無人機(jī)設(shè)計(jì)調(diào)研課件

消費(fèi)級無人機(jī)無人機(jī)設(shè)計(jì)2017消費(fèi)級無人機(jī)無人機(jī)設(shè)計(jì)20171CONTENTS調(diào)研總結(jié)現(xiàn)有產(chǎn)品分析面臨的問題材料及表面工藝06行為習(xí)慣分析01020304人群及使用環(huán)境05CONTENTS調(diào)研總結(jié)現(xiàn)有產(chǎn)品分析面臨的問題材料及表面工藝2現(xiàn)有產(chǎn)品分析011.11.21.31.41.51.61.71.8現(xiàn)有產(chǎn)品分析011.11.21.31.41.51.61.713PROJECT

DESCRIPTION無人駕駛飛機(jī)簡稱“無人機(jī)”，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。

從技術(shù)角度定義可以分為：無人固定翼機(jī)、無人垂直起降機(jī)、無人飛艇、無人直升機(jī)、無人多旋翼飛行器、無人傘翼機(jī)等。

無人機(jī)按應(yīng)用領(lǐng)域，可分為軍用與民用。軍用方面，無人機(jī)分為偵察機(jī)和靶機(jī)。民用方面，無人機(jī)+行業(yè)應(yīng)用，是無人機(jī)真正的剛需；目前在航拍、農(nóng)業(yè)、植保、微型自拍、快遞運(yùn)輸、災(zāi)難救援、觀察野生動物、監(jiān)控傳染病、測繪、新聞報道、電力巡檢、救災(zāi)、影視拍攝、制造浪漫等等領(lǐng)域的應(yīng)用，大大的拓展了無人機(jī)本身的用途，發(fā)達(dá)國家也在積極擴(kuò)展行業(yè)應(yīng)用與發(fā)展無人機(jī)技術(shù)。1.1

無人機(jī)定義及分類PROJECT無人駕駛飛機(jī)簡稱“無人機(jī)41.2

研制背景無人機(jī)最早在20世紀(jì)20年代出現(xiàn)，1914年第一次世界大戰(zhàn)正進(jìn)行得如火如荼，英國的卡德爾和皮切爾兩位將軍，向英國軍事航空學(xué)會提出了一項(xiàng)建議：研制一種不用人駕駛，而用無線電操縱的小型飛機(jī)，使它能夠飛到敵方某一目標(biāo)區(qū)上空，將事先裝在小飛機(jī)上的炸彈投下去。這種大膽的設(shè)想立即得到當(dāng)時英國軍事航空學(xué)會理事長戴·亨德森爵士賞識。他指定由A.M.洛教授率領(lǐng)一班人馬進(jìn)行研制。無人機(jī)當(dāng)時是作為訓(xùn)練用的靶機(jī)使用的。是一個許多國家用于描述最新一代無人駕駛飛機(jī)的術(shù)語。從字面上講，這個術(shù)語可以描述從風(fēng)箏，無線電遙控飛機(jī)，到V-1飛彈從發(fā)展來的巡航導(dǎo)彈，但是在軍方的術(shù)語中僅限于可重復(fù)使用的比空氣重的飛行器。研制背景1.2研制背景無人機(jī)最早在20世紀(jì)20年51.3發(fā)展歷程PROJECT

DESCRIPTION20世紀(jì)55年到74年的越南戰(zhàn)爭，海灣戰(zhàn)爭乃至北約空襲南斯拉夫的過程中，無人機(jī)都被頻繁地用于執(zhí)行軍事任務(wù)。0220世紀(jì)40年代，二戰(zhàn)中無人靶機(jī)用于訓(xùn)練防空炮手。011991年的沙漠風(fēng)暴作戰(zhàn)當(dāng)中，美軍曾經(jīng)發(fā)射專門設(shè)計(jì)欺騙雷達(dá)系統(tǒng)的小型無人機(jī)作為誘餌，這種誘餌也成為其他國家效彷的對象0320世紀(jì)90年代后，西方國家充分認(rèn)識到無人機(jī)在戰(zhàn)爭中的作用，競相把高新技術(shù)應(yīng)用到無人機(jī)的研制與發(fā)展上：新翼型和輕型材料大大增加了無人機(jī)的續(xù)航時間；采用先進(jìn)的信號處理與通信技術(shù)提高了無人機(jī)的圖像傳遞速度和數(shù)字化傳輸速度；先進(jìn)的自動駕駛儀使無人機(jī)不再需要陸基電視屏幕領(lǐng)航，而是按程序飛往盤旋點(diǎn)，改變高度和飛往下一個目標(biāo)。041.3發(fā)展歷程PROJECTDESCRIPTION20世紀(jì)61.4

