【优质】四旋翼飞行机器人结构优化与自主飞行项目申请书.docVIP

编号： （试行） 兰州交通大学大学生创新实验重点项目 申请书 项目名称： 四旋翼飞行机器人 机构优化与自主飞行实验 申 报 人： 王砚麟 所在院系： 机电工程学院 联系电话： 指导教师： 赵志刚 申请实验室： 机制实验室 申报日期： 2012年11月19日 兰州交通大学实验室管理处 制 2012年11月26日 项目简况 项目名称 四旋翼飞行机器人结构优化与自主飞行 项目类别 A、理论研究、社会调查类科学实验类 申请资 助经费 20000.00元 项目起 止时间 2012.12-2014.6 项目申请人 姓名 王砚麟 性别 男 民族 汉 出生年月 1992.5 专业年级 机设1001班 学院 机电工程学院 前一学期综合测评名次 Z值：第1 名；U值：第 1名 电话 指导教师 个人简历 姓名 性别 民族 职称 出生年月 研究方向 赵志刚 男 汉 副教授 1975.3 特种机器人 主要科学研究工作简历 时间 项目名称 获奖情况 2005- 2008 紧耦合飞行机器人自主飞行关键技术研究 国家自然科学基金结题 2007— 2009 轿车遮阳伞自动折叠机构研制 已鉴定 2011-2016 光储联合供电系统研究开发 国家863计划\在研 2013-2016 缆系式紧耦合多机器人协调建模及稳定性分析 国家自然科学基金\在研 2012-2014 链式紧耦合多机器人系统规划和控制研究 国家教育部重点项目\在研 项目组 主 要 成 员 姓 名 性 别 出生年月 专业年级 所在学院 项目 分工 分工 签字 王砚麟 男 1992.5 机设101班 机电工程学院 结构设计、系统模块及制作 张诚诚 男 1992.2 机设101班 机电工程学院 结构设计、系统模块及制作 陶定凯 男 1994.2 机设1101班 机电工程学院 仿真分析及数学建模 严 健 男 1991.10 机设1101班 机电工程学院 仿真分析及数学建模 项目内容概要（限200字以内） 利用ANSYS有限元分析软件对四旋翼飞行机器人结构进行分析优化，使其具有更好的稳定性、更大的承载能力及更少的能耗；再利用ADAMS仿真分析软件对其运动学和动力学进行分析，搭建硬件软件平台，研究制定合适的控制策略，并利用MATLAB软件对其设计一个能够使其自主飞行的系统；同时完成该样机的制作。该项目可以为我校在飞行机器人领域的研究搭建一种实验平台，并为我校参与飞行机器人比赛提供基础。 项目的目的和意义 一、项目的目的 四旋翼直升机的结构具有对称性，它是通过平衡四个螺旋桨产生的力来使其稳定的盘旋以及精确的飞行的。因此，四旋翼飞行器在操纵性和结构方面具有很多潜在的优势。 该项目的目的就是在以往的四旋翼无人机的基础上，对其结构进行进一步优化，使其飞行性能更加稳定，承载能力更大；并且设计一个能够更好的控制四旋翼无人机使其能自主飞行的系统。 二、项目的意义 与普通的单旋翼旋翼式直升机相比：一方面，它可以采用更小的螺旋桨，进而使其飞行变得更安全，并且有在小区域范围内起飞、盘旋、飞行、着陆的能力。飞行器可以飞至离目标更近的区域，而不像传统直升机由于其具有巨大的单旋翼而不能近距离靠近目标；另一方面，四旋翼无人机时通过四个旋翼不同的转动方向自动平衡扭矩的，而传统直升机必须加一个尾翼用来平衡旋翼扭矩，这个尾翼对向上的推力无帮助作用，浪费了能量。四旋翼机的旋翼小，转速更高，因而其效率更高。 由于该四旋翼直升机具有以上优势，其垂直起降不受场地影响，具有很强的室外适应能力。在军事方面，它是重要的战术武器，可用于巡视侦查、攻击目标、信息对抗、通信中继、反潜等多种场合。例如在两军对阵的巷战或丛林、山地作战时，步兵可释放微型四旋翼飞行机器人，机载摄像装置可摄取敌方的图像传输到指挥部，以便对目标实施打击；当然，四旋翼飞行机器人也可装载炸药，对目标实施自爆性攻击。与飞机、卫星等飞行器相比，无机人以其低成本和有效的军事作战功能，可使军队战斗力倍增，因此引起了各国军队的高度重视。在民用方面，可用于灾情探测（森林防火、洪涝灾害、地震、塌方等）和搜救灾情中的伤员、地质勘探，航空自摄、气象探测、大气污染探测等场合。 基于四旋翼直升机的性能优越和用途广泛，使其有很大的研究空间和意义。目前国内外很多机构都已开始关注四旋翼