摘要：本文针对中国国际飞行器设计挑战赛、科研类全国航空航天模型锦标赛中的无人机搜救项目进行赛事化的搜救平台结构设计。研究的搜救平台以遥控直升机作为载体，以遥控器为控制端，通过无线机载图像设备搜索目标，使用机械装置对救援物资进行自动拾取和自动释放。设计了无人机机载下方的搭载结构，采用有限元方法分析了由碳纤维材料和PVC材料构成的搭载架结构的强度、刚度和固有频率；根据设计结果，搭建了真实的搭载架试验结构，并进行了承重、稳定性和单脚先落测试，进一步检验了设计模型。

无人机搜救平台为货物承载装置，对搜救货物的承载和输送起到至关重要的作用。本文通过对平台的结构和材料进行设计优化，使平台满足货物的承载条件。

本文通过CREO三维软件建立机载下方机械装置，对其结构进行仿真模拟分析。采用全PVC材料建立仿真模型，并进行了应力、应变的分析，针对全PVC材料刚度不足的特点，对结构变形较大的部分改用碳纤维材料管材，实现机载下方机械结构进行优化，并进行有限元仿真模拟分析，结果表明优化后的搭载架结构的应力变形均有所下降，有效提高了结构的承载能力，满足搜救无人机平台设计要求。

关键词：无人机；搜救；结构设计；模拟

目录

摘要

Abstract

1．引言-1

1.1 课题背景-1

1.2 国内外研究成果-1

1.2.1 国内发展现状-1

1.2.2 国外发展现状-2

1.3 本课题主要内容-2

2.无人机介绍及技术问题-4

2.1 无人机分类-4

2.2 无人机技术难点-4

2.2.1 成本问题-4

2.2.2 续航问题-5

2.2.3 载重问题-5

2.3 材料的选取-5

2.3.1 PVC管材介绍-5

2.3.2 碳管材料介绍-5

2.4 本章小结-6

3.搜救平台的主要功能模块设计及实现-7

3.1 搜救平台结构设计-7

3.1.1 结构设计软件介绍-7

3.1.2 搜救平台结构设计-7

3.2 搜救平台结构优化设计-8

3.2.1 搜救平台结构优化设计-8

3.2.2 搜救平台结构优化设计二维图-8

3.3 本章小结-9

4.搜救平台有限元分析及试验-10

4.1 有限元法概述-10

4.2 仿真结果分析-10

4.2.1 有限元模型和分析方法-10

4.2.2 搜救平台应力分析-11

4.2.3 搜救平台应变分析-12

4.2.4 搜救平台位移分析-12

4.2.5 模态分析-13

4.3 试验结果分析-14

4.3.1 搜救平台承重测试-14

4.3.2 搜救平台稳定性测试-14

4.3.3 单脚先落地测试-15

4.4 本章小结-15

5.结  语-16

5.1 总结-16

5.2 展望-16

参考文献-18

致 谢-19