品牌分析PROJECT

DESCRIPTION大疆大疆：是一家總部位于中國深圳的無人機(jī)制造廠商，成立于2006年。該公司生產(chǎn)的DJI無人機(jī)被廣泛運(yùn)用于航拍。極飛(XAIRCRAFT)極飛(XAIRCRAFT)作為國內(nèi)最早開始研發(fā)多旋翼無人機(jī)的公司之一，成立于2007年總部位于中國廣州的極飛科技(XAIRCRAFT)由前微軟中國區(qū)MVP彭斌創(chuàng)立。Parrot(派諾特)Parrot(派諾特)：比大疆成立早十二年的Parrot公司是一家總部位于法國巴黎的無人機(jī)及無線產(chǎn)品制造商。億航(Ehang)億航(Ehang)：作為無人機(jī)市場新銳，總部位于中國廣州的億航無人機(jī)團(tuán)隊(duì)于去年四月獲得來自樂博資本楊寧的第一筆天使投資。緊接著的五月，億航發(fā)布旗下首款無人機(jī)產(chǎn)品Ghost。其創(chuàng)始人為有著“16歲就考上清華少年班”神奇經(jīng)歷的胡華智。12341.4品牌分析PROJECTDESCRIPTION大疆大71.5

操作流程PROJECT

DESCRIPTION開始界面：快捷實(shí)現(xiàn)任務(wù)的規(guī)劃，進(jìn)入任務(wù)監(jiān)控界面，實(shí)現(xiàn)航拍任務(wù)的快速自動歸檔，各功能劃分開來，實(shí)現(xiàn)軟件運(yùn)行的專一而穩(wěn)定。航前檢查：為保證任務(wù)的安全進(jìn)行，起飛前結(jié)合飛行控制軟件進(jìn)行自動檢測，確保飛機(jī)的GPS、羅盤、空速管及其俯仰翻滾等狀態(tài)良好，避免在航拍中危險情況的發(fā)生。飛行任務(wù)規(guī)劃：在區(qū)域空照、導(dǎo)航、混合三種模式下進(jìn)行飛行任務(wù)的規(guī)劃。航飛監(jiān)控：實(shí)時掌握飛機(jī)的姿態(tài)、方位、空速、位置、電池電壓、即時風(fēng)速風(fēng)向、任務(wù)時間等重要狀態(tài)，便于操作人員實(shí)時判斷任務(wù)的可執(zhí)行性，進(jìn)一步保證任務(wù)的安全。12341.5操作流程PROJECTDESCRIPTION81.6

造型定位PROJECT

DESCRIPTION未來現(xiàn)在高端低端1.6造型定位PROJECTDESCRIPTION未來現(xiàn)91.7工作原理

旋翼對稱分布在機(jī)體的前后、左右四個方向，四個旋翼處于同一高度平面，且四個旋翼的結(jié)構(gòu)和半徑都相同，四個電機(jī)對稱的安裝在飛行器的支架端，支架中間空間安放飛行控制計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備。結(jié)構(gòu)形式如圖1.1所示。

四旋翼飛行器通過調(diào)節(jié)四個電機(jī)轉(zhuǎn)速來改變旋翼轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)升力的變化，從而控制飛行器的姿態(tài)和位置。四旋翼飛行器是一種六自由度的垂直升降機(jī)，但只有四個輸入力，同時卻有六個狀態(tài)輸出，所以它又是一種欠驅(qū)動系統(tǒng)。（a）垂直運(yùn)動：同時增加四個電機(jī)的輸出功率，旋翼轉(zhuǎn)速增加使得總的拉力增大，當(dāng)總拉力足以克服整機(jī)的重量時，四旋翼飛行器便離地垂直上升；反之，同時減小四個電機(jī)的輸出功率，四旋翼飛行器則垂直下降，直至平衡落地，實(shí)現(xiàn)了沿z軸的垂直運(yùn)動。當(dāng)外界擾動量為零時，在旋翼產(chǎn)生的升力等于飛行器的自重時，飛行器便保持懸停狀態(tài)。（b）俯仰運(yùn)動：在圖（b）中，電機(jī)1的轉(zhuǎn)速上升，電機(jī)3的轉(zhuǎn)速下降（改變量大小應(yīng)相等），電機(jī)2、電機(jī)4的轉(zhuǎn)速保持不變。由于旋翼1的升力上升，旋翼3的升力下降，產(chǎn)生的不平衡力矩使機(jī)身繞y軸旋轉(zhuǎn)，同理，當(dāng)電機(jī)1的轉(zhuǎn)速下降，電機(jī)3的轉(zhuǎn)速上升，機(jī)身便繞y軸向另一個方向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)飛行器的俯仰運(yùn)動。1.7工作原理旋翼對稱分布在機(jī)體的前后、左101.7工作原理（c）滾轉(zhuǎn)運(yùn)動：與圖b的原理相同，在圖c中，改變電機(jī)2和電機(jī)4的轉(zhuǎn)速，保持電機(jī)1和電機(jī)3的轉(zhuǎn)速不變，則可使機(jī)身繞x軸旋轉(zhuǎn)（正向和反向），實(shí)現(xiàn)飛行器的滾轉(zhuǎn)運(yùn)動。（d）偏航運(yùn)動：旋翼轉(zhuǎn)動過程中由于空氣阻力作用會形成與轉(zhuǎn)動方向相反的反扭矩，為了克服反扭矩影響，可使四個旋翼中的兩個正轉(zhuǎn)，兩個反轉(zhuǎn)，且對角線上的各個旋翼轉(zhuǎn)動方向相同。反扭矩的大小與旋翼轉(zhuǎn)速有關(guān)，當(dāng)四個電機(jī)轉(zhuǎn)速相同時，四個旋翼產(chǎn)生的反扭矩相互平衡，四旋翼飛行器不發(fā)生轉(zhuǎn)動；當(dāng)四個電機(jī)轉(zhuǎn)速不完全相同時，不平衡的反扭矩會引起四旋翼飛行器轉(zhuǎn)動。在圖d中，當(dāng)電機(jī)1和電機(jī)3的轉(zhuǎn)速上升，電機(jī)2和電機(jī)4的轉(zhuǎn)速下降時，旋翼1和旋翼3對機(jī)身的反扭矩大于旋翼2和旋翼4對機(jī)身的反扭矩，機(jī)身便在富余反扭矩的作用下繞z軸轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)飛行器的偏航運(yùn)動，轉(zhuǎn)向與電機(jī)1、電機(jī)3的轉(zhuǎn)向相反。1.7工作原理（c）滾轉(zhuǎn)運(yùn)動：與圖b的原理111.7工作原理

