基于PLC控制的车载无人机自动机库设计

针对无人机户外作业中自动放飞与回收困难以及现有停机坪自动化程度较低的问题,设计了一种基于PLC控制的车载无人机自动机库。根据无人机放飞和停降过程中的作业需求,依托依维科品牌商务车车厢进行改造,在车厢中设计了一种适用于大疆M300 RTK无人机的自动机库。自动机库包含机械结构和电控系统两大部分。机械结构由底座、双轨剪叉升降机构、停机平台、归中夹紧机构以及拨桨机构组成;电控系统采用西门子S7-300PLC作为主控制器,设计了基于触摸屏的人机交互显示界面,实现对机库的手动控制、自动控制以及远程监控功能。车载无人机自动机库运行平稳可靠,可有效实现无人机自动平稳放飞与回收,解决了无人机户外作业返航回收过程中降落姿态随机和桨叶散开等不确定的问题。无人机自动机库的设计为无人机的自动回收方法提供了新途径,促进了该类型车载无人机自动机库的推广和应用。

无人机自动机库造型设计研究综述

无人机行业发展迅猛,相关研究已经相当全面,但有关无人机自动机库的学术研究相对较少,有很大的空白。文章在知网范围内对无人机发展趋势及自动机库相关文献进行整理,总结无人机续航等问题,引出自动机库发展的必然性,整理了自动机库的设计概况和国内外设计发展情况,分析无人机自动机库设计发展的时间逻辑,发现无人机自动机库从半自动往全自动、智能化的方向发展,同时不同行业对自动机库的设计要求有一定差别;从系统方法论的角度对自动机库的造型设计因素及工作流程进行分析,结合实地调研的最新的大疆机场及其搭载的司空2平台,从物理、事理、人理三个层面系统分析无人机自动机库的设计逻辑,分析不同系统提高工作效率的最佳方式,同时提出在设计过程中应当充分应用模块化等设计原则,增强自动机库的通用性。文章试图从工业设计角度思考如何优化自动机库的造型设计,使自动机库更符合未来发展趋势,为自动机库造型设计提供新思路。

高落差大型水电站自动机库无人机巡检与应急系统研究

高落差大型水电站在日常安全生产、泄洪、大坝与设备检修的时候,具有巡检任务量大、人员危险系数高的特点。本文以大渡河大岗山水电站为例,对高落差大型一类水电站自动机库无人机巡检与应急系统进行示范应用,验证了自动机库无人机巡检和应急系统的有效性,实现了高落差大型水电站的巡检自动化效率的提升,以及通过改善应急方案极大提高了应急效率,降低了人员伤亡率。比起以往的巡逻车辆,自动机库系统的应用可以大幅减少二氧化碳排放量。

无人机自动充电机库设计

为了实现无人机电源耗尽后能自动充电的功能,提出了无人机自动充电机库的设计思想。针对无人机自动降落泊位和无线充电精确位置需求,设计了无人机自动充电的机库整体方案。为了避免降落无人机移位过程中受到损伤,开展了柔性推杆机构受力及变形的有限元分析,确定了柔性板推杆机构形式。同时,分析了3种移位机构方案并最终选择丝杠形式。最后,研究并确定了机库平台无人机检测传感器和精确归位传感器,设计了无人机平台起飞和降落的控制流程,为无人机自动充电机库开发奠定了重要基础。