职业院校无人机装调测飞实训室建设方案 - 中航恒拓

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无人机装调测飞实训室建设方案

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职业院校无人机装调测飞实训室建设方案

中航恒拓智能科技河北有限公司
概述
随着科技的飞速发展和智能化时代的到来，无人机技术以其独特的优势在农业植保、地理测绘、物流配送、电力巡检、影视拍摄等多个领域展现出广阔的应用前景。无人机实验室的设立，旨在培养一批掌握无人机组装、调试、维修、检测、编程及行业应用技能的高素质技术技能型人才，以满足社会对无人机专业人才的迫切需求。同时，随着人工智能技术的发展，人工智能 + 无人机也逐渐得以应用，如何使人工智能技术惠及千家万户，如何进一步促进无人机智能化也是今后研究的热点，实训室的建立，亦可满足相关领域的教学与科研工作。
无人机专业和实训室建立的重要意义
服务国家发展战略
无人机技术是国家创新驱动发展战略的重要组成部分。通过培养无人机技术专业人才，可以推动无人机技术在各个领域的应用与创新，助力国家科技实力的提升和经济结构的优化。
促进产业升级
无人机产业链的上下游涉及众多企业，包括无人机制造商、服务商、运营商等。该专业的设立可以为这些企业提供专业人才支持，促进产业升级和转型，推动无人机产业的健康发展。
提升就业竞争力
随着无人机应用领域的不断扩大，市场对无人机专业人才的需求也日益增加。通过系统的学习和实践，学生除了可以掌握无人机组装、调试、维修、检测及行业应用等技能外，还可掌握无人机与人工智能系统的设计与研发，提升自身的就业竞争力，拓宽就业渠道。
满足市场需求
无人机应用领域日益扩大，市场对具备实战能力的无人机专业人才的需求不断增加。该专业的设立可以针对这一市场需求，培养一批具备实战能力的专业人才，为无人机产业的发展提供有力的人才保障。
公司实力

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中航恒拓智能科技河北有限公司成立于2014年7月，是一家专注于人工智能系统研发的高新技术企业。历经多年发展，中航恒拓在机器视觉、空间建模、智能控制等方面均取得了一定的成就。公司拥有强大的技术研发能力，除在河北石家庄拥有高规格的研发、生产基地外，2016年起先后在北京、浙江杭州、广东深圳、河北保定等地成立研发中心，拥有高性能数据中心，可满足深度学习模型训练、推理等需求，同时依托多所高校成立联合实验室。  

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研发团队核心成员来自国内外知名高校，其中博士硕士占比超50%，多人拥有高级职称，团队拥有二十余年无人机与人工智能研发经历，核心成员曾在英特尔、中国科学院等知名企业和单位任职十余年，为公司提供坚实技术保障，拥有一批具有自主知识产权的技术与产品，团队成员先后发表高水平论文数十篇，申请专利及软件著作权百余项。

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公司产品和解决方案深受市场欢迎，多家科技馆引入产品作为启发青少年科技创新积极性的重要展示项目。2021年，高精度室内定位自主飞行无人机解决方案亮相中国科学技术馆机器人大秀场，为观众呈现了精彩绝伦的表演，取得了广大观众一致好评。2024年，承担广东科学中心修缮改造项目之“航空航天”展馆重点展项设计与实施之中“无人机表演秀”展项的研发任务，提供亚毫米级超高精度无人机室内自主定位及飞行解决方案，取得了较好的视觉展示效果。

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先后与多家高校联合，研发有更高技术水准且更具应用价值的产品和解决方案。与北京理工大学联合研发脑机接口控制系统，成功研制面向多域、多任务的“脑控”智能系统，将空地协同机器人系统与无人机系统进行智能融合，形成“脑控”空地协同无人系统，该项目2020-2022连续三年参展世界机器人大会，获评为2023世界机器人大赛十大技术创新成果，受到中国教育电视台、北京电视台、凤凰新闻等媒体多次报道。新加坡国立大学依托于OWL Mini 3系列无人机构建10机蜂群系统。

