TRIZ理论在无人机造型设计上的应用

（一）背景

近年来，无人机航拍成为越来越多摄影爱好者的选择，但因为航拍无人机的体积都有些大，外出拍摄需要携带一个收纳包装无人机、遥控器及电池等配件，航拍爱好者希望市面上有一台能装进口袋的航拍小飞机。

（二）小型航拍无人机的关键技术性能

携带轻便、坚固稳定、长续航、图像采集。因此，在这款无人机造型设计时要重点解决以下几个问题：减少重量的同时保持原有的性能；体积变小后在高空飞行，有较好的稳定性；还要满足良好的图像信息采集能力的需求。

（三）解决思路和关键步骤

根据上述问题描述，反映在39个通用工程参数上获取矛盾。利用矛盾矩阵图提出方案，通过分析结果选择相应方案。

根据技术性能重要度以及矛盾示意图中对应的TRIZ发明原理，得出最重要的问题是续航和机器重量增加，在无人机续航时间增加的同时电池容量也会增加，整机重量也会增加，此问题可转化为“15运动物体作用时间”和“1运动物体的重量”这组技术冲突，得到的冲突矩阵发明原理是：19，5，34，31。其次，整机重量的增加会导致无人机体积增加，此问题可转化为“15运动物体作用时间”和“7运动物体的体积”之间的技术冲突，得到的TRIZ发明原理：10，2，19，30。无人机便携需求和抗风力下降相矛盾，将问题转化为“2静止物体的体积”和“13稳定性”的技术冲突，得到的发明原理有：28，34，35，40。

（四）选择适用的发明原理

对上述得到的TRIZ发明原理进行整理分析，在每一组技术冲突中，参考用户需求权重，选取其中最合适的发明原理：5，28，进行无人机造型创新设计。

（五）解决方案

根据创新原理5和28给出的启示，综合考虑后得到小型无人机造型创新设计方案。为解决无人机续航与重量增加的矛盾，所采用的发明原理5提出组合的方法，由此想到将无人机散热风扇与桨叶相结合，去掉散热风扇，利用桨叶风力来散热，经过无数次模拟飞行，取得关键空气动力数据后，再重新开始设计导流槽，带走热量。

在解决方便携带和抗风力下降的矛盾冲突中，所采用的发明原理是28机械系统的替代，因此研究人员在研究“风”的同时也在研究“电”，重新设计了无刷电机，最终使无人机在最大四级强风的情况下续航时间也能达到30分钟，同时为用户带来稳定的航拍图像。