近年来,共轴双旋翼无人机被广泛应用于军事和民用领域。和常规无人机相比,共轴双旋翼无人机具有负载能力强、悬停效率高、续航时间长和结构紧凑等优点,因而具有广泛的应用前景。但从目前国内外研究成果来看,大部分共轴无人机整体尺寸和重量较大,便携性较差。因此,研究和设计一款小型的共轴双旋翼无人机具有必要性。本文针对小型共轴双旋翼无人机的总体结构和总体布局进行研究,旨在设计出一款便于携带的小型共轴双旋翼无人机。具体研究内容如下:(1)制定了小型共轴双旋翼无人机的设计流程和技术指标;通过对三种操纵方案的对比分析,确定了双电机差速操纵方案;进而,进行了无人机总体方案的设计,将其划分为6个子系统,明确了各子系统的功能要求,并完成了无人机的总体布局设计。(2)建立了旋翼载荷模型,确定了其最大总距和转速;采用CFD(计算流体动力学)方法对不同旋翼间距的载荷进行仿真分析,确定了旋翼最佳间距;并利用积分法确定了旋翼所需功率和全机所需功率;完成了旋翼系统的结构设计和主要零部件的强度校核。(3)进行了操纵机构的功能分析、模块划分和构型设计,建立了其运动学模型,并完成了下操纵机构的尺寸优化和工作空间分析,结果表明了所设计的操纵机构能够满足其工作空间运动要求。(4)完成了无人机各子系统的结构设计,并对其中的重要零件进行了强度校核;基于ADAMS对操纵机构的运动和力学性能进行了仿真分析;完成了无人机虚拟样机模型。(5)完成了小型共轴双旋翼无人机样机的制作,基于样机建立了其飞行动力学方程,并对动力学方程组进行了求解,为后续无人机的飞行控制系统的设计做好了准备。