电力巡线无人机产品设计研究

摘要

电力巡线无人机具有小巧轻便、运行费用低等特点，是电力巡线领域一种新型的巡线工具。对国内外研究现状及背景的研究，发现国内电力巡线无人机存在的一些问题，根据问题提出功能性的创新。为减少地域性对电力巡线无人机的影响，对电池仓进行保温设计，更好的适用不同地域温度的变化，保证电池的正常运行。因此，研究电力巡线无人机的产品设计具有重要的科学意义和实际应用价值。本文以电力巡线无人机集成白光、红外、紫外成像技术为创新点，对电力巡线无人机的设计方法以及其性能展开了研究，主要内容如下： 1.通过感性分析的设计方法对电力巡线无人机的感性需求进行分析，采用感性词汇选择的方式对电力集团的巡查者与其他人员进行调研，针对现存电力巡线无人机问题及设计上的缺陷进行研究，提出功能性创新以及解决方法。通过对设计需求分析及造型理论的研究，拟定设计要求，为后期设计提供标准参考。 2.运用模块化设计方法，将电力巡线无人机通过功能进行划分，划分为机体、三相机转换结构、电池仓保温结构。设计三款机体结构方案，并针对每款方案制作问卷调查表进行调查，为后面的模糊数学评价提供数据支持。 3.为了对三款机体结构设计进行选择，通过模糊数学评价方法对机体结构进行评价，在问卷调查得出的数据支持下，建立因素集，将相关因素进行分层处理，从而形成判断矩阵，确定评价集。最终通过模糊综合评价法对数据进行分析及比较，最终选出一款方案为本文的设计方案。 4.对确定的机体结构方案和三相机转换结构进行力学仿真，分别验证机翼结构和支架结构、相机固定结构所受应力以及变形程度，对设计的可行性进行分析。最后，对电池仓保温结构进行瞬态热力学分析，验证冬夏两季节保温结构的保温情况。 本文的研究结果表明，系统性的对电力巡线无人机作出了分析，验证提出的产品设计方案具有一定的可行性，对电力巡线无人机进行了再设计，并为其他无人机的产品设计提供依据和参考。

目录

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1　绪论

1.1　研究背景

1.2　国内外电力巡线研究现状

1.2.1　无人机巡线在国外的研究现状

1.2.2　无人机巡线在国内研究现状

1.3　巡线无人机功能性缺陷

1.4　研究的内容、思路及意义

1.5　本章小结

2　设计要求和分析

2.1　感性工学分析

2.1.1　研究过程及方法

2.1.2　无人机的感性发展趋势

2.2　电力巡线无人机模块划分

2.3.1　现存的问题

2.3.2　针对设计缺陷的解决方法

2.4.1　外观造型设计理念研究

2.4.2　拟定设计要求

2.5 本章小结

3　电力巡线无人机产品设计

3.1　机体设计

3.1.1　方案一

3.1.2　方案二

3.1.3　方案三

3.1.4　电力巡线无人机建模

3.2　三相机转换结构设计

3.2.1　三相机转化结构分析

3.2.2　三相机切换设计

3.2.3　三相机切换结构建模

3.3.1　保温结构分析

3.3.2　箱体保温结构设计

3.3.3　箱体加热方案

3.3.4　减震设计

3.4　本章小结

4　设计评价分析

4.1.1　建立因素集

4.1.2　确定评价矩阵

4.2　模糊综合评价方法

4.3　评论结果分析

4.4　本章小结

5　设计仿真分析

5.1.1　创建实体模型

5.1.2　网格划分

5.1.3　材料属性及边界条件

5.1.4　仿真分析

5.2.1　创建实体模型

5.2.2　网格划分

5.2.3　材料属性及边界条件

5.2.4　仿真分析

5.3.1　创建实体模型

5.3.2　材料属性及边界条件

5.3.3　仿真分析

5.4　本章小结

6　总结

6.1　结论

6.2　展望

致　　谢

参考文献

攻读硕士学位论文期间发表的学术论文及研究成果

1　发表的学术论文

附 录

附录1 电力巡线无人机感性词汇问卷

附录2 方案一问卷

附录3 方案二问卷

附录4 方案三问卷