旋翼植保无人机具有较高的效率,农药有效使用率高,操作灵活,起降场地不受限制,在农业病虫防治方面具有极高的优越性。尤其是在多丘陵、山区地带,旋翼植保无人机相对于载人农用航空飞机可以更好的进行推广使用。与此同时,植保无人机遥控操作的特点也使得操作人员远离农药扩散区域,将人身损害进一步降低,促使植保无人机替代人工作业。本课题以自行设计的的四旋翼植保无人机为研究对象。该无人机采用复合材料一体式成型技术,后期成功进行样机试飞。文中主要对其设计过程、机体结构进行研究。主要包含对存在上反角的四旋翼无人机动力学模型进行推导,植保无人机结构设计,动力部件选型测试、整机空气动力学性能分析、模态分析、主要受力结构静力学分析、动力学分析。首先根据四旋翼无人机飞行原理,对存在上反角的四旋翼无人机动力学模型进行推导,得出在一定简化条件下的拉力及合力矩计算公式。按照既定指标及功能要求,对植保无人机进行原型设计。由于动力系统——无刷电机、螺旋桨参数直接关系到样机航时、载重等重要指标,故在样机试制前进行选型测试,确定较优的无刷电机、螺旋桨组合作为该无人机动力部分。然后运用计算流体动力学方法,通过ICEM、Fluent建立无人机数值计算模型,对整机空气动力学性能进行分析,并确定其气动阻力、流场形式;通过对植保无人机的受力分析,明确其受力形式。使用ANSYS对机臂结构进行复合材料有限元强度计算,分析其结构在强度方面存在的问题;对无人机机体进行模态分析,确定其主要固有频率及振型;对中箱进行谐响应分析,明确水泵对上箱飞控设备造成振动干扰的频率;对支架玻璃钢泡沫夹心结构进行瞬态分析,并给出了对特定载荷的分析结果。