三轴云台无人机 | 产品建模 | 结构设计
汕头/三维设计师/89天前/387浏览
版权
三轴云台无人机 | 产品建模 | 结构设计
建模软件：Proe / Creo
外观工程师：ZHAO.WH 赵工
结构工程师：ZHAO.WH 赵工
原创首发于2026年1月18日 · 站酷
Tips：本项目为工业结构设计，以生产结果为导向，非视觉效果为导向，因此不做后期渲染处理。本文中的模型着色效果仅为更好的目视结构干涉观察，而非实际注塑成品的着色效果。
项目简述
这是一款三轴云台可折叠的消费级无人机，要求整机的设计重量<249克，符合《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》文件。
全机各零部件均采取轻量化的紧密结构设计，外观壁厚1mm，电池模块与电池装置仓壁厚0.7mm，给其他零件更多的冗余空间。
设计目录
轴视图与零件爆炸图
各单元模块化设计
外观造型
—— 「外观五视图」
—— 「曲面设计」
—— 「上下壳内部结构」
—— 「内部组装透视效果」
三轴无刷云台
—— 「轴视图与零件爆炸图」
—— 「航向轴转向角度及机械限位」
—— 「横滚轴转向角度及机械限位」
—— 「俯仰轴转向角度」
动力系统
—— 「机翼展开与收缩功能」
—— 「高速旋翼防失控设计」
电池模组及装置仓
—— 「电池模组设计」
—— 「装置仓设计」
拔模分析
—— 「外观拔模」
—— 「动力机臂拔模」
—— 「电池模块拔模」
以下为正文
轴视图与零件爆炸图
各单元模块化设计
本款产品由外观上下壳体，四组无刷高速旋翼，一台三轴无刷云台，电池模块组合设计而成。
将其拆解为4个单元分别模块化设计，设计完成后再进行装配成型。
「外观造型」
「曲面流线型设计」
外观采用了前宽后窄的流线型设计，流线末端采用渐消曲面造型，增强视觉动感效果，造型简约不单调。
「上下壳内部结构」
- 预留了螺丝柱，用于上下壳体紧固装配连接
- 预留了散热口，与下壳配合形成空气对流腔体，给PCB模块快速降温散热。
- 预留了开机按钮装配口，与装配柱位。
- 增加了骨架加强筋，用于加固机身结构。
- 增加了反止口设计，避免止口装配错位。
- 预留了左右两侧、顶部散热口设计，增加空气流通量，给到PCB快速降温作用。
「内部组装透视效果」
三轴无刷云台
三轴无刷云台，顾名思义就是分别使用三个1103无刷电机控制航向轴、俯仰轴、横滚轴三个运动方向，使无人机在飞行过程中保持摄像头的水平稳定。
其控制方式有主动控制和被动控制。
被动控制：当无人机倾斜时，镜头陀螺仪识别当前倾斜角度，自动调整相应电机进行角度倾斜补偿。
主动控制：人为发出指令让云台朝某一角度倾斜转向，以达到自由拍摄画面的目的。
「轴视图及零件爆炸图」
「航向轴转向角度及机械限位」
航向轴向左最大转向角度为30度，向右也是30度。
通过机身下壳边缘限制其最大转动角度量，当达到限位时电机产生堵转，不再转动。
「横滚轴转向角度及机械限位」
横滚轴向左最大转向角度为40度，向右也是40度。
通过横滚轴前壳下面凸出的结构件限制其最大转动角度，当达到限位时电机产生堵转，不再转动。
「横滚轴转向角度及机械限位」
俯仰轴可以360度无死角转向，不做限位。
动力系统
无人机的飞行动力系统，在不飞行时，机臂可折叠收缩至机身位置，飞行时可展开。
「机翼展开与收缩功能」
机臂内嵌一颗中空限位圆环，在收缩与展开机臂时，对这个圆环结构进行挤压变形后复位，达到功能限位的作用。
「高速旋翼防失控设计」
从外观来看四组机臂是一样的，但实际上所承担的飞行动力功能不一样。
当旋翼高速旋转时，会产生大小相等、方向相反的反扭矩作用于机身，导致无人机失控自旋。
可采用对角电机同向旋转的配置，使相邻旋翼的反扭矩相互平衡，从而保持机身稳定。
无人机桨叶的倾角是影响其气动性能和飞行效率的关键几何参数，为了提升最大升力和降低能耗，桨叶通常的倾角值为10-15°
一组完整的桨叶装配并不复杂，一个1503电机与一对桨叶，通过螺丝柱紧固后，再装入机臂中
机臂中空设计，给到电机走线预留空间。
电池模组及装置仓
「电池模组」
电池模块与机身固定连接方式，采用扣位连接。
电池插入仓内时，可顺滑推入。抽出时需要按住电池扣位才能解锁抽出。
电池模块可容纳3S串联锂电池，锂电池与充电平衡PCB模块连接，组成一个充放整体。
上下壳体均做了通风散热孔，采用扣位+螺丝固定的方式做上下连接。
「电池装置仓」
电池装置仓顶部用于放置飞控电调等PCB模块，中空用于装置电池模块。
上下壳体均设计了通风散热，用扣位+螺丝固定的方式固定在机身内部。
拔模分析
「外观拔模」
上壳与下壳内外两侧大面都设置了1.5度的拔模角度，通过分析可顺利出模。
「机臂拔模」
主要部分大面设置了1.5度的拔模角度，可顺利出模。
「电池模块拔模」
主要部分大面设置了1.5度的拔模角度，可顺利出模。
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