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無人機應用技術(shù)實訓室建設(shè)方案

2024-04-23 07:11
無人機實訓室是專門用于無人機技術(shù)教學與實踐的場所,主要面向無人機應用技術(shù)專業(yè)的學生,旨在培養(yǎng)掌握無人機飛行技術(shù)、裝配、維修技術(shù)的高技術(shù)技能型人才。

無人機實訓室配備有多種型號的無人機,可以滿足無人機操作、裝配與維修、無人機安裝調(diào)試、無人機植保、無人機航拍等課程教學及實訓需求。在實訓室內(nèi),學生可以在教師的指導下,通過實際操作無人機,提升動手實踐能力、邏輯分析能力,并加深對理論知識的理解。

無人機實訓室不僅承擔無人機應用技術(shù)專業(yè)的實驗教學任務,還可以輔助開展學生的畢業(yè)設(shè)計,滿足單片機嵌入式相關(guān)課程教學與開發(fā)的需求,以及開展以無人機為平臺的研發(fā)和其他項目的探索。

無人機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%的中小型無人機都是中國制造。據(jù)調(diào)查,包括研發(fā)、生產(chǎn)、運營在內(nèi),我國目前有300至400家民用無人機企業(yè),從業(yè)人員超過萬人。隨著通用航空和無人機相關(guān)政策的出臺,無人機行業(yè)更是獲得了巨大的發(fā)展機遇。

一、應用范圍廣泛

目前,無人機除了在軍事領(lǐng)域中執(zhí)行偵察、監(jiān)視、火力打擊、通信等多種任務外,在民用領(lǐng)域亦可完成災害評估、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。另外,在泥石流、地震、風暴等自然災害中,無人機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)域或是抵御自然災害中,低空無人機的應用越來越廣泛,因此也帶來了大量的無人機操控及維護人才的需求。未來5—10年無人機將迎來產(chǎn)業(yè)化浪潮,進入黃金發(fā)展期,對應的無人機相關(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。

國務院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于促進通用航空業(yè)發(fā)展的指導意見》,提出擴大低空空域開放力度,并簡化了審批流程,加大資金支持,強化人才培養(yǎng),支持大專院校和職業(yè)學校開設(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)將無人機駕駛技術(shù)作為一門職業(yè)等級證書考試,無人機駕駛員、無人機裝調(diào)檢修工也被納入國家職業(yè)技術(shù)分類目錄。加快推進無人機產(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,市場空間達5000多億元,無人機操作維護人員需求可達20萬人。

三、人才亟需培養(yǎng)

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

高等院校建設(shè)無人機實訓室,是應時代發(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,商用無人機新規(guī)的發(fā)布,成為無人機融入美國國家空域的重要拐點;在中國,多家機構(gòu)牽頭,正在推進無人機標準化的進程。當前國家出臺政策對于無人機發(fā)展作出明確的指導,無人機專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)前景樂觀。

四、無人機發(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、高風險與高含量的任務。無人機應運而生。它替代有人駕駛的飛機去執(zhí)行這些任務。無人機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、無人駕駛和航程遠等優(yōu)勢被廣泛應用,在自然環(huán)境考察、科普研究、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、維護國家主權(quán)與公共衛(wèi)生安全等等許多方面都有所應用。目前這種趨于多元化的應用使得各國都加快探索、開發(fā)的步伐。

五、無人機行業(yè)市場規(guī)模   

我國從事無人機行業(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、銷售和服務體系。目前在研和在用的無人機型多達上百種,小型無人機技術(shù)逐步成熟,戰(zhàn)略無人機已試飛,攻擊無人機也已多次成功試射空地導彈。中國2014年無人機銷量約2萬架,預計到2020年中國無人機年銷量將達到29萬架。未來幾年將保持50%以上的增長,2017年中國民用無人機銷售規(guī)模已經(jīng)達到140億元。從發(fā)展前景來看,無人機已經(jīng)應用在航拍、快遞、災后搜救、數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域,表明無人機的發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
六、無人機行業(yè)市場需求

無人機行業(yè)的市場需求十分巨大。根據(jù)市場預測,全球軍用和民用無人機銷售額將由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年中國無人機行業(yè)研究及未來前景預測報告》,我國無人機當前產(chǎn)值在36-40億人民幣之間,在民用無人機市場表現(xiàn)搶眼。預計到2025年,我國民用無人機市場可迅速上升至750億元人民幣。已經(jīng)擁有世界無人機制造業(yè)領(lǐng)導者地位的中國,正在逐步崛起成為世界級創(chuàng)新者,而不僅僅是外國設(shè)計的復制者。中國高鐵已成為中國走出去的一張名片,未來無人機將會是另一張名片,國內(nèi)的無人機技術(shù)已經(jīng)走在世界的前列。

七、無人機行業(yè)人才需求

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

八、"1+X"無人機駕駛職業(yè)技能等級證書

"1+X"無人機駕駛職業(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、無人機研發(fā)與制造單位、公安和安防部門等,從事無人機航拍、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)災害現(xiàn)場、火情現(xiàn)場等)應急監(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、安防巡檢等多種運行場景下的無人機系統(tǒng)操控的基礎(chǔ)工作,也可從事無人機型號測試、系統(tǒng)軟硬件選配調(diào)試與維修,以及保障運行所需的裝配調(diào)整、維護及飛行前檢查工作。

