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無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案

2024-04-23 07:11
無人機(jī)實(shí)訓(xùn)室是專門用于無人機(jī)技術(shù)教學(xué)與實(shí)踐的場所,主要面向無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的學(xué)生,旨在培養(yǎng)掌握無人機(jī)飛行技術(shù)、裝配、維修技術(shù)的高技術(shù)技能型人才。

無人機(jī)實(shí)訓(xùn)室配備有多種型號的無人機(jī),可以滿足無人機(jī)操作、裝配與維修、無人機(jī)安裝調(diào)試、無人機(jī)植保、無人機(jī)航拍等課程教學(xué)及實(shí)訓(xùn)需求。在實(shí)訓(xùn)室內(nèi),學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下,通過實(shí)際操作無人機(jī),提升動手實(shí)踐能力、邏輯分析能力,并加深對理論知識的理解。

無人機(jī)實(shí)訓(xùn)室不僅承擔(dān)無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù),還可以輔助開展學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì),滿足單片機(jī)嵌入式相關(guān)課程教學(xué)與開發(fā)的需求,以及開展以無人機(jī)為平臺的研發(fā)和其他項(xiàng)目的探索。

無人機(jī)是利用無線電遙控設(shè)備和自備程序控制裝置操縱的不載人飛行器,全球70%的中小型無人機(jī)都是中國制造。據(jù)調(diào)查,包括研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)營在內(nèi),我國目前有300至400家民用無人機(jī)企業(yè),從業(yè)人員超過萬人。隨著通用航空和無人機(jī)相關(guān)政策的出臺,無人機(jī)行業(yè)更是獲得了巨大的發(fā)展機(jī)遇。

一、應(yīng)用范圍廣泛

目前,無人機(jī)除了在軍事領(lǐng)域中執(zhí)行偵察、監(jiān)視、火力打擊、通信等多種任務(wù)外,在民用領(lǐng)域亦可完成災(zāi)害評估、地質(zhì)勘測、航拍航測、警用高速公路巡查、森林防火、海事巡邏、快遞、數(shù)據(jù)采集等多種任務(wù)。另外,在泥石流、地震、風(fēng)暴等自然災(zāi)害中,無人機(jī)通過及時快速的傳遞信息,也發(fā)揮了極其重要的作用,成為人類對抗自然災(zāi)害不可或缺的工具。

二、市場需求巨大

無論在軍事還是民用領(lǐng)域或是抵御自然災(zāi)害中,低空無人機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛,因此也帶來了大量的無人機(jī)操控及維護(hù)人才的需求。未來5—10年無人機(jī)將迎來產(chǎn)業(yè)化浪潮,進(jìn)入黃金發(fā)展期,對應(yīng)的無人機(jī)相關(guān)專業(yè)人才,尤其是技術(shù)型人才和管理人才的需求也將出現(xiàn)井噴。

國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于促進(jìn)通用航空業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》,提出擴(kuò)大低空空域開放力度,并簡化了審批流程,加大資金支持,強(qiáng)化人才培養(yǎng),支持大專院校和職業(yè)學(xué)校開設(shè)通用航空類專業(yè),培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)技術(shù)和管理人才。教育部已經(jīng)將無人機(jī)駕駛技術(shù)作為一門職業(yè)等級證書考試,無人機(jī)駕駛員、無人機(jī)裝調(diào)檢修工也被納入國家職業(yè)技術(shù)分類目錄。加快推進(jìn)無人機(jī)產(chǎn)業(yè)化也被寫入《中國制造2025》,作為航空裝備發(fā)展的重要部分。未來我國每年需要約50萬架民用無人機(jī),市場空間達(dá)5000多億元,無人機(jī)操作維護(hù)人員需求可達(dá)20萬人。

三、人才亟需培養(yǎng)

