旋翼飞行机器人
飞行机器人又称无人驾驶飞机，简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，最早出现在上世纪20年代。无人机是利用无线电遥控设备和机载控制系统操纵的不载人飞机。从技术角度来划分无人机包括：固定翼无人机、旋翼无人直升机、多旋翼无人机、无人伞翼机及无人飞艇等。无人机是一个高度复杂的系统，涉及到空气动力学、飞行控制学、惯性与卫星导航学、机械与动力学、微电子技术、嵌入式软件技术、通信技术、发动机技术、航空材料技术、机构设计技术等多学科与技术。
无人机一般由飞机平台系统、有效载荷系统（信息采集系统）和地面控制系统三大部分组成。飞机平台系统和有效载荷系统组成了整个飞行器，根据负载能力和实现任务的不同，一个平台可以搭载多套有效载荷系统，实现复杂功能。
无人机三大组成部分
随着电子技术、通信技术、自动控制等技术的不断进步以及高精度传感器的出现，无人机技术也在大跨步的发展，从而应用领域也在逐步扩大。在军事应用领域无人机主要用作：靶机、战略侦察机、战术侦察机以及战略攻击机等；民用领域主要用作：农业植保、电力架线、电力巡检、地震救援、消防火灾侦查、影视航拍等。这一期的SIA机器人大讲堂我们就来了解一下沈阳自动化所自主研发的旋翼飞行机器人。
旋翼飞行机器人是机器人技术与直升机技术相结合的产物，沈阳自动化所在该领域自主研发了40kg级、100kg级、120kg级、200kg级以及700kg级等系列化旋翼飞行机器人系统，整体技术于国内处于领先水平。
沈阳自动化所旋翼飞行机器人研究历史可以追溯到2004年，经过多年的艰苦锤炼，取得了多项重要的技术突破，打破了国际上对我国的技术封锁并取得了一系列技术创新成果。
总体气动设计是旋翼飞行机器人研制的前提和基础。沈阳自动化所无人机研发团队从零做起，依靠国外公开的数据，通过实验室仿真和物理实验，成功制造出拥有优良空气动力学指标的样机，经过野外不断试飞，最终研制出了具有完全自主知识产权的旋翼飞行机器人机体。
飞行自动导航、控制系统被认为是无人机的大脑，它的好坏将决定整个飞机在空中飞行的稳定性、机动性和操控性，是飞机全系统中的核心技术，具有技术门槛高、难度大、周期长的特点，目前全球只有极少数的几个国家拥有这项技术。我所发挥学科优势，借鉴现有的成熟经验，在飞控系统的安全性、控制策略的先进性、多任务实时性、模块化等多个方面积极创新，
为了完成飞行任务，需要建立相应的地面测控设备，监视飞行状态并设定相应的期望轨迹与期望速度。沈阳自动化所飞行机器人研发团队研制了具有人性化接口的地面站系统，该系统集成了多项设备及子系统，可实现飞行状态的实时监控。地面站系统采用便携式移动箱设计，方便整个系统移动，并可以实现全天候应用。
具有人性化接口的地面站系
基于旋翼飞行机器人系统各项关键技术的突破，沈阳自动化所研制飞行机器人系统已经在多个领域得到广泛的实际应用，并受到一致好评。
2009年5月12日，国家纪念5.12地震应急搜救演习中，沈阳自动化所旋翼飞行机器人完成了信息获取、搜救过程监测、震后评估等演练科目。
参加纪念5.12地震应急搜救演习
2010年7月20日，沈阳自动化所旋翼飞行机器人紧急赶赴大连相关海域，对溢油海面进行监测及处置工作。
海面溢油情况监测
2010年，辽宁省电力公司辖区内部分高压输电线路出现冰冻受损故障。沈阳自动化所旋翼飞行机器人于1月25日从空中对特定输电线路开展巡检、重点冰冻部位检测工作，为现场工作人员事故分析、故障排除提供了决策依据。
2011年7月21日至26日，沈阳自动化所旋翼飞行机器人赴新疆生产建设兵团农四师开展了精准农业变量施药飞行试验，完成了农田遥感——农药喷洒一体化作业，验证了无人直升机在现代规模化农业中的应用优势。
精准农业变量施药飞行试验
2012年7月，沈阳自动化所与沈阳消防研究所开展合作进行的演练中，旋翼飞行机器人与模拟高层建筑以及城市周边火灾消防演练，实现了烟雾复杂环境下着火点的精确定位及火场火情监测。
消防演练
2015年1月16日，沈阳自动化所旋翼飞行机器人在江苏盐城射阳县合德镇蒲港村110千伏兴阳变—通明变输电线路工程中，顺利完成输电线路架设任务。这是江苏盐城首次使用无人直升机完成复杂环境输电线路架设工作。
复杂环境输电线路架设
随着无人机技术的日渐成熟，在不久的将来我们将会看到更多的智能化飞行机器人系统翱翔在广阔的天空中。（图文由飞行机器人团队提供 撰文 马立新）
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