（5）前后運(yùn)動：要想實(shí)現(xiàn)飛行器在水平面內(nèi)前后、左右的運(yùn)動，必須在水平面內(nèi)對飛行器施加一定的力。在圖e中，增加電機(jī)3轉(zhuǎn)速，使拉力增大，相應(yīng)減小電機(jī)1轉(zhuǎn)速，使拉力減小，同時保持其它兩個電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，反扭矩仍然要保持平衡。按圖b的理論，飛行器首先發(fā)生一定程度的傾斜，從而使旋翼拉力產(chǎn)生水平分量，因此可以實(shí)現(xiàn)飛行器的前飛運(yùn)動。向后飛行與向前飛行正好相反。（在圖b圖c中，飛行器在產(chǎn)生俯仰、翻滾運(yùn)動的同時也會產(chǎn)生沿x、y軸的水平運(yùn)動。）（6）傾向運(yùn)動：在圖f中，由于結(jié)構(gòu)對稱，所以傾向飛行的工作原理與前后運(yùn)動完全一樣。1.7工作原理（5）前后運(yùn)動：要想實(shí)現(xiàn)飛行器在水121.8無人機(jī)組成部件電動機(jī)

小型四旋翼無人機(jī)（軸距250mm左右）大都選用KV2000左右（配5-6寸槳）的電機(jī)。1.8無人機(jī)組成部件電動機(jī)13

槳葉

槳葉與電機(jī)的搭配主要是從機(jī)架大小、能否提供足夠動力這兩方面進(jìn)行考慮。電池

現(xiàn)在幾乎所有的四旋翼無人機(jī)都使用鋰電池，主要考量電池的容量、放電速率、自身重量。如：ACE格瑞普2200mAh鋰電池，充電倍率20C，重量186g，尺寸25mm*34mm*105mm1.8無人機(jī)組成部件槳葉1.8無人機(jī)組成部件14支撐和外觀系統(tǒng)

支撐和外觀系統(tǒng)（機(jī)架）是指無人機(jī)的承載平臺，主要由中心板、力臂、腳架和攝像頭組成。

多軸飛行器的軸數(shù)，常見的還是以4、6、8軸為主。

1.8無人機(jī)組成部件1.8無人機(jī)組成部件15材料及表面工藝022.12.22.32.4材料及表面工藝022.12.22.32.4162.1

性能良好的材料PROJECT

DESCRIPTION碳纖維工程塑料PAINPOINTS01PAINPOINTS022.1性能良好的材料PROJECTDESCRIPTION172.2碳纖維PROJECT

DESCRIPTION碳纖維（carbonfiber，簡稱CF），是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。2.2碳纖維PROJECTDESCRIPTION182.3

市場價值PROJECT

DESCRIPTION工程塑料可作工程材料和代替金屬制造機(jī)器零部件等的塑料。工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，剛性大，蠕變小，機(jī)械強(qiáng)度高，耐熱性好，電絕緣性好，可在較苛刻的化學(xué)、物理環(huán)境中長期使用，可替代金屬作為工程結(jié)構(gòu)材料使用，但價格較貴，產(chǎn)量較小。2.3市場價值PROJECTDESCRIPTION192.4