無人機(jī)人才為國內(nèi)緊缺型人才之一,具備無人機(jī)專業(yè)技術(shù)人才在我國幾乎屬于空白。各大無人機(jī)企業(yè)對人才的需求量相當(dāng)大,中等職業(yè)院校應(yīng)用專業(yè)人員除了動手能力強(qiáng)、容易溝通外,其操作能力也比較強(qiáng)。在工作上,更善于發(fā)現(xiàn)問題、分析問題。供不應(yīng)求的無人機(jī)操作和維修專業(yè)畢業(yè)生,成了眾多單位搶著要的“香餑餑”。無人機(jī)實(shí)訓(xùn)室系統(tǒng)培養(yǎng)無人機(jī)定向人才,為無人機(jī)市場輸出人才,學(xué)生可以從事無人機(jī)相關(guān)崗位,或者直接創(chuàng)業(yè)。

高等院校建設(shè)無人機(jī)實(shí)訓(xùn)室,是應(yīng)時代發(fā)展需要。在美國,市場的快速發(fā)展迫使FAA(美國聯(lián)邦航空局)加快了制定規(guī)章的步伐,商用無人機(jī)新規(guī)的發(fā)布,成為無人機(jī)融入美國國家空域的重要拐點(diǎn);在中國,多家機(jī)構(gòu)牽頭,正在推進(jìn)無人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程。當(dāng)前國家出臺政策對于無人機(jī)發(fā)展作出明確的指導(dǎo),無人機(jī)專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)前景樂觀。

四、無人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

伴隨科技的發(fā)展,面對人類無法勝任的高難度、高風(fēng)險與高含量的任務(wù)。無人機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。它替代有人駕駛的飛機(jī)去執(zhí)行這些任務(wù)。無人機(jī)是一種有無線電來操控的設(shè)備,遂有人稱其為遙控駕駛航空器。它能夠趨于完美的利用人工智能、信號處理和自動駕駛等精尖技術(shù),并由于它具有體積小、無人駕駛和航程遠(yuǎn)等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用,在自然環(huán)境考察、科普研究、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、維護(hù)國家主權(quán)與公共衛(wèi)生安全等等許多方面都有所應(yīng)用。目前這種趨于多元化的應(yīng)用使得各國都加快探索、開發(fā)的步伐。

五、無人機(jī)行業(yè)市場規(guī)模   

我國從事無人機(jī)行業(yè)的單位有300多家,其中規(guī)模比較大企業(yè)有160家左右,形成了配套齊全的研發(fā)、制造、銷售和服務(wù)體系。目前在研和在用的無人機(jī)型多達(dá)上百種,小型無人機(jī)技術(shù)逐步成熟,戰(zhàn)略無人機(jī)已試飛,攻擊無人機(jī)也已多次成功試射空地導(dǎo)彈。中國2014年無人機(jī)銷量約2萬架,預(yù)計(jì)到2020年中國無人機(jī)年銷量將達(dá)到29萬架。未來幾年將保持50%以上的增長,2017年中國民用無人機(jī)銷售規(guī)模已經(jīng)達(dá)到140億元。從發(fā)展前景來看,無人機(jī)已經(jīng)應(yīng)用在航拍、快遞、災(zāi)后搜救、數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域,表明無人機(jī)的發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
六、無人機(jī)行業(yè)市場需求

無人機(jī)行業(yè)的市場需求十分巨大。根據(jù)市場預(yù)測,全球軍用和民用無人機(jī)銷售額將由2015年的64億美元增至2024年的115億美元,十年(2015-2024年)市場總額將超過910億美元。

根據(jù)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的《2015-2022年中國無人機(jī)行業(yè)研究及未來前景預(yù)測報告》,我國無人機(jī)當(dāng)前產(chǎn)值在36-40億人民幣之間,在民用無人機(jī)市場表現(xiàn)搶眼。預(yù)計(jì)到2025年,我國民用無人機(jī)市場可迅速上升至750億元人民幣。已經(jīng)擁有世界無人機(jī)制造業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者地位的中國,正在逐步崛起成為世界級創(chuàng)新者,而不僅僅是外國設(shè)計(jì)的復(fù)制者。中國高鐵已成為中國走出去的一張名片,未來無人機(jī)將會是另一張名片,國內(nèi)的無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)走在世界的前列。

