带激光雷达的四旋翼防护圈式无人机结构

　　这款带全包围防护圈的四旋翼无人机结构，核心适配室内外近距作业场景，在狭窄仓储盘点、隧道内壁巡检、林区植被样方测绘这类容易发生桨叶碰撞的工况下，外围一体成型的防护圈能直接阻隔桨叶与墙体、树枝、设备外壳的硬接触，避免炸机风险，同时也能降低作业过程中桨叶划伤人员的概率，适合人员与设备混杂的作业环境使用。机身核心载荷位预留了激光雷达安装位，可直接搭载轻量化单线激光雷达模块，实现飞行过程中的实时三维建图与主动避障，相比纯视觉避障方案，在弱光、纹理缺失的墙面、管道内部环境下，测距稳定性更有保障，能满足地下管廊巡检、封闭仓储货位识别这类对环境感知精度要求较高的作业需求。

　　从结构设计逻辑来看，整机采用上下分层的板件堆叠固定方式，中心舱体分为上下两层安装板，飞控、电调、电池模块分层布置，既可以压缩整机竖向尺寸，也能通过板件间隔预留散热间隙，避免长时间飞行时电调与电池积热。四个机臂与外围防护圈采用一体化结构设计，没有额外的机臂折叠锁扣结构，减少了活动连接部件的松动风险，整机结构刚性更强，飞行过程中的机臂振动量更小，能提升激光雷达的点云采集精度，避免振动带来的点云拖影问题。整机尺寸适配7英寸桨叶安装，防护圈外径略大于桨叶旋转直径，安装边界上，防护圈最外侧到中心安装板的距离统一，整机外轮廓为对称类圆形，在收纳时不需要额外拆卸桨叶，可直接放置于配套的防护箱内，现场作业的准备时间更短。

　　动力安装座预留了标准的电机安装孔位，可适配同规格的无刷电机，安装座与机臂之间设置了加强筋结构，抵消电机高速旋转带来的扭转力矩，避免长期飞行后机臂出现形变。激光雷达安装位位于机身前部中心位置，安装平面与机身水平基准面平行，预留了标准的模块安装孔与走线槽，雷达模块的供电与数据线可通过机身内部的走线槽连接至中心飞控舱，避免线材外露缠绕桨叶。起落架部分采用轻量化的支脚结构，支脚高度预留了足够的离地间隙，既可以避免激光雷达在起降时被地面杂物剐蹭，也能保证机身底部电池的拆装空间，不需要额外抬高机身就能完成电池更换作业。

　　从结构受力角度来看，全包围防护圈除了防撞作用外，还能作为机臂的加强结构，将四个机臂的受力通过环形圈进行分散，在发生轻微碰撞时，冲击力会沿着环形圈传导至整个机架，避免单个机臂直接受力断裂，相比无防护圈的分体机臂结构，抗冲击性能提升明显。整机的安装基准统一，所有板件的定位孔都采用同轴设计，装配时不需要额外调整同轴度，能降低装配过程中的调试难度，适合小批量的作业类无人机组装使用。在实际作业场景中，这款结构的无人机不需要额外加装防撞套，整机起飞重量控制在轻量化区间，续航表现能满足单次15分钟左右的近距作业需求，针对室内巡检场景，还可以在机身预留的扩展位加装补光模块、气体检测模块，拓展不同的作业功能，结构上的通用安装孔位也能适配不同品牌的同尺寸激光雷达模块，不需要重新修改安装结构，硬件适配性更强。