碳纖維表面處理PROJECT

DESCRIPTION碳纖維表面處理是指為改善碳纖維與樹脂基體等的鉆合性、提高復(fù)合材料的層間剪切力而須進(jìn)行的表面處理。防止弱層面的生成改善樹脂和增強(qiáng)材料的親和力表而處理法有五種:(1]液相氧化法，氧化劑為1NNa2Cr2}}或6NHNO,等}t2)等離子體處理法、使等離子體聚合物附著于碳纖維表面卜或起刻蝕作用;3)陽極電解或電沉積處理法，便帶竣基等的共聚體負(fù)離子在電場作用下均勻地沉積在碳纖維表面;l4)臭氧處理法;5)氣相氧化法.采用0，+cu在約1000℃進(jìn)行。6)表面涂層法。2.4碳纖維表面處理PROJECTDESCRIPTION20適用環(huán)境及使用人群033.13.2適用環(huán)境及使用人群033.13.2213.1使用人群高收入階級航模愛好者發(fā)燒友航拍愛好者3.1使用人群高收入階級航模愛好者發(fā)燒友航拍愛好者223.1使用人群消費(fèi)級無人機(jī)市場的客戶群體主要是高收入階級、航模愛好者、發(fā)燒友等小眾群體。這與此類群體的受教育程度、文化程度、收入水平有很大關(guān)系。對于多數(shù)消費(fèi)者而言，無人機(jī)仍是新奇的產(chǎn)品且價格昂貴，一般消費(fèi)者不會選擇購買。而對于此類小眾群體來說，購買并使用無人機(jī)不僅是一種身份地位的象征，更是一種品味的體現(xiàn)。無人機(jī)憑借能隨時隨地拍攝出震撼的鳥瞰照片及炫酷視頻等優(yōu)點(diǎn)，更是深受航拍愛好者的歡迎。消費(fèi)級無人機(jī)大多針對普通消費(fèi)者或者航拍愛好者，強(qiáng)調(diào)飛機(jī)的便攜性和易操作，用戶通常對售價敏感。3.1使用人群消費(fèi)級無人機(jī)市場的客戶群體主要是高收入233.2適用環(huán)境無人機(jī)能勝任“3D”環(huán)境下的工作任務(wù)(“3D”即Dull枯燥的、Dirty骯臟的、Dangerous危險的)。

常規(guī)航攝作業(yè)根據(jù)無人機(jī)的起降方式，無人機(jī)起降環(huán)境應(yīng)滿足以下要求：a）距離軍用、商用機(jī)場須在10km以上；b）起降場地相對平坦、通視良好；c）遠(yuǎn)離人口密集區(qū)，半徑200m范圍內(nèi)不能有高壓線、高大建筑物、重要設(shè)施等；d）起降場地地面應(yīng)無明顯凸起的巖石塊、土坎、樹樁，也無水塘、大溝渠等；e）附近應(yīng)無正在使用的雷達(dá)站、微波中繼、無限通信等干擾源，在不能確定的情況下，應(yīng)測試信號的頻率和強(qiáng)度，如對系統(tǒng)設(shè)備有干擾，須改變起降場地；f）無人機(jī)采用滑跑起飛、滑行降落的，滑跑路面條件應(yīng)滿足其性能指標(biāo)要求。3.2適用環(huán)境無人機(jī)能勝任“3D”環(huán)境下的工作任務(wù)(24行為習(xí)慣分析044.14.2行為習(xí)慣分析044.14.2254.1

操控器分析PROJECT

DESCRIPTION控制器是指人通過某種裝置操縱控制一臺機(jī)器或一個設(shè)備系統(tǒng)的專用機(jī)具。控制器的類型很多，分類方法也不盡相同。一般來說，常見的分類方法有以下幾種：擺動控制器如開關(guān)桿、調(diào)節(jié)桿、杠桿鍵，撥動式開關(guān)、擺動開關(guān)、踏板等。轉(zhuǎn)換控制器用于把系統(tǒng)從一個工作狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一個工作狀態(tài)的操縱控制。常用的有手柄、選擇開關(guān)、選擇旋鈕、操縱盤等控制器。調(diào)整控制器用于使系統(tǒng)的工作參數(shù)穩(wěn)定地增加或減少。常用有手柄、按鈕、操縱盤和旋鈕等。4.1操控器分析PROJECTDESCRIPTION264.2

人機(jī)工程分析PROJECT

DESCRIPTION根據(jù)人機(jī)工程學(xué)分析得到，人體的正常操作視覺范圍為60°人手最大作業(yè)區(qū)為59cm通常作業(yè)區(qū)為35cm手長平均在16~22.5cm上展范圍為32°~60°下展范圍為73°~110°內(nèi)展范圍為55°~75°外展范圍為15°。大拇指與食指的夾角約等于65°。4.2人機(jī)工程分析PROJECTDESCRIPTION27面臨的問題055.1面臨的問題055.1285.1

