共轴反浆技术的玩具四仓飞行器数字化设计(附件)
本课题研究的主要内容是飞行器整体结构的数字化设计，利用三维软件Pro/Engineer绘出飞行器的整体三维造型，并运用Auto CAD完成工程图的绘制。通过观察具有共轴反桨结构的玩具飞机模型完成了共轴反桨的三维造型，并且将此技术应用到本次的毕业设计中。首先进行飞行器设计的初步构想，再对飞行器作进一步研究。本次的飞行器设计主要有：飞行器座椅（四个仓库）的设计；飞行器底座支撑的设计；连接飞行器座椅与底座支撑的连接的设计；底部小螺旋桨的设计；实现共轴反桨技术的传动机构的设计；顶部一对大螺旋桨的设计等。其中的难点是螺旋桨的画法，先通过学习和研究其构成，再通过Pro/Engineer将其模型建出。关键词 飞行器，三维造型，Pro/Engineer，共轴反桨目 录
1 绪论1
1.1 引言1
1.2 飞行器的研究背景及发展现状1
1.2.1 研究背景1
1.2.2 发展现状2
2 飞行器设计设计思想及应用手段3
2.1 飞行器的设计思想3
2.2 飞行器的应用手段4
2.2.1 三维造型使用Pro/Engineer4
2.2.2 工程图使用Auto CAD5
2.2.3 数字化设计6
3 飞行器典型零件三维造型的设计7
3.1 飞行器三维造型设计的具体构成7
3.2 四仓设计过程7
3.3 飞行器底座支撑设计过程7
3.4 飞行器底部小螺旋桨的设计10
3.5 实现共轴反桨技术的传动机构的设计17
3.6 顶部一对大螺旋桨的设计18
3.6.1 螺旋桨的作用19
3.6.2 共轴反桨原理20
4 飞行器各零件的装配 21
4.1 飞行器共轴反桨部分的装配21
4.2 飞行器的总装配23
5 飞行器典型零件的Mastercam加工24
结论 26
致谢 2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
大螺旋桨的设计18
3.6.1 螺旋桨的作用19
3.6.2 共轴反桨原理20
4 飞行器各零件的装配 21
4.1 飞行器共轴反桨部分的装配21
4.2 飞行器的总装配23
5 飞行器典型零件的Mastercam加工24
结论 26
致谢 27
参考文献28
1 绪论
1．1 引言
随着科技的发展，人们对飞行器的认识越来越多，要求也越来越高。人们对于个人飞行器的追求一直没有止境。随着现代社会陆地交通越来越拥挤，个人飞行器普及的时代也是指日可待的。一些个人飞行器的模型也让我们对未来的个人飞行器有了进一步的认识。
1．2 飞行器的研究背景及发展现状
1.2.1 研究背景
人类很早就有像鸟类一样在空中飞行的理想，远至澳大利亚的飞去来器、古希腊的阿尔希塔斯所制造的机械鸽、热气球、中国的孔明灯和风筝都体现了人类的这一理想。在中国古代，有人在文学著作中描述了飞行的理想，而且还有人设计了一些大型的风筝飞行器，试图实现这种脱离大地束缚的理想，明朝的万户，就进行了一个将几十支火药火箭绑在椅子上用风筝进行飞行的试验。世界上最早的飞行器是中国发明的风筝。
1903年12月17日，这是一个值得纪念的伟大日子。就是在这个寒冷的冬季里，美国的一对兄弟，威尔白.莱特和奥维尔.莱特，驾驶着他们自己设计的双翼机，晃晃悠悠地飞离了地面。尽管这次飞行只有短短12秒，飞行的距离也仅仅只有36米，可它却被载入了史册成为人类历史的伟大纪录，毕竟从此人类可以飞起来了，可以向蓝天进发了。是莱特兄弟的“飞行者号”实现了人类最早的可操纵的有动力飞行，圆了人类的飞天梦。
早在20世纪初期，就有人开始了载人四旋翼飞行器的研制。在1907年四旋翼飞行器Breguet-Richet 建造成功，在十字支架的四端固定四个长为8.1米的旋翼。其中两个旋翼旋转方向为顺时针，另外两个旋翼旋转方向为逆时针。驾驶员坐在其中心位置，因其油门是唯一的控制设备，导致对飞行器的稳定性控制不理想。飞行器在起飞时，其四端需要在工作人员的帮助下来实现其稳定起飞。
现如今我国十八大召开以后，就将经济发展作为重要战略方针。随着经济的高速发展人民的生活水平也越来越高，对物质的追求也越来越苛刻，走出户外追求健康生活的欲望也越来越高，因此家庭轿车也越来越多。虽然我国交通已经很发达，但任然