七、無人機(jī)行業(yè)人才需求

當(dāng)前,無人機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用受到了世界各國的普遍重視,正在大規(guī)模進(jìn)入軍用和民用領(lǐng)域,行業(yè)應(yīng)用級無人機(jī)越來越被廣泛認(rèn)可,并發(fā)揮了不可替代的作用,無人機(jī)在不久的將來會逐漸飛入尋常百姓家。無人機(jī)市場的快速膨脹催生了對高素質(zhì)無人機(jī)專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)的迫切需求。

八、"1+X"無人機(jī)駕駛職業(yè)技能等級證書

"1+X"無人機(jī)駕駛職業(yè)技能等級證書主要面向影視傳媒單位、農(nóng)業(yè)相關(guān)單位、交通部門、物流部門、建筑部門、應(yīng)急救援部門、電力、油氣等能源部門、國土部門、保險部門、環(huán)保部門、林業(yè)部門、水利部門、海事部門、無人機(jī)研發(fā)與制造單位、公安和安防部門等,從事無人機(jī)航拍、農(nóng)業(yè)噴灑、病蟲害監(jiān)控與防治、土壤與作物檢測監(jiān)控、物流運(yùn)輸、交通線路巡檢、建筑或固定設(shè)施(如橋梁、電塔等)巡檢、特殊環(huán)境(如地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)場、火情現(xiàn)場等)應(yīng)急監(jiān)測、電力巡檢、管道與基站巡檢、國土資源勘察與測繪、保險勘察、環(huán)保檢測、森林巡檢、水域監(jiān)測、海事巡檢、安防巡檢等多種運(yùn)行場景下的無人機(jī)系統(tǒng)操控的基礎(chǔ)工作,也可從事無人機(jī)型號測試、系統(tǒng)軟硬件選配調(diào)試與維修,以及保障運(yùn)行所需的裝配調(diào)整、維護(hù)及飛行前檢查工作。

九、實(shí)訓(xùn)室建設(shè)預(yù)算
總體預(yù)算1348400元。
 
十、配置標(biāo)準(zhǔn)
(一) 無人機(jī)模擬仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)室
 

序號 設(shè)施設(shè)備 功能要求 教學(xué)適用 數(shù)量 單價 (元) 總價
(元)
備注
 
1
 
臺式電腦
 
內(nèi)存 16G,4G 獨(dú)顯
 
支撐教學(xué)
 
40 臺
 
0
可結(jié)合現(xiàn)有 電腦機(jī)房共用 校方
自備
 
2
模擬仿真
教學(xué)軟件
1.無人機(jī)訓(xùn)練模式:無人機(jī)飛行訓(xùn)練模塊包含多機(jī)型仿真飛行訓(xùn)練功能,包含直升機(jī),八旋翼,垂起等多種機(jī)型,場景可定制更換。
2.無人機(jī)飛行有聲音提醒,場景內(nèi)有無人機(jī)電子圍欄,飛機(jī)飛出指定區(qū)域撞毀,可以一鍵重置飛行。
3.功能設(shè)計(jì)駕駛員和機(jī)長考試模式,飛機(jī)可實(shí)現(xiàn)GPS和姿態(tài)兩種模式飛行。
4.考核模式結(jié)束可查看詳細(xì)分?jǐn)?shù)。軟件包含定點(diǎn)自旋360°考核和水平八字考核.符合民航局考試要求。
可滿足直升機(jī),八旋翼,垂起等多種機(jī)型的日常基本操作飛行訓(xùn)練,滿足民航局無人機(jī)執(zhí)照考試訓(xùn)練。  
40 套
 