面臨的問題PROJECT

DESCRIPTION噪音大STEP

1續(xù)航能力差STEP

2抗撞擊能力差易損壞STEP

3夜拍攝能力差STEP

4怕惡劣天氣STEP

5怕電子干擾STEP

65.1面臨的問題PROJECTDESCRIPTION噪音29調(diào)研總結(jié)066.1調(diào)研總結(jié)066.1305.2

回報預(yù)測PROJECT

DESCRIPTION從以上調(diào)研所得無人機(jī)的潛力不斷被挖掘，行業(yè)需求呈現(xiàn)井噴趨勢。對民用無人機(jī)來講，300以下的低空空域，可開辟十分廣泛的航空作業(yè)市場。與其他電子消費(fèi)品類似，消費(fèi)級無人機(jī)主要的作用是滿足消費(fèi)者的娛樂需求。因此消費(fèi)級無人機(jī)大多作為飛行的相機(jī)在使用。使用時要求上手難度盡量低，使用頻率和場合并不高。并且盡可能彌補(bǔ)以上所面臨的缺點(diǎn)提高無人機(jī)質(zhì)量及性能。5.2回報預(yù)測PROJECTDESCRIPTION3132寫在最后成功的基礎(chǔ)在于好的學(xué)習(xí)習(xí)慣Thefoundationofsuccessliesingoodhabits32寫在最后成功的基礎(chǔ)在于好的學(xué)習(xí)習(xí)慣結(jié)束語當(dāng)你盡了自己的最大努力時，失敗也是偉大的，所以不要放棄，堅(jiān)持就是正確的。WhenYouDoYourBest,FailureIsGreat,SoDon'TGiveUp,StickToTheEnd演講人：XXXXXX

時間：XX年XX月XX日

結(jié)束語33消費(fèi)級無人機(jī)無人機(jī)設(shè)計(jì)2017消費(fèi)級無人機(jī)無人機(jī)設(shè)計(jì)201734CONTENTS調(diào)研總結(jié)現(xiàn)有產(chǎn)品分析面臨的問題材料及表面工藝06行為習(xí)慣分析01020304人群及使用環(huán)境05CONTENTS調(diào)研總結(jié)現(xiàn)有產(chǎn)品分析面臨的問題材料及表面工藝35現(xiàn)有產(chǎn)品分析011.11.21.31.41.51.61.71.8現(xiàn)有產(chǎn)品分析011.11.21.31.41.51.61.7136PROJECT

DESCRIPTION無人駕駛飛機(jī)簡稱“無人機(jī)”，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。

從技術(shù)角度定義可以分為：無人固定翼機(jī)、無人垂直起降機(jī)、無人飛艇、無人直升機(jī)、無人多旋翼飛行器、無人傘翼機(jī)等。

無人機(jī)按應(yīng)用領(lǐng)域，可分為軍用與民用。軍用方面，無人機(jī)分為偵察機(jī)和靶機(jī)。民用方面，無人機(jī)+行業(yè)應(yīng)用，是無人機(jī)真正的剛需；目前在航拍、農(nóng)業(yè)、植保、微型自拍、快遞運(yùn)輸、災(zāi)難救援、觀察野生動物、監(jiān)控傳染病、測繪、新聞報道、電力巡檢、救災(zāi)、影視拍攝、制造浪漫等等領(lǐng)域的應(yīng)用，大大的拓展了無人機(jī)本身的用途，發(fā)達(dá)國家也在積極擴(kuò)展行業(yè)應(yīng)用與發(fā)展無人機(jī)技術(shù)。1.1

無人機(jī)定義及分類PROJECT無人駕駛飛機(jī)簡稱“無人機(jī)371.2

研制背景無人機(jī)最早在20世紀(jì)20年代出現(xiàn)，1914年第一次世界大戰(zhàn)正進(jìn)行得如火如荼，英國的卡德爾和皮切爾兩位將軍，向英國軍事航空學(xué)會提出了一項(xiàng)建議：研制一種不用人駕駛，而用無線電操縱的小型飛機(jī)，使它能夠飛到敵方某一目標(biāo)區(qū)上空，將事先裝在小飛機(jī)上的炸彈投下去。這種大膽的設(shè)想立即得到當(dāng)時英國軍事航空學(xué)會理事長戴·亨德森爵士賞識。他指定由A.M.洛教授率領(lǐng)一班人馬進(jìn)行研制。無人機(jī)當(dāng)時是作為訓(xùn)練用的靶機(jī)使用的。是一個許多國家用于描述最新一代無人駕駛飛機(jī)的術(shù)語。從字面上講，這個術(shù)語可以描述從風(fēng)箏，無線電遙控飛機(jī)，到V-1飛彈從發(fā)展來的巡航導(dǎo)彈，但是在軍方的術(shù)語中僅限于可重復(fù)使用的比空氣重的飛行器。研制背景1.2研制背景無人機(jī)最早在20世紀(jì)20年381.3發(fā)展歷程PROJECT

