基于3D打印技术的四旋翼飞行器设计

童明浩， 王　君， 郑　晓， 梁　冰， 彭　俊

(湖北工业大学， 湖北 武汉 430068)

基于3D打印技术的四旋翼飞行器设计

童明浩， 王君， 郑晓， 梁冰， 彭俊

(湖北工业大学， 湖北 武汉 430068)

[摘要]分析基于3D的快速成型打印技术设计的四旋翼飞行器飞行原理，对其结构进行改进，对3D打印关键零件做出力学仿真。结果表明，通过3D打印技术制造出飞行器主体可轻松实现私人订制，设计的飞行器实物与传统的飞行器相比具有机动性强、体积小、动作灵敏等特点。

[关键词]四旋翼飞行器； 3D打印； 仿真分析； 快速成型

小型无人飞行器分为旋翼和固定翼两种，旋翼飞行器主要包括直升机飞行机器人和四旋翼飞行机器人两个分支[1]，本文中的飞行机器人是指四旋翼飞行机器人。四旋翼飞行机器为了获取更大升力和更高的平稳性，飞行器的机架四个方向上对称安装了四个相互独立的螺旋桨[2-9]。与传统加工方式相比较，3D打印是一种与传统的材料加工截然相反的加工方式。它基于打印件的三维模型数据，通过逐层累加打印材料的方式制造产品[9-11]。基于3D打印的飞行机器人打造了符合现代化设计理念、满足现代化生活生产需要的飞行器，其专业性和实用性得到了广泛的认可[11-13]。

1四旋翼飞行器理论建模

1.1四旋翼飞行器的组成

四旋翼飞行器相对于传统的飞行器具有结构简单、控制方便灵活、设计巧妙、能够在各种环境下飞行等优点，它由机架、螺旋桨、姿态控制模块、电源以及接收装置组成(图1)。……