《四旋翼飞行机器人结构优化与自主飞行》项目申请书

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1、（试行）编号：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T程学院联系电话：18919905478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H简况项H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、社会调查研究类；B、科技产品开发、发明创造类；C、科学实验及研究；VD、其他类。申请资助经费20000.00元顼¥起2012.12-2014.6止时间项H申请人姓名王

2、砚麟£男民族别汉出生年月1992.5专业年级机设1001班学院机电工程学院前•学期综合测评名次Z值：第1名；U值：第1名电话18919905478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出汉副教授1975.3特种机器人主要科学研究匚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轿车遮阳伞自动折琶机构研制已鉴定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

3、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要成姓名性别出生年月专业年级所在学院项目分工签字王砚麟男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班机电工程学院仿貞•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，使其具有更好的稳主性、

4、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，搭建駛件软件平台，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g的口的就是在以往的四旋翼无人机的基础上，对

5、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-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H的意义与普通的单旋翼旋翼式直升机和比：一•方面，它可以采用更小的螺旋桨，进而使具飞行变得更安全，并且有在小区域范用内起飞、盘旋、飞行、着陆的能力。飞行器可以飞至离F1标更近的区域，而不像传统直升机由于其具有巨人的单旋翼而不能近距离靠近H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

6、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从林、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，对目标实施口爆性攻击。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

7、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、气彖探测、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直升机的研究。国外有瑞士洛桑联邦科技学院(EPFL)、澳大利亚国立大学(AUN)、美国斯坦福人学(Stanford)、麻省理工学院(MIT)、和佐治亚理工大学(GIT)等；国内国防科技大学、哈尔滨工程大学、南京航空航天大学、南京理工大学等。我国在宇屮飞行器的研制方面尚处于落后地位，因此，对四旋翼飞行

8、机器人的研究具有推动我国空屮飞行器技术水平的提升的现实意义，并且可以为我校在飞行机器人领域的研究搭建一种实验平台，为参与飞行机器人比赛提供基础。同时，小型四旋翼飞信器研究也为口动控制，先进传感技术以及计算机科学等诸多领域的融合研究提供了一个平台。在机器人的智能控制，三维路劲规划，多飞行器的空中交通管理和碰撞规避等方面