DESCRIPTION20世紀(jì)55年到74年的越南戰(zhàn)爭，海灣戰(zhàn)爭乃至北約空襲南斯拉夫的過程中，無人機(jī)都被頻繁地用于執(zhí)行軍事任務(wù)。0220世紀(jì)40年代，二戰(zhàn)中無人靶機(jī)用于訓(xùn)練防空炮手。011991年的沙漠風(fēng)暴作戰(zhàn)當(dāng)中，美軍曾經(jīng)發(fā)射專門設(shè)計(jì)欺騙雷達(dá)系統(tǒng)的小型無人機(jī)作為誘餌，這種誘餌也成為其他國家效彷的對象0320世紀(jì)90年代后，西方國家充分認(rèn)識到無人機(jī)在戰(zhàn)爭中的作用，競相把高新技術(shù)應(yīng)用到無人機(jī)的研制與發(fā)展上：新翼型和輕型材料大大增加了無人機(jī)的續(xù)航時間；采用先進(jìn)的信號處理與通信技術(shù)提高了無人機(jī)的圖像傳遞速度和數(shù)字化傳輸速度；先進(jìn)的自動駕駛儀使無人機(jī)不再需要陸基電視屏幕領(lǐng)航，而是按程序飛往盤旋點(diǎn)，改變高度和飛往下一個目標(biāo)。041.3發(fā)展歷程PROJECTDESCRIPTION20世紀(jì)391.4

品牌分析PROJECT

DESCRIPTION大疆大疆：是一家總部位于中國深圳的無人機(jī)制造廠商，成立于2006年。該公司生產(chǎn)的DJI無人機(jī)被廣泛運(yùn)用于航拍。極飛(XAIRCRAFT)極飛(XAIRCRAFT)作為國內(nèi)最早開始研發(fā)多旋翼無人機(jī)的公司之一，成立于2007年總部位于中國廣州的極飛科技(XAIRCRAFT)由前微軟中國區(qū)MVP彭斌創(chuàng)立。Parrot(派諾特)Parrot(派諾特)：比大疆成立早十二年的Parrot公司是一家總部位于法國巴黎的無人機(jī)及無線產(chǎn)品制造商。億航(Ehang)億航(Ehang)：作為無人機(jī)市場新銳，總部位于中國廣州的億航無人機(jī)團(tuán)隊(duì)于去年四月獲得來自樂博資本楊寧的第一筆天使投資。緊接著的五月，億航發(fā)布旗下首款無人機(jī)產(chǎn)品Ghost。其創(chuàng)始人為有著“16歲就考上清華少年班”神奇經(jīng)歷的胡華智。12341.4品牌分析PROJECTDESCRIPTION大疆大401.5

操作流程PROJECT

DESCRIPTION開始界面：快捷實(shí)現(xiàn)任務(wù)的規(guī)劃，進(jìn)入任務(wù)監(jiān)控界面，實(shí)現(xiàn)航拍任務(wù)的快速自動歸檔，各功能劃分開來，實(shí)現(xiàn)軟件運(yùn)行的專一而穩(wěn)定。航前檢查：為保證任務(wù)的安全進(jìn)行，起飛前結(jié)合飛行控制軟件進(jìn)行自動檢測，確保飛機(jī)的GPS、羅盤、空速管及其俯仰翻滾等狀態(tài)良好，避免在航拍中危險情況的發(fā)生。飛行任務(wù)規(guī)劃：在區(qū)域空照、導(dǎo)航、混合三種模式下進(jìn)行飛行任務(wù)的規(guī)劃。航飛監(jiān)控：實(shí)時掌握飛機(jī)的姿態(tài)、方位、空速、位置、電池電壓、即時風(fēng)速風(fēng)向、任務(wù)時間等重要狀態(tài)，便于操作人員實(shí)時判斷任務(wù)的可執(zhí)行性，進(jìn)一步保證任務(wù)的安全。12341.5操作流程PROJECTDESCRIPTION411.6

造型定位PROJECT

DESCRIPTION未來現(xiàn)在高端低端1.6造型定位PROJECTDESCRIPTION未來現(xiàn)421.7工作原理

旋翼對稱分布在機(jī)體的前后、左右四個方向，四個旋翼處于同一高度平面，且四個旋翼的結(jié)構(gòu)和半徑都相同，四個電機(jī)對稱的安裝在飛行器的支架端，支架中間空間安放飛行控制計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備。結(jié)構(gòu)形式如圖1.1所示。

