于5000美元(yuán),主要用(yòng)于(yú)军事(shì)侦(zhēn)察、警务(wù)作业(yè)、物(wù)流运输、农业(yè)服务等。

全球(qiú)多轴旋翼式无人机的制造厂商超过(guò)200家之多,以4轴旋翼式无(wú)人机最为流(liú)行,且多(duō)为消费(fèi)型。比如昆明(míng)劲(jìn)鹰无人(rén)机(jī)专业从事航测无(wú)人机设备的设计、生产、销(xiāo)售和(hé)航测(cè)航拍服(fú)务,是中国技术顶尖的航测航拍无人机设(shè)计(jì)制造及航飞(fēi)服务商,开发研制出劲鹰(yīng)1型(xíng)汽(qì)油航测航拍无人(rén)机、劲(jìn)鹰(yīng)2型(xíng)垂直(zhí)起飞固(gù)定翼无人(rén)机、劲鹰(yīng)3型可垂直起飞(fēi)悬停(tíng)固定翼无人机、劲(jìn)鹰650航拍四旋(xuán)翼专用(yòng)飞(fēi)行器(qì)、劲鹰1000型八轴航拍航测无人机、劲鹰1600大型载重旋翼飞行(háng)平台和(hé)劲鹰S1型汽油航测航拍水上无人机等多种型号(hào)的无人机,并成功到非洲飞行完成航测(cè)任务,拥有为民用、商用航空领域提供优质(zhì)服务的能力和(hé)实(shí)力(lì)。

图示:劲鹰650航拍(pāi)四旋(xuán)翼(yì)专用飞(fēi)行器

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