4500
 
180000 元
 
 
3
桌椅 L×W×H (mm)
1200×600×800
支撐學(xué)習(xí)訓(xùn)練 40 套  
0
可結(jié)合現(xiàn)有 電腦機(jī)房共用 校方
自備
合 計(jì) 小寫:180000元。
 
 
文化氛圍布置:
(1)《無人機(jī)模擬仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)室管理規(guī)定》張掛;
(2)《飛行器安全操作管理規(guī)定》張掛;
(3)《飛行操控步驟圖》張掛;
(4)《飛行應(yīng)急處置圖》張掛;
(5)《編隊(duì)飛行實(shí)景圖》張掛;
(6)《無人機(jī)簡介》張掛。
無人機(jī)模擬仿真實(shí)訓(xùn)室
無人機(jī)模擬仿真實(shí)訓(xùn)室
(二) 無人機(jī)組裝調(diào)試實(shí)訓(xùn)室
 

序號 設(shè)施
設(shè)備
教學(xué)適用和參數(shù) 數(shù)量 單價
(元)
金額
(元)
1 裝調(diào)教學(xué)多 旋 翼無 人 機(jī) 一、參數(shù)
機(jī)架軸距:550mm
折疊方式:傘折設(shè)計(jì)
材質(zhì):3k碳纖維+7075鋁
最大載重:1kg
控制距離(遙控器):1800米
最大上升速度:6米/秒
最大下降速度:4.5米/秒
最大水平速度:20米/秒
支持的電子調(diào)速器輸出:400Hz 刷新頻率
抗風(fēng)能力:5級風(fēng)
最大傾斜角度:35度
懸停精度:水平方向±2.5米,垂直方向±0.8米。
最大偏航速度:200度/秒
續(xù)航時間:20分鐘
電池電壓:4S(14.8V)5300mah
電池插頭:XT60
采用模塊化裝箱,配有工具包,包含組裝調(diào)試教程;
內(nèi)置功能:三模式自駕系統(tǒng);增強(qiáng)型失控保護(hù);低壓保護(hù);支持 S-BUS 接收機(jī);
二、功用
1.支持理論教學(xué)
2.支持裝調(diào)教學(xué)
3.支持維修教學(xué)
4.支持實(shí)操教學(xué)
10 38400 384000
2 裝調(diào)教學(xué)垂直起降無 人 機(jī) 一、參數(shù)
翼展:2160mm
機(jī)長:1310mm
材質(zhì):EPO,碳纖維復(fù)合材料
控制距離(遙控器):2000米
控制距離(電臺):10公里
巡航速度:18m/s
最大續(xù)航時間:150min
最大起飛重量:8.5kg
抗風(fēng)能力:6級風(fēng)
電池電壓:6S(22.2V)30000mah
電池插頭:XT90
采用模塊化裝箱,配有工具包
二、功用
1.主要滿足學(xué)生初步認(rèn)識垂起無人機(jī)、了解垂起無人機(jī)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能,可參與無人機(jī)組裝、檢修、調(diào)試、飛行等實(shí)訓(xùn)課程;
2.在裝調(diào)的基礎(chǔ)上,本設(shè)備可用于學(xué)生實(shí)操教學(xué),支持地面站實(shí)操教學(xué)。
1 147000 147000
3 維修維護(hù)工具包 包含工具:
M5.5、M6、M10、M12 (MM) 拆裝專用內(nèi)六角 套筒;
無人機(jī)專用焊接套裝 (包含合金電烙鐵、電 烙鐵底座、 電烙鐵支架、錫鉛合金焊錫絲、 樹脂助焊膏) ;
雙色鎳鐵合金斜口鉗;硬度:HRC60°~70°; 低碳鋼剝線鉗硬度:HR30N 55°~65°;   尖嘴鉗:  鉻釩合金鋼材質(zhì)
L 型扳手一套;
M2.5 內(nèi)六角螺絲刀;
多功能工具刀;
精密儀器專用鑷子;
高強(qiáng)度十字螺絲刀;
T6 螺絲刀;
10 800 8000
合計(jì) 小寫:539000元
 
