摘要
鲁东地区的西瓜生产主要以大棚种植为主。大棚西瓜的开花期多在四月份，由于此时天气较冷，且大棚内温度高、湿度大，蜜蜂难以生存。而目前采用的人工授粉方法劳动强度大，结合效果差。近几年，无人机已成功地应用于各个方面，本文针对无人机西瓜授粉的机型设计进行探索。 本文针对无人机在大棚内工作环境和工作任务，提出了一种电动式单旋翼授粉无人机设计方案。首先，采用了涵道无人机模型作为基础机型，选定机身和零部件的材料，对其零件进行参数设计、结构设计和重量估算，确定了该无人机的总体气动布局。其次，利用三维软件建立无人机结构模型，对其气动布局进行深入分析和研究，并建立其动力学模型。在动量理论的基础上，研究了设计机型的涵道涡流理论和涵道拉力因子，进而推导了其悬停及水平前飞运动方程。最后，对其零部件和涵道进行了力学仿真及结构优化，应用3D打印制作了涵道及部件。进行电器件与零部件装配及调试实验，得到符合转速的电机、符合转动效率的舵机;设计其控制器并进行了控制器飞行调试实验，得到可驱动一电机和四舵机的控制器;装配电器件和3D打印零件得到初步试飞样机，并进行了飞行实验。实验表明:螺旋桨扭力抵消不完全，无人机在飞行过程中产生缓慢的自转，总体来说所设计的涵道无人机是可行的、可飞行的。 本文采用涵道理论研制的西瓜授粉无人机具有升力高、稳定性好、工作效率高的特点，为其用于大棚西瓜授粉打下了基础。
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