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中国农机化学报

中国农机化学报 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (10): 51-57.DOI: 10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2019.10.10

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单旋翼植保无人机喷杆悬架机构设计与分析

肖会涛;薛新宇;崔龙飞;田志伟;   

  1. 农业农村部南京农业机械化研究所;
  • 出版日期:2019-10-15 发布日期:2019-10-15
  • 基金资助:
    国家重点研发计划“智能农机装备”项目(2017YFD0701000);; 国家农业现代产业技术体系建设专项(CARS—12)

  • Online:2019-10-15 Published:2019-10-15

摘要: 传统单旋翼植保无人机其喷杆固定在悬架上,作业时随无人机飞行姿态变化,喷杆倾角也发生相应的变化,为研究其对喷雾效果的影响程度,改进喷杆连接方式是研究的首要任务。根据建湖田间试验采集得到的单旋翼植保无人机飞行姿态谱,采用欧拉角法和四元数法解算出单旋翼植保无人机在作业过程中pitch方向的角度变化范围为-18°~18°,roll方向的角度变化范围为-15°~14°,并根据机身姿态变化范围、无人机机身结构和最佳旋翼风场条件建立喷杆悬架机构模型,其中对喷杆角度调节范围进行合理放大,时roll方向的角度调节范围为-20°~20°,pitch方向的角度调节范围为-30°~30°。使用ANSYS workbench对机构模型进行静力学分析和模态分析,在静力学分析中得到机构的最大应力发生在俯仰支架上,且最大应力为13.33 MPa,而铝合金的许用应力为280 MPa,表明结构满足要求;在模态分析中可以得出,从第5阶开始机构的固有频率明显增大,从振型云图上可以看出除喷杆的最大变形为60.153 mm,而其他连接结构变形较小,满足振动要求。

关键词: 单旋翼植保无人机, 飞行姿态, 悬架机构, 静力学分析, 模态分析

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