 
文化氛圍布置:
(1)《無人機(jī)裝調(diào)與飛行教學(xué)實(shí)訓(xùn)室管理規(guī)定》張掛;
(2)《無人機(jī)飛行原理圖》張掛;
(3)《飛行器安全操作管理規(guī)定》張掛;
(4)《飛行操控步驟圖》張掛;
(5)《無人機(jī)裝調(diào)安全操作規(guī)定》張掛;
(6)《無人機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)圖》張掛;
 無人機(jī)組裝調(diào)試實(shí)訓(xùn)室效果圖

無人機(jī)組裝調(diào)試實(shí)訓(xùn)室效果圖
 
(三) 無人機(jī)外場飛行實(shí)訓(xùn)基地
 

序號 設(shè)施
設(shè)備
教學(xué)適用和參數(shù) 數(shù)量 單價
(元)
金額
(元)
1 民航局多旋翼無人機(jī)執(zhí)照考試訓(xùn)練機(jī) 一、機(jī)架
1.對稱電機(jī)軸距:1045mm
2.單臂長度:386mm
3.單臂重量(含電機(jī)、電調(diào)、螺旋槳):325g
4.中心架直徑:337mm
5.中心架重量(含起落架安裝基座和舵機(jī)):1520g
6.起落架尺寸:460mm(長)×511mm(下底寬)×305mm(高)
二、電機(jī)
1.定子尺寸:41×14mm
2.KV值:400rpm/V
3.最大功率:500W
三、電調(diào)
1.工作電流:40A
2.工作電壓:6S LiPo
3.兼容信號頻率:30Hz ~ 450Hz
4.驅(qū)動PWM頻率:8KHz
5.重量(含散熱器):35g
四、飛行參數(shù)
1.起飛重量:6.0Kg ~ 11.0Kg
2.整機(jī)重量:4.4Kg
3.動力電池:LiPo(6S、10000mAh~20000mAh、最小15C)
4.最大功耗:4000W
5.懸停功耗:1500W(@ 起飛重量9.5Kg)
6.懸停時間:15min(@15000mAh & 起飛重量9.5Kg)
7.工作環(huán)境溫度:-10 °C ~ +40 °C
五、槳葉
1.材質(zhì):高強(qiáng)度工程塑料
2.尺寸:15×5.2inch
3.重量:13g
六、飛控
1.重量:224g
2.功耗:最大 5W
3.最大抗風(fēng)能力:8m/s
4.最大偏航角速度:150 度/秒
5.最大傾斜角度:35°
6.最大升降速度:±6m/s
7.支持900MHZ電臺連接,用于地面站規(guī)劃教學(xué)
七、電池
1.電池容量:16000mah
2.電池電壓:22.2V 6S
3.電池類型:LiPo
4.電池充放電次數(shù)≥300 次
5.電池采用快速插拔連接方式,插頭防打火設(shè)計(jì)
八、充電器
1.功率:1080W
2.輸出電壓:2S-6S可調(diào)
3.輸出電流:0-20A可調(diào)
4.通道數(shù)量:2通道
5.電池電壓檢測:支持
6.電池內(nèi)阻檢測:支持
7.主從模式:支持
8.電流記憶:支持
9.工作模式:平衡、存儲、充電
10.顯示器:兩個
11.物理按鍵:8個
九、遙控器
用于訓(xùn)練機(jī)的控制,兩個遙控器設(shè)置成主副控,控制器可以來回切換
1.通道數(shù)量:14
2.揚(yáng)聲器:支持
3.模型記憶數(shù)量:30臺
4.LCD顯示器:4.3寸
5.支持發(fā)射制式:所有FASST, FASSTest, FHSS接收
十、數(shù)傳電臺
用于超視距駕駛員地面站的訓(xùn)練和考試,可以與超視距訓(xùn)練機(jī)的飛控通訊連接,在地面站的配合下控制無人機(jī)超視距飛行訓(xùn)練
1.硬件接口:RS-232
2.通信頻率: 900 MHz
3.信號吞吐量: 11,5200 bps
4.通信距離(開闊地):64km (2dbi天線)
2 164400 328800
2 電子樁訓(xùn)練系統(tǒng)
 
