#毕业论文#一种小型机载通用升降装置的设计—塔里木大学机电学院—机电工程—田志国.pdf

2020届毕业生毕业设计

《一种小型机载通用升降装置的设计》

设计说明书

姓名

田志国

学号

8061216240

学院

机械电气化工程学院

专业

机械电子工程

班级

20-2

导师

张春友

日期

2020年6月

前言

本课题针对通用升降平台的设计，无人机主要采用四旋翼无人机。作为旋翼式无

人机中较为典型的一种，四旋翼无人机因其具有的结构简单、垂直起降、定点悬停和

成本低廉等优势广泛应用于各个领域。近年来，国内外高校对无人机吊装系统稳定性

的研究取得了一定的成果。其不需要考虑地理环境，不受陆路运输的控制，易于操作，

易于上手；而且，悬挂形式不必担心悬挂检测形状的影响。当小型无人机悬挂物体时，

由于外部气流的干扰，机载平台和负载会与飞机一起晃动。此时，机载平台进行需要

隔离干扰或减少干扰来达到稳定状态。由于小型无人机的负荷和功耗的局限性，在满

足功能的前提下，对机载平台的要求是重量轻，体积小，结构简单。这也是国内外高

校和研究团队关注和研究的重点。

本课题提出一种基于单片机为主控制板、无线控制电机实行检测平台的升降操作

并结合人工手动操作无人机对升降稳定平台智能系统设计。传统的吊挂技术往往是将

绳索一头系在无人机底盘，一头是系在货物平台上，无人机高度变动从而促使挂载物

体的上升下降。而且其操作起来局限性较大，例如，吊挂的绳索是不可改变的，不可

逆的，在空中受到空中气流的影响而无方向随意摆动。既影响无人机的运行性能，又

无法保证吊装物的安全性。因此，本课题对此进行研究并做了些改进：在无人机底盘

下安装一个小型直流电机电机吊着绳索，绳索另一头连接着稳定平台，平台上安装着

风向控制器，从而升降平台进行稳定的上升与下降操作。无人机在飞行过程中，升降

平台一般都要求将其收回无人机腹内，以便于减少甚至消除空中气流使平台进行无规

律的摆动运动。到达目的地无人机悬停，再对平台进行下降操作。当风力达到是平台

处于左右晃动或者在空中打圈时，风向控制器就会自动打开作业。

关键词：无人机；机载平台；升降；单片机

目录

1绪论1

1.1无人机升降平台研究的意义1

1.2无人机升降平台发展现状1

1.3重点研究的关键问题及解决思路2

1.4工作条件及解决方法3

1.5论文的主要研究内容及其结构3

2设计要求及方案5

2.1设计要求5

2.2设计方案5

2.3本章小结6

3机械结构设计以及元器件选型7

3.1设计原理7

3.2结构设计8

3.2.1整体架构的二维图设计8

3.2.2小型通用升降装置的总体三维图设计8

3.2.3升降装置零件的设计9

3.2.4升降电机模块9

3.2.5升降平台设计10

3.2.6平台稳定装置11

3.3元器件选型11

3.3.1驱动芯片选型11

3.3.2无线收发装置的选型12

3.3.3其他元器件选型13

3.4主要框架结构材料的选择14

3.5本章小结15

4硬件电路设计16

4.1电路设计方案16

4.2总体硬件设计17

4.3晶体振荡电路18

4.4复位电路18

4.5按键输入电路19

4.6显示电路20

4.7电机驱动电路20

4.8