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于2017年与中航无人机合作成立无人机教育品牌，专门致力于教育、科研无人机领域，主要提供面向教育教学及科研、竞赛的人工智能+无人机解决方案及相关配套产品。教育类主要产品及服务包括面向教育的无人机实训平台、无人机创客实验室解决方案、无人机实训实验室解决方案、职业院校无人机应用技术专业建设方案、无人机产教融合实训基地建设等，为各类教育机构提供无人机教育、实训实践、竞赛及学科建设一站式服务。先后与清华大学、北京航空航天大学等知名院校在内的全国数百所院校和科研单位合作，设立无人机专业、成立无人机实验室，为用户提供了大量教学无人机设备和无人机专业师资培训，为我国低空经济的发展做出一定的贡献。

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助力清华大学建设具有自身特色的无人机创新实验室，为相关技能竞赛、师资培养、教学服务提供必要的支撑，实验室的硬件以及技术环境进行设计和科学理论的就位，进一步促进学校科技智能教育的发展，促进学校教学能力的提升，为学校的教学发展增添一抹科技亮色。

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产品荣登清华大学官网首页。  

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建设方案
本方案旨在构建具备前沿技术支撑的无人机装调测飞实训室建设方案，通过系统化部署实现教学、实训、科研与产业转化的无缝衔接。根据职业院校实际情况及根据专业需求，无人机装调测飞实训室建设方案建设方案主要分为 无人机拆装实训室、等功能区域。


无人机拆装实训室

无人机装调测飞实训室是一个专为无人机应用技术专业设计的综合性实训平台，集成了先进的无人机模拟飞行软件和硬件设备。该实训室的主要功能包括为相关课程提供教学与实训支持，通过高度仿真的飞行环境帮助学生掌握无人机操作技能；进行模拟飞行训练，提升学生的飞行技能水平和应急处理能力；模拟无人机在应急救援等场景中的应用，增强学生的实践经验和应对复杂情况的能力；同时实训室配备了各种无人机型号及其零部件、专业的装配工具、调试设备和测试仪器，旨在为学生提供一个真实的无人机装调工作环境。其主要功能包括：支持无人机结构与系统、无人机维护技术等课程的教学与实训，使学生掌握无人机的构造原理、装配流程、调试技巧和维修方法；提供无人机装调实训平台，让学生亲手进行无人机的组装、调试和测试，积累实践经验；同时，实训室还承担无人机故障排查与维修的教学任务，帮助学生提升解决无人机实际问题的能力。通过无人机装调实训室的学习与训练，学生能够全面掌握无人机的装调技能，为未来的无人机应用与维护工作打下坚实的基础。

主要功能
实训室注重理论与实践的结合，通过多媒体工具进行理论讲解，并结合模拟仿真系统进行实践操作，实现个性化学习和自主训练，通过无人机装调实训室的学习与训练，学生能够全面掌握无人机的装调技能，为未来的无人机应用与维护工作打下坚实的基础。
无人机故障检修
无人机零部件维修测试平台主要面向无人机应用技术专业开展无人机调试与综合应用维修测试实训工作，通过该维修测试平台学生能够掌握无人机常见故障维修及综合测试应用
训练无人机操作技能
通过训练，使学生能够熟练掌握无人机的起飞、降落、悬停、飞行、遥控操作等基本技能，确保在实际应用中能够灵活应对各种飞行任务。
培养应急处理能力
针对无人机可能遇到的失控、遇到障碍物、通信中断等紧急情况，进行专门的应急处理训练，提高学生在紧急情况下的应变能力和快速响应能力。
强化安全操作技能
强调安全意识和安全操作规程的重要性，确保学生在操作过程中严格遵守安全规定，保障自身和设备的安全。
无人机拆装与维护
能够使学生了解无人机基本构造与原理，掌握无人机组装维护、维修保养等相关理论知识与实操能力。
无人机故障检测与维修
接头采用插拔接口设计，可同时设置多种不同的无人机故障，设置动力电源故障、分电板故障、电机供电故障、电机信号故障、接收机故障、飞控供电故障、电机转向故障，故障可通过插拔接口或者开关进行恢复复原。
主要课程与实验
无人机模拟飞行
通过在计算机上模拟无人机飞行，能够降低实际飞行中的风险，提升训练速度和效率。 训练内容主要包括：
■ 实验1：多旋翼起飞与降落训练；
■ 实验2：多旋翼对尾悬停训练；
■ 实验3：多旋翼对头悬停训练；
■ 实验4：多旋翼右侧悬停飞行训练；
■ 实验5：多旋翼左侧悬停飞行训练；
■ 实验6：多旋翼航线动作训练；
无人机结构与系统
该课程旨在使学生深入了解无人机的结构组成、各部件功能以及整体系统的工作原理。通过理论学习与实践操作相结合，学生能够掌握无人机的基本构造和系统设计原理。
■ 实验1：识别无人机各部件外观
■ 实验2：无人机相关软件安装与基本操作
■ 实验3：C++与Git
■ 实验4：遥控器使用
无人机组装与调试
这是一门实践性很强的课程，学生将亲手进行无人机的组装与调试工作，通过实际操作，学生将掌握无人机的组装流程、调试技巧以及测试方法，确保无人机能够正常、稳定地运行。
■ 实验1：无人机组装
■ 实验2：无人机零部件更换
■ 实验3：无人机零部件调试
■ 实验4：起飞前设置（固件、参数、传感器、电机、螺旋桨）
无人机故障调试与维护
能够进行以下故障检测实验。
■ 实验1：无人机配电系统故障检测实验
■ 实验2：无人机电源管理模块故障检测实验
■ 实验3：无人机遥控通讯系统故障检测实验
■ 实验4：无人机电机缺项故障检测实验
■ 实验5：无人机电调信号故障检测实验
■ 实验6：无人机电调供电故障检测实验
■ 实验7：无人机动力系统综合检测实验
■ 实验8：IMU惯性测量单元校准故障检测实验；
■ 实验9：无人机飞控故障故障检测实验
■ 实验10：无人机系统综合故障检测实验
主要实验装备
无人机综合调试与检测实训平台