1.衛(wèi)星接收:184通道,GPS L1C/A L2C,GLONASS L1OF L2OF,GALILEO E1B/C E5b,BDS,B1 B2,QZSS L1C/A L2C
2.數(shù)傳:雙路 2.4GHz,空速 100 KB/S,傳輸距離 2公里
3.定位精度:RTK 0.01m + 1ppm CEP
4.電源:天空端及移動端:7V~28V
5.導(dǎo)航刷新率:10Hz
6.尺寸:115mm*80mm*45mm
7.收斂時間:RTK < 10S
8.靈敏度:追蹤&導(dǎo)航 -167dBm,冷啟動 -148dBm,熱啟動 -157dBm,重新捕獲 -160dBm
9.天線:多星多頻
10.工作溫度:-40℃ ~ +85℃
2 74700 149400
3 訓(xùn)練
錐桶
一、參數(shù)
外形尺寸:30cmx30cmx65cm,空桶重量0.5kg,可灌砂,黃黑斜紋,一級工程塑料 制作,防風(fēng)耐用。
二、功用
錐形型橡膠桶
支持室外飛行訓(xùn)練
14 50 700
4 帳篷 1.尺寸: 2.5X2.5藍(lán)色加固黑架
2.防水指數(shù): 大于3000MM(夏季)
3.支架材質(zhì): 鋼
4.外帳材質(zhì): 牛津布
2 500 1000
5 風(fēng)向標(biāo) 1.長度:80cm
2.顏色:熒光橘紅白色相間   
1 500 500
合計(jì) 小寫:480400元
 
文化氛圍布置
(1)《無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室管理規(guī)定》張掛;
(2)《無人機(jī)植保應(yīng)用技術(shù)》張掛;
(3)《飛行器安全操作管理規(guī)定》張掛;
(4)《無人機(jī)航空攝影應(yīng)用技術(shù)介紹》張掛;
(5)《典型垂直起降無人機(jī)》張掛;
(6)《無人機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)圖》張掛。
 
(四) 編隊(duì)飛行試驗(yàn)室
 

序號 設(shè)施
設(shè)備
教學(xué)適用和參數(shù) 數(shù)量 單價
(元)
金額
(元)
1 編隊(duì)無人機(jī) 尺    寸:≥200*200*90mm
凈    重:190g
高    度:限高10m
軸    距:≥160mm
機(jī)間距:0.5m
最大水平速度:1m/s
最大上升速度:1m/s
最大下降速度:1m/s
抗 風(fēng) 性;4級風(fēng)
容      量:1500mAh
充電時長:45min
續(xù)航時間:≥12min
凈      重:≥60g
1組(10架) 149000 149000
合計(jì) 小寫:149000元
 
文化氛圍布置
(1)《編隊(duì)飛行試驗(yàn)室管理規(guī)定》張掛;
(2)《編隊(duì)飛行場景》張掛;
(3)《編隊(duì)飛行原理圖》張掛;
(4)《編隊(duì)飛行畫面展示一》張掛;
(5)《編隊(duì)飛行畫面展示二》張掛;
(6)《編隊(duì)飛行畫面展示三》張掛。
編隊(duì)飛行試驗(yàn)場景圖
編隊(duì)飛行試驗(yàn)場景圖

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