四旋翼飛行器通過調(diào)節(jié)四個電機(jī)轉(zhuǎn)速來改變旋翼轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)升力的變化，從而控制飛行器的姿態(tài)和位置。四旋翼飛行器是一種六自由度的垂直升降機(jī)，但只有四個輸入力，同時卻有六個狀態(tài)輸出，所以它又是一種欠驅(qū)動系統(tǒng)。（a）垂直運(yùn)動：同時增加四個電機(jī)的輸出功率，旋翼轉(zhuǎn)速增加使得總的拉力增大，當(dāng)總拉力足以克服整機(jī)的重量時，四旋翼飛行器便離地垂直上升；反之，同時減小四個電機(jī)的輸出功率，四旋翼飛行器則垂直下降，直至平衡落地，實(shí)現(xiàn)了沿z軸的垂直運(yùn)動。當(dāng)外界擾動量為零時，在旋翼產(chǎn)生的升力等于飛行器的自重時，飛行器便保持懸停狀態(tài)。（b）俯仰運(yùn)動：在圖（b）中，電機(jī)1的轉(zhuǎn)速上升，電機(jī)3的轉(zhuǎn)速下降（改變量大小應(yīng)相等），電機(jī)2、電機(jī)4的轉(zhuǎn)速保持不變。由于旋翼1的升力上升，旋翼3的升力下降，產(chǎn)生的不平衡力矩使機(jī)身繞y軸旋轉(zhuǎn)，同理，當(dāng)電機(jī)1的轉(zhuǎn)速下降，電機(jī)3的轉(zhuǎn)速上升，機(jī)身便繞y軸向另一個方向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)飛行器的俯仰運(yùn)動。1.7工作原理旋翼對稱分布在機(jī)體的前后、左431.7工作原理（c）滾轉(zhuǎn)運(yùn)動：與圖b的原理相同，在圖c中，改變電機(jī)2和電機(jī)4的轉(zhuǎn)速，保持電機(jī)1和電機(jī)3的轉(zhuǎn)速不變，則可使機(jī)身繞x軸旋轉(zhuǎn)（正向和反向），實(shí)現(xiàn)飛行器的滾轉(zhuǎn)運(yùn)動。（d）偏航運(yùn)動：旋翼轉(zhuǎn)動過程中由于空氣阻力作用會形成與轉(zhuǎn)動方向相反的反扭矩，為了克服反扭矩影響，可使四個旋翼中的兩個正轉(zhuǎn)，兩個反轉(zhuǎn)，且對角線上的各個旋翼轉(zhuǎn)動方向相同。反扭矩的大小與旋翼轉(zhuǎn)速有關(guān)，當(dāng)四個電機(jī)轉(zhuǎn)速相同時，四個旋翼產(chǎn)生的反扭矩相互平衡，四旋翼飛行器不發(fā)生轉(zhuǎn)動；當(dāng)四個電機(jī)轉(zhuǎn)速不完全相同時，不平衡的反扭矩會引起四旋翼飛行器轉(zhuǎn)動。在圖d中，當(dāng)電機(jī)1和電機(jī)3的轉(zhuǎn)速上升，電機(jī)2和電機(jī)4的轉(zhuǎn)速下降時，旋翼1和旋翼3對機(jī)身的反扭矩大于旋翼2和旋翼4對機(jī)身的反扭矩，機(jī)身便在富余反扭矩的作用下繞z軸轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)飛行器的偏航運(yùn)動，轉(zhuǎn)向與電機(jī)1、電機(jī)3的轉(zhuǎn)向相反。1.7工作原理（c）滾轉(zhuǎn)運(yùn)動：與圖b的原理441.7工作原理

（5）前后運(yùn)動：要想實(shí)現(xiàn)飛行器在水平面內(nèi)前后、左右的運(yùn)動，必須在水平面內(nèi)對飛行器施加一定的力。在圖e中，增加電機(jī)3轉(zhuǎn)速，使拉力增大，相應(yīng)減小電機(jī)1轉(zhuǎn)速，使拉力減小，同時保持其它兩個電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，反扭矩仍然要保持平衡。按圖b的理論，飛行器首先發(fā)生一定程度的傾斜，從而使旋翼拉力產(chǎn)生水平分量，因此可以實(shí)現(xiàn)飛行器的前飛運(yùn)動。向后飛行與向前飛行正好相反。（在圖b圖c中，飛行器在產(chǎn)生俯仰、翻滾運(yùn)動的同時也會產(chǎn)生沿x、y軸的水平運(yùn)動。）（6）傾向運(yùn)動：在圖f中，由于結(jié)構(gòu)對稱，所以傾向飛行的工作原理與前后運(yùn)動完全一樣。1.7工作原理（5）前后運(yùn)動：要想實(shí)現(xiàn)飛行器在水451.8無人機(jī)組成部件電動機(jī)