无人机综合调试与检测实训系统整机功能丰富，既可满足课程教学使用，还可以满足竞赛、研究等需求，可做到一机多用。系统集成了无人机地面站系统、高精度示波器、万用表等多种部件，可满足无人机调试、信号波形查看、各传感器数据查看等需求，还能够满足无人机调试与试飞、不同飞行模式飞行体验等需求，拥有无人机升降平台，能够确保试飞过程中的安全，满足新机组装后验证、维修零件后验证、PID参数调节、抗风性能测试，还能够通过集成的拉力传感器、振动传感器实现零部件疲劳测试、整机及单电机拉力测试、结构震动测试等功能。

无人机零部件维修测试实训平台

无人机零部件维修测试平台主要面向无人机调试与综合应用维修测试实训工作，通过该维修测试平台，学生能够掌握无人机常见故障维修及综合测试应用。

平台构造合理，操作便捷，功能丰富，采用一体集成式设计，配备防静电实验操作台，集成波形采集模块，波形发生器，数字万用表，可编程直流电源，可编程直流电子负载等设备，可用于无人机调试与综合应用维修测试实训、无人机常见故障维修及综合测试应用，能够进行无人机电机、控制机构、信号传输、遥控器等部分测试并可对控制程序进行综合编程练习，还可以用于无人机软件调试、参数设置、地面站及应用程序开发等。

多旋翼无人机原理示教平台

多旋翼无人机原理示教平台面板集成飞控、飞控减震球、四路电机、四路电调、机架、分电板、电池、遥控器、接收机等部件，能够展示无人机部件和构成、基本原理、相关部件关系等，可用于无人机结构原理认知、无人机飞控系统调试、动力系统调试、载荷拓展模块设计开发调试等，还可以学习遥控系统、演示机械爪、图传与显示屏、反无人机系统的构造与工作原理，整体结构便于教学使用，可接入220V电源，通电后即可正常演示所有功能，机柜底部带4个万向轮方便移动。

无人机执照考证仿真系统

无人机执照考证仿真系统通过在计算机上安装模拟软件并搭配专用遥控器，能够高度还原真实场景下的无人机操作。该系统突破了真实飞行在时空、成本与安全方面的限制，为无人机操作学习、技能提升与技术验证提供了一套高效、安全的实践解决方案。

室内教学拆装调无人机实训平台

室内教学拆装调无人机实训平台HT380是一款专为教学而生的无人机实训平台，外观设计精美，机身采用高强度碳纤维和航空铝材质，配以M3内六角碳钢螺丝，牢固可靠，不易损坏，寿命长，可用于反复拆装，能够清晰展示无人机各零部件外观，使学生了解无人机基本构造与原理。配套多自由度桌面调试系统，无人机可通过快拆接口连接到调试器，配套专业遥控器，学生可在室内桌面上进行飞行调试，调参，避免炸机。