解决不了日益严重的交通拥挤与堵塞问题。个人飞行器的出现无疑可以为人们解决道路拥挤的问题，提高人们的生活质量。
1.2.2 发展现状
我们人类在历史发展的长河中，一直致力于使用各种方法，让自己拥有飞翔的能力。现如今，随着大型飞机和各种中小型飞行器的广泛使用，特别是以陀螺仪、加速度传感器等智能传感器技术支持下的民用无人机市场的发展，我们很多人开始对各种各样按不同比例的多轴无人机，产生了浓厚的兴趣。并且随着这些多轴无人机技术的不断改进和提升，人们将这些飞行器轻松地送上天空正变得越来越容易。
在能源和交通的压力下各国都在致力于发展新的交通工具，其中飞行器的设计是主要的，但大多数的设计都是不成功的。美国航天局研究人员马克说过飞行器很笨重很昂贵且难以使用。
美国在这方面可谓做了很大的研究工作，Adolph R.Perl设计了一款名为Roadable aircraft的汽车飞机，但特别遗憾的是没能制造出实物。
在多轴飞行器出现的几十年间，随着以四轴飞行器为主的飞行器逐步拓展到民用领域，四轴飞行器开始通过遥控玩具市场以自己的方式进入消费市场。在90年代初，一款KeyenceGyrosaucerIIE-570飞行器开始在日本的室内使用，这款迷你四轴飞行器用了两个陀螺仪用于姿态和方向控制，并使用聚苯乙烯泡沫材料制作机身和旋翼，充满电后可飞行三分钟。四轴飞行器模型如图1所示
图1 四轴飞行器模型
2010年，Parrot公司用旗下的一款产品AR.Drone加入了四轴飞行器的阵营。这个模型搭载了两个相机，并通过WiFi连接到iPhone来控制，而非传统的遥控器。它 还通过两个超声波发射器、一个三轴加速度传感器和几个陀螺仪达到了稳定的目的。经过陀螺仪、加速度传感器、摄像头、感测等智能技术的逐步改进，目前在民用多轴无人飞行器市场，出现了很多商业与娱乐属性并存的多轴无人飞行器产品。同时在未来，多轴无人器也有望进入农业种植、物件快递等多种领域，真正为我们的普通生活服务。
2 飞行器设计设计思想及应用手段
2．1 飞行器的设计思想
飞行器拥有复杂的结构整体设计的具体模型图如图2所示
图2 本次设计的飞行器模型图
此次设计本着以人为本的思想，设计了四仓来载人。其中这四个仓的设计来源是生活中用来休息娱乐的沙发。沙发的底料是结实而又轻便的工
1 绪论1
1.1 引言1
1.2 飞行器的研究背景及发展现状1
1.2.1 研究背景1
1.2.2 发展现状2
2 飞行器设计设计思想及应用手段3
2.1 飞行器的设计思想3
2.2 飞行器的应用手段4
2.2.1 三维造型使用Pro/Engineer4
2.2.2 工程图使用Auto CAD5
2.2.3 数字化设计6
3 飞行器典型零件三维造型的设计7
3.1 飞行器三维造型设计的具体构成7
3.2 四仓设计过程7
3.3 飞行器底座支撑设计过程7
3.4 飞行器底部小螺旋桨的设计10
3.5 实现共轴反桨技术的传动机构的设计17
3.6 顶部一对大螺旋桨的设计18
3.6.1 螺旋桨的作用19
3.6.2 共轴反桨原理20
4 飞行器各零件的装配 21
4.1 飞行器共轴反桨部分的装配21
4.2 飞行器的总装配23
5 飞行器典型零件的Mastercam加工24
结论 26
致谢 2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
大螺旋桨的设计18
3.6.1 螺旋桨的作用19
3.6.2 共轴反桨原理20
4 飞行器各零件的装配 21
4.1 飞行器共轴反桨部分的装配21
4.2 飞行器的总装配23
5 飞行器典型零件的Mastercam加工24
结论 26
致谢 27
参考文献28
1 绪论
1．1 引言
随着科技的发展，人们对飞行器的认识越来越多，要求也越来越高。人们对于个人飞行器的追求一直没有止境。随着现代社会陆地交通越来越拥挤，个人飞行器普及的时代也是指日可待的。一些个人飞行器的模型也让我们对未来的个人飞行器有了进一步的认识。
