摘要
本文主要针对载人多旋翼无人机振动问题展开研究，旨在解决第一代载人无人机存在的安全隐患。近年来，随着无人自主系统的快速发展，无人自主系统研究作为当今最热门的课题之一，在军事和民用领域的陆、海、空一体化无人系统中发挥了重要作用。其中，无人机将在低空和超低空领域发挥巨大作用，且由于其自身具有的独特优势，无人机有潜力成为新一代交通工具。然而，无人机在飞行过程中，由于机体结构、载荷和环境等因素的影响，往往会出现不同程度的振动，这不仅会影响无人机的性能和寿命，还会导致磁罗盘失灵、结构连接处断裂、螺丝松动等现象，最终致使无人机失控，从而带来严重的安全隐患。因此，对无人机进行减振研究是非常必要的。 交通工具的主要特点包括安全性、舒适性和便利性。多旋翼无人机已经在军事、民用和商业领域得到成功应用，小型无人机已经可以自主平稳飞行，基本上可以满足舒适和便捷的需求。然而，载人无人机的体积更大，飞行环境更为复杂，而且开发时间相对较短，因此在业界目前不存在公开的载人无人机长时间飞行数据记录或飞行经验，无法达到广泛商业应用的标准。因此，本文针对多旋翼无人机的不足进行研究，主要集中在其结构优化以及超材料隔振两方面。具体而言，我们通过对小型多旋翼无人机机臂进行振动数据采集和分析，针对其振动特性进行结构优化和实验研究，并设计几种机械超材料来进行隔振实验。最后，通过分析第一代多旋翼载人无人机的结构损伤问题，并结合小型多旋翼无人机振动研究的经验，设计出第二代多旋翼载人无人机。本文的主要研究内容和贡献方面概括如下： （1）多旋翼无人机振动分析与优化：通过对多旋翼无人机结构分析，以及对多旋翼无人机进行有限元和振动试验分析，得出机臂振动特点，然后根据分析结果进行针对性的结构优化。 （2）机械超材料设计：提出了一款具有优良振动衰减特性的机械超材料，并在实验中验证了其有效性，为机械超材料在振动领域的应用开辟了新的视野。 （3）载人无人机结构优化：通过对多旋翼载人无人机机臂和起落架进行结构优化，降低了振动带来的损伤，并设计出第二代性能更优越的多旋翼载人无人机，提高了无人机的安全性和舒适性。 综上所述，本文的研究对于解决无人机振动问题具有重要的意义和价值，为无人机的安全飞行提供了技术支持和保障。
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