共轴双旋翼无人直升机结构紧凑、有效载荷大、悬停效率高,是一种具有广泛应用前景的飞行器,但由于其研究难度大,目前国内缺少成熟的产品。传统共轴式直升机采用齿轮组和内外轴的方式带动两层旋翼旋转,其机械结构和操纵机构复杂,约束了共轴直升机小型化和轻量化的发展。本文设计了一种新构型的小型共轴双旋翼折叠无人直升机,创新的采用了电动直驱驱动两层旋翼,大大简化了机械结构,并实现了桨叶折叠,成功搭建了样机,以此无人直升机为平台可搭载光电吊舱等功能载荷来满足军事作战需求。首先根据小型无人直升机设计要求和飞行环境,确定了上部分为旋翼系统和操纵机构、下部分为控制系统和承载部分的总体布局,提出了电机直驱驱动的传动方式和桨夹大角度旋转使桨叶自由下垂的折叠方案,对无人机主要技术参数进行了设计和说明,展示了本文设计搭建的样机;在总体设计方案的基础上对旋翼系统进行设计与分析,建立单层旋翼和共轴双旋翼入流模型,对上下旋翼气动干扰进行理论分析,通过分析计算可得旋翼系统载荷。对旋翼系统进行结构设计,进行强度和模态有限元仿真分析,同时基于CFD对双旋翼进行了气动仿真,探讨了桨叶几何升角、旋翼转速与旋翼拉力的关系;对样机操纵机构原理、飞行原理和机构运动学进行了分析,将操纵机构的设计与飞行原理相结合,重点介绍了与舵机布局关联的碳板设计,对操纵系统进行设计,使其能够满足大范围变总距。计算操纵机构自由度,将其分解为操纵模块和变距模块,分别进行运动学正、逆解,并使用MATLAB编程进行输出;对飞行控制硬件设计和软件设计,硬件主要是选型,软件设计分为六个模块分析,最后对无人机进行和调试,实现了预期的功能。本文创新提出了一种电动共轴双旋翼折叠无人直升机初步设计方案,依据设计要求和飞行环境进行了总体布局设计、技术参数设计、理论建模分析、仿真计算分析、整机调试等,并加工制作出了样机,取得了一定成果,但在飞行控制和实验方面还有很多工作要做。图93个,表6个,参考文献56篇。