1．2 飞行器的研究背景及发展现状
1.2.1 研究背景
人类很早就有像鸟类一样在空中飞行的理想，远至澳大利亚的飞去来器、古希腊的阿尔希塔斯所制造的机械鸽、热气球、中国的孔明灯和风筝都体现了人类的这一理想。在中国古代，有人在文学著作中描述了飞行的理想，而且还有人设计了一些大型的风筝飞行器，试图实现这种脱离大地束缚的理想，明朝的万户，就进行了一个将几十支火药火箭绑在椅子上用风筝进行飞行的试验。世界上最早的飞行器是中国发明的风筝。
1903年12月17日，这是一个值得纪念的伟大日子。就是在这个寒冷的冬季里，美国的一对兄弟，威尔白.莱特和奥维尔.莱特，驾驶着他们自己设计的双翼机，晃晃悠悠地飞离了地面。尽管这次飞行只有短短12秒，飞行的距离也仅仅只有36米，可它却被载入了史册成为人类历史的伟大纪录，毕竟从此人类可以飞起来了，可以向蓝天进发了。是莱特兄弟的“飞行者号”实现了人类最早的可操纵的有动力飞行，圆了人类的飞天梦。
早在20世纪初期，就有人开始了载人四旋翼飞行器的研制。在1907年四旋翼飞行器Breguet-Richet 建造成功，在十字支架的四端固定四个长为8.1米的旋翼。其中两个旋翼旋转方向为顺时针，另外两个旋翼旋转方向为逆时针。驾驶员坐在其中心位置，因其油门是唯一的控制设备，导致对飞行器的稳定性控制不理想。飞行器在起飞时，其四端需要在工作人员的帮助下来实现其稳定起飞。
现如今我国十八大召开以后，就将经济发展作为重要战略方针。随着经济的高速发展人民的生活水平也越来越高，对物质的追求也越来越苛刻，走出户外追求健康生活的欲望也越来越高，因此家庭轿车也越来越多。虽然我国交通已经很发达，但任然
解决不了日益严重的交通拥挤与堵塞问题。个人飞行器的出现无疑可以为人们解决道路拥挤的问题，提高人们的生活质量。
1.2.2 发展现状
我们人类在历史发展的长河中，一直致力于使用各种方法，让自己拥有飞翔的能力。现如今，随着大型飞机和各种中小型飞行器的广泛使用，特别是以陀螺仪、加速度传感器等智能传感器技术支持下的民用无人机市场的发展，我们很多人开始对各种各样按不同比例的多轴无人机，产生了浓厚的兴趣。并且随着这些多轴无人机技术的不断改进和提升，人们将这些飞行器轻松地送上天空正变得越来越容易。
在能源和交通的压力下各国都在致力于发展新的交通工具，其中飞行器的设计是主要的，但大多数的设计都是不成功的。美国航天局研究人员马克说过飞行器很笨重很昂贵且难以使用。
美国在这方面可谓做了很大的研究工作，Adolph R.Perl设计了一款名为Roadable aircraft的汽车飞机，但特别遗憾的是没能制造出实物。
在多轴飞行器出现的几十年间，随着以四轴飞行器为主的飞行器逐步拓展到民用领域，四轴飞行器开始通过遥控玩具市场以自己的方式进入消费市场。在90年代初，一款KeyenceGyrosaucerIIE-570飞行器开始在日本的室内使用，这款迷你四轴飞行器用了两个陀螺仪用于姿态和方向控制，并使用聚苯乙烯泡沫材料制作机身和旋翼，充满电后可飞行三分钟。四轴飞行器模型如图1所示
图1 四轴飞行器模型
2010年，Parrot公司用旗下的一款产品AR.Drone加入了四轴飞行器的阵营。这个模型搭载了两个相机，并通过WiFi连接到iPhone来控制，而非传统的遥控器。它 还通过两个超声波发射器、一个三轴加速度传感器和几个陀螺仪达到了稳定的目的。经过陀螺仪、加速度传感器、摄像头、感测等智能技术的逐步改进，目前在民用多轴无人飞行器市场，出现了很多商业与娱乐属性并存的多轴无人飞行器产品。同时在未来，多轴无人器也有望进入农业种植、物件快递等多种领域，真正为我们的普通生活服务。
2 飞行器设计设计思想及应用手段
2．1 飞行器的设计思想
飞行器拥有复杂的结构整体设计的具体模型图如图2所示
图2 本次设计的飞行器模型图
此次设计本着以人为本的思想，设计了四仓来载人。其中这四个仓的设计来源是生活中用来休息娱乐的沙发。沙发的底料是结实而又轻便的工
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