钟建卫 钟小华 卢明辉 李志佳 董惠鹏

摘 要：本文以垂直起降载运空投四旋翼无人机机身结构为研究对象，对四旋翼无人机机身结构优化改进。采用碳纤维复合材料，芳纶纤维材料和巴尔沙木材，保证强度有足够冗余的同时对四旋翼无人机机身进行轻量化改进设计。四旋翼无人机轴距是466mm，机架仅重50g，搭配使用10寸的APC螺旋桨，有效载荷可达3kg，可准确高效地在火山、地震和洪水灾区等危险环境中执行勘察、拍摄和运载物品等任务。

关键词：四旋翼无人机；轻量化结构；复合材料

中图分类号：V279 文献标志码：A

0 引言

近几年，多旋翼无人机迅速发展，尤其是四旋翼无人机，以其操作简单、机动灵活、易于起降等优点迅速占领无人机市场。然而市面上的四旋翼无人机续航时间普遍较短，载重量小等缺点致使无人机不能很好地完成任务。柴永生等设计了以倾侧旋翼来转换方向的一种新型四轴飞行器，实现四轴无人机的垂直起降，并通过旋转旋翼提供前进的动力，然而机身的重量达到了5kg，载重能力还是有限，最大仅能携带1.67kg的重物，不利于执行任务救援、投放物资等任务。大疆创新科技有限公司的产品MG-1最大载重量可达10kg，但对称电机轴距1500mm，导致整机在执行任务时不能通过一些狭窄的地段，同时飞行快速反应慢。本文设计一种轻量化、有效载荷大的四旋翼无人机，同时保证无人机有足够冗余的强度。

1 四旋翼无人机设计

四旋翼无人机主要由上下两部分组成：正X型机架、舱体。……