提供完备的使用说明书、拆装调试手册、全系列视频教程等学习资料，不仅可进行无人机相关教学以及零部件调试、故障检测维修、地面站调试与设置等学习，还可以用于学科竞赛、二次开发和改装。

无人机故障检修实训平台

无人机故障检修实训平台功能全面，涵盖了硬件配置、飞行模式、传感器集成、功能扩展、实训平台结构、安全设计、故障设置与检测以及故障检测与维修等多个方面，能够为学生提供丰富的实训内容和良好的学习体验，有助于培养学生的无人机故障检测与维修能力。

该平台能够还原四旋翼无人机系统构成，直观展示无人机内部线路的连接方式，帮助学生深入了解无人机的硬件结构和电气连接。支持多种无人机故障情景，包括动力电源故障、分电板故障、电机供电故障、电机信号故障、接收机故障、飞控供电故障、电机转向故障等，接头采用插拔接口设计，可同时设置多种不同的无人机故障情景，设置的故障可通过插拔接口或者开关进行恢复复原，方便学生进行故障模拟和维修练习。

实训操作台

无人机装调飞测一体化实训操作平台采用防静电木质台面设计，结构稳固，经久耐用，安全可靠，能够与室内教学拆装调无人机实训平台搭配，在保证安全的前提下测试和观察组装或维修后的无人机飞行状态，降低无人机调试时的风险。


无人机智能电池管理系统

无人机智能电池管理系统采用集成式手提航空箱设计，面板包含4路充电组接口，每组包含2-6S充电接口，最多可同时充放 4路2-6S锂聚合物电池。

支持多种安全保护设计，电源输入反接、欠压、过压保护和输出充电反接保护。

实时显示充电状态、每片电池的充电电流、电池电压和充电电量，对电池状态情况一目了然。

可选工作模式，支持轮流充电、同时充电、放电、电压检测；拥有极高的平衡效率，即使不平衡的电池组，在1C充电条件下，充电时间亦不到1小时。

系统功率低，效率高，自身功耗不超过1W，拥有极高的电能使用效率，充电时充电器不发热。

支持电池分析功能，可查看每片电池的起始电压，充电容量，停止电压。

无人机安全飞行防护场地

无人机飞行安全防护场地全方位守护无人机飞行训练和科学研究，为无人机实训实验筑起安全屏障，可避免因操作失误导致的人员受伤。

场地标准尺寸为5.0 m × 5.0 m × 2.5 m，采用桁架骨架结构、5英寸尼龙防护网，配套海绵地垫，不仅可用于无人机日常和赛前训练，也可搭建任务场地用于课题研究实验和各类创新实践。

无人机电池安全防爆柜

这款无人机电池安全防爆柜采用全钢四层结构，内部尺寸为长 500mm、宽 380mm、高 740mm，可分层存放无人机电池。其核心功能是通过坚固的全钢材质和多层设计，为电池提供安全储存空间，有效隔离和防范电池可能发生的爆炸、起火等风险，保障电池存放过程中的安全性。

