一种小型多旋翼无人机的挂载设计与实现
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2 小型多旋翼挂载无人机的性能评估
对小型多旋翼无人机的性能评估，可以从易用 性、可靠性、维护性、续航性、承载性 5 个方面入手。
2.1 评估的 5 个方面
2.1.1 易用性 易用性是指是否容易学习遥控小型多旋翼挂载
无人机，并实现其挂载及运输的悬停和机动飞行。
1
收稿日期：2018-10-17；修回日期：2018-12-19 收稿日期：2016 年南京大学金陵学院重点教学改革研究项目(0010521608) 作者简介：葛 超(1998—)，男，江苏人，学士，从事智能系统与应用研究。
关键词：无人机；STM32 微型处理器；电动；STM32F103RCT6 中图分类号：TP27 文献标志码：A
Design and Implementation of a Small Multi-rotor UAV Mounting
Ge Chao, Zhang Zhixun, Zeng Shuting, Xia Qingfeng
第3期
葛 超等：一种小型多旋翼无人机的挂载设计与实现
·89·
如果需要长时间进行练习，培养一个合格的飞手就 需要非常大的成本。
2.1.2 可靠性
可靠性通常使用平均故障间隔时间来定量化表 示。相对于直升机和固定翼，多旋翼无人机结构相 对简单，且采用无刷电机，小型多旋翼挂载无人机 在进行多次运输中，几乎没有什么机械磨损，所以 故障率相对比较低。
1 现有的挂载方案和存在的缺点
1.1 外挂盒子挂载方案
饿了么公司在上海举行无人机商业飞行发布会 时宣布[1]，已获准开辟中国第一批无人机即时配送 航线。这种方案使用专门的快递盒挂载在多旋翼无 人机下面，由专人将外卖放置进盒子中，再进行起 飞运输。这种方案的优点是由专人放置，可确保载 荷稳妥得当才能起飞，缺点是每次都需要专人进行 放置，而且到达后还需要顾客自行拿取，在拿取过 程中顾客有可能被无人机伤害。
2.1.3 维护性
维护性包括服务性和可修复性。多旋翼容易检 查和维护、结构简单、容易安装，例如电机、电调、 电池、螺旋桨等机构损坏时容易替换。而固定翼无 人机和直升机零配件较多，机构相对比较复杂，因 此其组装和维护也就相对困难。
Keywords: UAV; STM32 microprocessor; electric; STM32F103RCT6
0 引言
目前，在短距离运输上，大多使用小型多旋翼 无人机。因为其可以实现垂直起降，无需跑道或者 发射架，适合在多平台、多空间使用；又因为其结 构简单、控制灵活、成本低廉、安全性好、拆卸方 便、易于维护和更换。要想实现多旋翼无人机的运 输，一种可靠有效的挂载方案必不可少，基于此， 笔者给出一种小型多旋翼无人机的挂载方案。
·88·
兵工自动化 Ordnance Industry Automation
2019-03 38(ຫໍສະໝຸດ )doi: 10.7690/bgzdh.2019.03.021
一种小型多旋翼无人机的挂载设计与实现
葛 超，张植勋，曾舒婷，夏庆锋
(南京大学金陵学院信息科学与工程学院，南京 210099)
摘要：为满足多旋翼无人机短距离挂载重物运输的需求，提出一种电动无人机自动化挂载重物方案。根据无人 机飞行原理，对无人机现有挂载方案存在的问题进行分析，从易用性、可靠性、维护性、续航性、承载性对无人机 性能进行评估，采用 STM32 芯片的抓持器，结合建模计算，通过对多旋翼飞行器及挂载控制系统的设计，得出其挂 载方案，并通过抓持实验进行验证。试验结果表明：该方案切实可行，能基本满足大多数载荷的运输。
(School of Information & Engineering, Nanjing University Jinling College, Nanjing 210099, China)
Abstract: In order to meet the demand of multi-rotor UAV for short-distance loading heavy loads, an electric UAV automatic loading weight scheme is proposed. According to the flight principle of the UAV, the problems existing in the current unloading scheme of the UAV are analyzed, and the performance of the UAV is evaluated from the usability, reliability, maintainability, endurance, and load bearing capacity. The gripper with STM32 chip is used, combined with the modeling calculation, obtains the mounting scheme through the design of the multi-rotor aircraft and the mount control system, and verifies it through the gripping experiment. The test results show that the scheme is feasible and can basically meet the requirements of majority load transportation plans.