九、實訓室建設(shè)預算
總體預算1348400元。
 
十、配置標準
(一) 無人機模擬仿真教學實訓室
 

序號 設(shè)施設(shè)備 功能要求 教學適用 數(shù)量 單價 (元) 總價
(元)
備注
 
1
 
臺式電腦
 
內(nèi)存 16G,4G 獨顯
 
支撐教學
 
40 臺
 
0
可結(jié)合現(xiàn)有 電腦機房共用 校方
自備
 
2
模擬仿真
教學軟件
1.無人機訓練模式:無人機飛行訓練模塊包含多機型仿真飛行訓練功能,包含直升機,八旋翼,垂起等多種機型,場景可定制更換。
2.無人機飛行有聲音提醒,場景內(nèi)有無人機電子圍欄,飛機飛出指定區(qū)域撞毀,可以一鍵重置飛行。
3.功能設(shè)計駕駛員和機長考試模式,飛機可實現(xiàn)GPS和姿態(tài)兩種模式飛行。
4.考核模式結(jié)束可查看詳細分數(shù)。軟件包含定點自旋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,八旋翼,垂起等多種機型的日;静僮黠w行訓練,滿足民航局無人機執(zhí)照考試訓練。  
40 套
 
4500
 
180000 元
 
 
3
桌椅 L×W×H (mm)
1200×600×800
支撐學習訓練 40 套  
0
可結(jié)合現(xiàn)有 電腦機房共用 校方
自備
合 計 小寫:180000元。
 
 
文化氛圍布置:
(1)《無人機模擬仿真教學實訓室管理規(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)《飛行應急處置圖》張掛;
(5)《編隊飛行實景圖》張掛;
(6)《無人機簡介》張掛。
無人機模擬仿真實訓室
無人機模擬仿真實訓室
(二) 無人機組裝調(diào)試實訓室
 

序號 設(shè)施
設(shè)備
教學適用和參數(shù) 數(shù)量 單價
(元)
金額
(元)
1 裝調(diào)教學多 旋 翼無 人 機 一、參數(shù)
機架軸距:550mm
折疊方式:傘折設(shè)計
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
抗風能力:5級風
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);增強型失控保護;低壓保護;支持 S-BUS 接收機;
二、功用
1.支持理論教學
2.支持裝調(diào)教學
3.支持維修教學
4.支持實操教學
10 38400 384000
2 裝調(diào)教學垂直起降無 人 機 一、參數(shù)
翼展:2160mm
機長:1310mm
材質(zhì):EPO,碳纖維復合材料
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
抗風能力:6級風
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.主要滿足學生初步認識垂起無人機、了解垂起無人機的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能,可參與無人機組裝、檢修、調(diào)試、飛行等實訓課程;
2.在裝調(diào)的基礎(chǔ)上,本設(shè)備可用于學生實操教學,支持地面站實操教學。
1 147000 147000
3 維修維護工具包 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;
高強度十字螺絲刀;
T6 螺絲刀;
10 800 8000
合計 小寫:539000元
 
 
文化氛圍布置:
(1)《無人機裝調(diào)與飛行教學實訓室管理規(guī)定》張掛;
(2)《無人機飛行原理圖》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)《無人機裝調(diào)安全操作規(guī)定》張掛;
(6)《無人機系統(tǒng)架構(gòu)圖》張掛;
 無人機組裝調(diào)試實訓室效果圖

無人機組裝調(diào)試實訓室效果圖
 
(三) 無人機外場飛行實訓基地
 

序號 設(shè)施
設(shè)備
教學適用和參數(shù) 數(shù)量 單價
(元)
金額
(元)
1 民航局多旋翼無人機執(zhí)照考試訓練機 一、機架
1.對稱電機軸距:1045mm
2.單臂長度:386mm
3.單臂重量(含電機、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):1520g
6.起落架尺寸:460mm(長)×511mm(下底寬)×305mm(高)
二、電機
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
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
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
用于訓練機的控制,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練和考試,可以與超視距訓練機的飛控通訊連接,在地面站的配合下控制無人機超視距飛行訓練
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,防風耐用。
二、功用
錐形型橡膠桶
支持室外飛行訓練
14 50 700
4 帳篷 1.尺寸: 2.5X2.5藍色加固黑架
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 風向標 1.長度:80cm
2.顏色:熒光橘紅白色相間   
1 500 500
合計 小寫:480400元
 
文化氛圍布置
(1)《無人機行業(yè)應用實訓室管理規(guī)定》張掛;
(2)《無人機植保應用技術(shù)》張掛;
(3)《飛行器安全操作管理規(guī)定》張掛;
(4)《無人機航空攝影應用技術(shù)介紹》張掛;
(5)《典型垂直起降無人機》張掛;
(6)《無人機系統(tǒng)架構(gòu)圖》張掛。
 
(四) 編隊飛行試驗室
 

序號 設(shè)施
設(shè)備
教學適用和參數(shù) 數(shù)量 單價
(元)
金額
(元)
1 編隊無人機 尺    寸:≥200*200*90mm
凈    重:190g
高    度:限高10m
軸    距:≥160mm
機間距: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 性;4級風
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 小寫:149000元
 
文化氛圍布置
(1)《編隊飛行試驗室管理規(guī)定》張掛;
(2)《編隊飛行場景》張掛;
(3)《編隊飛行原理圖》張掛;
(4)《編隊飛行畫面展示一》張掛;
(5)《編隊飛行畫面展示二》張掛;
(6)《編隊飛行畫面展示三》張掛。
編隊飛行試驗場景圖
編隊飛行試驗場景圖

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