设备清单
序号 设备或部件名称 单位 数量 品牌 型号
1 无人机综合调试与检测实训平台 台 1 中航恒拓 TS100
2 无人机零部件维修测试实训平台 套 1 中航恒拓 WX100
3 多旋翼无人机原理示教平台 台 1 中航恒拓 YL100
4 无人机执照考证仿真系统 套 16 中航恒拓 SM-KZ
5 室内教学拆装调无人机实训平台 架 16 中航恒拓 HT380
6 无人机故障检修实训平台 套 16 中航恒拓 GZ100
7 无人机组装维修工具套件 套 16 中航恒拓 HT-Tools
8 无人机拆装耗材套装 套 8 中航恒拓 HT-Lib380
9 实训操作台 台 16 中航恒拓 HT-SX100
10 拆装调无人机实训平台备用电池 块 32 中航恒拓 5200mAh
11 无人机智能电池管理系统 台 4 中航恒拓 HT-Charger
12 无人机安全飞行防护场地 套 1 中航恒拓 HT-Flight Zone
13 无人机电池安全防爆柜 套 1 中航恒拓 FB74
14 多隔板密码储物柜 套 1 中航恒拓 SG-04C
15 无人机课程资源包 套 1 中航恒拓 XT-V0.0
配套课程资源
无人机基本理论
无人机概论教材配套PPT课件，包含无人机的相关概念、特点和分类、无人机的发展历史现状与未来、无人机结构与系统、无人机的基本结构。航空气象PPT课件，主要包括大气的成分、基本气象要素、空气的水平运动、空气的垂直运动、云的分类、降水、能见度、低空风切变，能见度、视程障碍、气团和锋、锋面天气、雷暴、雷暴与飞行、飞机颠簸、飞机积冰。
无人机空域与法规电子版教材及PPT课件，主要包括空域知识、AC61《民用无人机驾驶员管理规定》、AC91《民用无人机运行管理规定》，《民用无人机驾驶航空系统空中交通管理办法》、《民用无人机驾驶航空器实名登记管理规定》、《民用无人机驾驶员合格审定规则》、《民用无人驾驶航空器经营性飞行活动管理规定》。无人机飞行原理与性能电子版教材，主要包括标准大气及其物理性质、流动气体的基本规律、飞机的几何外形和参数、升力的产生、影响飞机升力的因素、阻力、速度、高度、续航、速度、高度、续航、起飞降落与机动性能。
无人机模拟飞行训练
提供关于升降舵悬停练习、副翼舵悬停练习、升降舵+副翼舵悬停练习、四位悬停练习、八位悬停练习、自悬360度练习、正八字练习、无人机起降练习等视频教程。
无人机装配调试
实训手册及视频课程，视频课程主要包括室内教学拆装调无人机实训平台组装上机臂及电机、组装上机臂20mm铝柱、组装下机臂、组装脚垫及机腿、组装电池板、安装机臂、安装电源模块及连接电调线、焊接电调线及BB响、安装LED灯及飞控、连接电调信号线和安装上主板、安装接收机并连接飞控线、固定电调和接收机天线、安装无人机桨叶、安装安全拉杆。
一、无人机课程资源包： 1、无人机概论资源包 无人机概论教材配套PPT课件电子版一套，包含无人机的相关概念、特点和分类、无人机的发展历史现状与未来、无人机结构与系统、无人机的基本结构、无人机动力系统、无人机控制站、飞控、通信导航系统，支撑开设最少12课时。 2、航空气象资源包 大气的成分、基本气象要素、空气的水平运动、空气的垂直运动、云的分类、降水、能见度、低空风切变，能见度、视程障碍、气团和锋、锋面天气、雷暴、雷暴与飞行、飞机颠簸、飞机积冰PPT课件1套，支撑开设最少15课时。 3、无人机空域与法规资源包 空域知识、AC61《民用无人机驾驶员管理规定》、AC91《民用无人机运行管理规定》，《民用无人机驾驶航空系统空中交通管理办法》、《民用无人机驾驶航空器实名登记管理规定》、《民用无人机驾驶员合格审定规则》、《民用无人驾驶航空器经营性飞行活动管理规定》、电子版教材1套，最少支持开设12课时课程，支撑开设最少8课时PPT课件资源。 4、无人机模拟飞行资源包 模拟器安装、认识、升降舵悬停练习、副翼舵悬停练习、升降舵+副翼舵悬停练习、四位悬停练习、八位悬停练习、自悬360度练习、正八字练习、无人机起降练习，电子版教材1套。 5、飞控与地面站课程资源包 MISSION PLANNER地面站简介与操作、飞行控制器介绍、飞控启动过程、加速度计校准、遥控器校准、电调校准、罗盘校准、飞行模式、飞行前检查与故障排除、飞控代码编译与下载、了解飞控代码，电子版课件及视频课程1套，支撑开设最少10课时课程规划。 6、无人机飞行原理与性能资源包 标准大气及其物理性质、流动气体的基本规律、飞机的几何外形和参数、升力的产生、影响飞机升力的因素、阻力、速度、高度、续航、速度、高度、续航、起飞降落与机动性能，电子版教材1套，支撑开设最少12课时PPT课件资源。 7、无人机装配调试资源包 组装上机臂及电机、组装上机臂20mm铝柱、组装下机臂、组装脚垫及机腿、组装电池板、安装机臂、安装电源模块及连接电调线、焊接电调线及BB响、安装LED灯及飞控、连接电调信号线和安装上主板、安装接收机并连接飞控线、固定电调和接收机天线、安装无人机桨叶、安装安全拉杆，电子版视频课程1套。 8、无人机算法入门资源包 包含无人机飞控各类算法，支撑开设最少6课时课程规划。