1.2 钩子挂载方案 使用钩子进行挂载的优点是容易实现，但如果
在运输时遭遇侧风，重物和无人机的摇晃势必会导 致多旋翼无人机姿态发生变化，如果无人机姿态调 整不及时，就可能导致坠机的事故。
综上所述，使用上述挂载方案，实现起来有一 定的难度和不稳定性；因此，笔者从性能评估的角 度出发，设计一种基于控制板来控制数字舵机并驱 动机械爪的小型电动多旋翼无人机挂载方案，并测 试其挂载的效率和稳定性。
对小型多旋翼无人机的性能评估，可以从易用 性、可靠性、维护性、续航性、承载性 5 个方面入手。
2.1 评估的 5 个方面
2.1.1 易用性 易用性是指是否容易学习遥控小型多旋翼挂载
无人机，并实现其挂载及运输的悬停和机动飞行。
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收稿日期：2018-10-17；修回日期：2018-12-19 收稿日期：2016 年南京大学金陵学院重点教学改革研究项目(0010521608) 作者简介：葛 超(1998—)，男，江苏人，学士，从事智能系统与应用研究。
关键词：无人机；STM32 微型处理器；电动；STM32F103RCT6 中图分类号：TP27 文献标志码：A
Design and Implementation of a Small Multi-rotor UAV Mounting
Ge Chao, Zhang Zhixun, Zeng Shuting, Xia Qingfeng
第3期
葛 超等：一种小型多旋翼无人机的挂载设计与实现
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如果需要长时间进行练习，培养一个合格的飞手就 需要非常大的成本。
2.1.2 可靠性
可靠性通常使用平均故障间隔时间来定量化表 示。相对于直升机和固定翼，多旋翼无人机结构相 对简单，且采用无刷电机，小型多旋翼挂载无人机 在进行多次运输中，几乎没有什么机械磨损，所以 故障率相对比较低。
1 现有的挂载方案和存在的缺点
1.1 外挂盒子挂载方案
饿了么公司在上海举行无人机商业飞行发布会 时宣布[1]，已获准开辟中国第一批无人机即时配送 航线。这种方案使用专门的快递盒挂载在多旋翼无 人机下面，由专人将外卖放置进盒子中，再进行起 飞运输。这种方案的优点是由专人放置，可确保载 荷稳妥得当才能起飞，缺点是每次都需要专人进行 放置，而且到达后还需要顾客自行拿取，在拿取过 程中顾客有可能被无人机伤害。
2.1.3 维护性
维护性包括服务性和可修复性。多旋翼容易检 查和维护、结构简单、容易安装，例如电机、电调、 电池、螺旋桨等机构损坏时容易替换。而固定翼无 人机和直升机零配件较多，机构相对比较复杂，因 此其组装和维护也就相对困难。
Keywords: UAV; STM32 microprocessor; electric; STM32F103RCT6
0 引言
目前，在短距离运输上，大多使用小型多旋翼 无人机。因为其可以实现垂直起降，无需跑道或者 发射架，适合在多平台、多空间使用；又因为其结 构简单、控制灵活、成本低廉、安全性好、拆卸方 便、易于维护和更换。要想实现多旋翼无人机的运 输，一种可靠有效的挂载方案必不可少，基于此， 笔者给出一种小型多旋翼无人机的挂载方案。
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兵工自动化 Ordnance Industry Automation
2019-03 38(ຫໍສະໝຸດ )doi: 10.7690/bgzdh.2019.03.021
一种小型多旋翼无人机的挂载设计与实现
葛 超，张植勋，曾舒婷，夏庆锋
(南京大学金陵学院信息科学与工程学院，南京 210099)
摘要：为满足多旋翼无人机短距离挂载重物运输的需求，提出一种电动无人机自动化挂载重物方案。根据无人 机飞行原理，对无人机现有挂载方案存在的问题进行分析，从易用性、可靠性、维护性、续航性、承载性对无人机 性能进行评估，采用 STM32 芯片的抓持器，结合建模计算，通过对多旋翼飞行器及挂载控制系统的设计，得出其挂 载方案，并通过抓持实验进行验证。试验结果表明：该方案切实可行，能基本满足大多数载荷的运输。
(School of Information & Engineering, Nanjing University Jinling College, Nanjing 210099, China)
Abstract: In order to meet the demand of multi-rotor UAV for short-distance loading heavy loads, an electric UAV automatic loading weight scheme is proposed. According to the flight principle of the UAV, the problems existing in the current unloading scheme of the UAV are analyzed, and the performance of the UAV is evaluated from the usability, reliability, maintainability, endurance, and load bearing capacity. The gripper with STM32 chip is used, combined with the modeling calculation, obtains the mounting scheme through the design of the multi-rotor aircraft and the mount control system, and verifies it through the gripping experiment. The test results show that the scheme is feasible and can basically meet the requirements of majority load transportation plans.
1.2 钩子挂载方案 使用钩子进行挂载的优点是容易实现，但如果
在运输时遭遇侧风，重物和无人机的摇晃势必会导 致多旋翼无人机姿态发生变化，如果无人机姿态调 整不及时，就可能导致坠机的事故。
综上所述，使用上述挂载方案，实现起来有一 定的难度和不稳定性；因此，笔者从性能评估的角 度出发，设计一种基于控制板来控制数字舵机并驱 动机械爪的小型电动多旋翼无人机挂载方案，并测 试其挂载的效率和稳定性。