小型四旋翼無人機(jī)（軸距250mm左右）大都選用KV2000左右（配5-6寸槳）的電機(jī)。1.8無人機(jī)組成部件電動機(jī)46

槳葉

槳葉與電機(jī)的搭配主要是從機(jī)架大小、能否提供足夠動力這兩方面進(jìn)行考慮。電池

現(xiàn)在幾乎所有的四旋翼無人機(jī)都使用鋰電池，主要考量電池的容量、放電速率、自身重量。如：ACE格瑞普2200mAh鋰電池，充電倍率20C，重量186g，尺寸25mm*34mm*105mm1.8無人機(jī)組成部件槳葉1.8無人機(jī)組成部件47支撐和外觀系統(tǒng)

支撐和外觀系統(tǒng)（機(jī)架）是指無人機(jī)的承載平臺，主要由中心板、力臂、腳架和攝像頭組成。

多軸飛行器的軸數(shù)，常見的還是以4、6、8軸為主。

1.8無人機(jī)組成部件1.8無人機(jī)組成部件48材料及表面工藝022.12.22.32.4材料及表面工藝022.12.22.32.4492.1

性能良好的材料PROJECT

DESCRIPTION碳纖維工程塑料PAINPOINTS01PAINPOINTS022.1性能良好的材料PROJECTDESCRIPTION502.2碳纖維PROJECT

DESCRIPTION碳纖維（carbonfiber，簡稱CF），是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。2.2碳纖維PROJECTDESCRIPTION512.3

市場價值PROJECT

DESCRIPTION工程塑料可作工程材料和代替金屬制造機(jī)器零部件等的塑料。工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，剛性大，蠕變小，機(jī)械強(qiáng)度高，耐熱性好，電絕緣性好，可在較苛刻的化學(xué)、物理環(huán)境中長期使用，可替代金屬作為工程結(jié)構(gòu)材料使用，但價格較貴，產(chǎn)量較小。2.3市場價值PROJECTDESCRIPTION522.4

碳纖維表面處理PROJECT

DESCRIPTION碳纖維表面處理是指為改善碳纖維與樹脂基體等的鉆合性、提高復(fù)合材料的層間剪切力而須進(jìn)行的表面處理。防止弱層面的生成改善樹脂和增強(qiáng)材料的親和力表而處理法有五種:(1]液相氧化法，氧化劑為1NNa2Cr2}}或6NHNO,等}t2)等離子體處理法、使等離子體聚合物附著于碳纖維表面卜或起刻蝕作用;3)陽極電解或電沉積處理法，便帶竣基等的共聚體負(fù)離子在電場作用下均勻地沉積在碳纖維表面;l4)臭氧處理法;5)氣相氧化法.采用0，+cu在約1000℃進(jìn)行。6)表面涂層法。2.4碳纖維表面處理PROJECTDESCRIPTION53適用環(huán)境及使用人群033.13.2適用環(huán)境及使用人群033.13.2543.1使用人群高收入階級航模愛好者發(fā)燒友航拍愛好者3.1使用人群高收入階級航模愛好者發(fā)燒友航拍愛好者553.1使用人群消費(fèi)級無人機(jī)市場的客戶群體主要是高收入階級、航模愛好者、發(fā)燒友等小眾群體。這與此類群體的受教育程度、文化程度、收入水平有很大關(guān)系。對于多數(shù)消費(fèi)者而言，無人機(jī)仍是新奇的產(chǎn)品且價格昂貴，一般消費(fèi)者不會選擇購買。而對于此類小眾群體來說，購買并使用無人機(jī)不僅是一種身份地位的象征，更是一種品味的體現(xiàn)。無人機(jī)憑借能隨時隨地拍攝出震撼的鳥瞰照片及炫酷視頻等優(yōu)點(diǎn)，更是深受航拍愛好者的歡迎。消費(fèi)級無人機(jī)大多針對普通消費(fèi)者或者航拍愛好者，強(qiáng)調(diào)飛機(jī)的便攜性和易操作，用戶通常對售價敏感。3.1使用人群消費(fèi)級無人機(jī)市場的客戶群體主要是高收入563.2適用環(huán)境無人機(jī)能勝任“3D”環(huán)境下的工作任務(wù)(“3D”即Dull枯燥的、Dirty骯臟的、Dangerous危險的)。

常規(guī)航攝作業(yè)根據(jù)無人機(jī)的起降方式，無人機(jī)起降環(huán)境應(yīng)滿足以下要求：a）距離軍用、商用機(jī)場須在10km以上；b）起降場地相對平坦、通視良好；c）遠(yuǎn)離人口密集區(qū)，半徑200m范圍內(nèi)不能有高壓線、高大建筑物、重要設(shè)施等；d）起降場地地面應(yīng)無明顯凸起的巖石塊、土坎、樹樁，也無水塘、