刘 彬，刘建军，左少杰，宋跃文

(太原工业学院 工程训练中心，山西 太原 030008)

0 引言

随着电控技术和材料技术的发展，无人机已应用于军事领域、环境气象探测、危险地理区域勘探、医疗救援救灾、航拍航测、农林业植保等各个领域。其中一款体型小巧、灵活强劲的多旋翼模型机即穿越模型机也越来越受到大家的喜爱与应用。但现有模型机存在以下三个问题：①机臂一般采用横式结构，该结构对制作模型机的材料有严格要求且整体结构较为复杂；②模型机起落架一般采用纯3D打印成型、ABS塑料注塑成型或少量的CNC成型，均为整体部件，没有缓冲装置，不能在起降时很好地保护模型机；③模型机制作材料95%采用纯3K碳纤维材料，碳纤维虽具有良好的物理性能，但由于其成本昂贵，限制了穿越模型机的发展与推广。针对上述问题，我们对模型机进行了结构优化，将机臂横式结构改为机臂纵式结构，并在机臂两边各加一条加强肋，设计并安装了一款减振式起落架。采用机臂纵式结构的模型机，降低了对材料自身物理性能的要求，故可使用价格较低的材料，降低了模型机成本。

1 模型机机械结构优化方案

图1为传统模型机的三维模型，其机臂采用横式结构，对材料特性要求较高，整体结构复杂。在对模型机整体进行分析后，得出了模型机不论在何种飞行状态下都会受到垂直于机身的向上或向下力，而在平行于机身的向左或向右方向上基本不受作用力，针对这种情况又综合考虑了材料物理性能在横式结构与纵式结构中的差异性，将原有模型机机臂横式结构优化为如图2(a)所示的机臂纵式结构。……