多旋翼无人机原理及操作方式

多旋翼无人机的结构及操纵方式授课人：张磊多旋翼飞行器的概念及特点多旋翼飞行器(Multirotor)是一种具有3个或3个以上旋翼轴的特殊的直升机。因大部分多旋翼都有多个旋翼轴，所以人们也称其为多轴。旋翼轴≥3每个旋翼都产生升力通过改变不同旋翼的转速来改变飞行器运行轨迹机体大多为中心对称或轴对称结构螺旋桨都分布于机体边缘优点起降阶段对场地要求不高可悬停可靠性高操作简单结构简单，维护方便缺点载重小续航时间短飞行速度慢多旋翼飞行器的优缺点：四轴无人机构造根据各零部件的作用进行划分，四轴无人机主要由机架、动力系统和指挥控制系统三大部分组成，其中动力系统包括电池、电机、电调和螺旋桨，指挥控制系统包括飞行控制器和遥控装置。故四轴无人机是由机架、电池、电机、电调、螺旋桨、飞行控制器和遥控装置七部分构成需要说明的是，机架、电池、电机、电调、螺旋桨、飞行控制器和遥控装置这七大部分，是四轴无人机的主要构成部分，但不是四轴无人机只有以上七种部件。例如无人机的飞行控制器可加配GPS及指南针模块，从而实现定点悬停等功能；根据不同应用场景的要求，也会配备如航拍云台、图传链路、红外热成像仪等相应部件。四轴无人机构造机架是指多轴无人机的机身架，是整个飞行系统的飞行载体。按照无人机的螺旋桨布局，四轴无人机又可以分为十字型和X型两种；按照机架的最终呈现形式，可分为组合式机架和一体化机架。一、机架二、电池电池是无机动力系统中储存并释放能量的部分。无人机使用的电池，大多数为锂聚合物电池。了解学习电池的知识，可以从电压、容量、电池充电和电池储存等四个方面入手二、电池二、电池三、电机三、电机电机，结构简单、重量轻、使用方便，可使无人机的噪声和红外特征很小，同时又能提供与内燃机不相上下的功率比，尤其适合作为低空、低速、微型无人机的动力。微型无人机的动力电机分为有刷电机和无刷电机，无刷电机已很少使用。三、电机四、电调电调的全称是电子调速器，是电机的提调试系统，主要有两个作用：一是给电机供电，二是控制电机转速。与玩具飞机不同，无人机工作时流经电机的电流很大，不能通过飞控直接供电，所以需要通过电调给电机供电。五、螺旋桨在无人机动力系统中，螺旋桨是将机械能转化为飞行器升力的部件，一般采用炭纤维、尼龙塑料或木头作为原材料五、螺旋桨螺旋桨有正反之分，其浆叶都有一面向上倾斜，一面向下倾斜；向上倾斜的那一边叫浆叶前缘，向下倾斜的那一边叫浆叶后缘。当浆叶前缘向前转动时，螺旋桨会受到一个垂直向上的力，也就是升力。相反，如果螺旋桨的浆叶后缘向前转动，则螺桨受到的力垂直向下。五、螺旋桨飞行控制器是指由很多高精度感应器元件构成的飞行控制系统，简称“飞控”相当于无人机的自驾仪，主要由控制电路板和各类传感器组成，传感器主要包括陀螺仪、加速计，气压计，磁力计等，可根据具体需求进行选配。六、飞行控制器六、飞行控制器六、飞行控制器六、飞行控制器七、遥控装置无人机遥控装置，作为操控手操控无人机的必要工具，是无人机的重要组成部分。遥控装置包括了遥控器和接收机两个部分，遥控器是一款集成了数传电台的简易地地面站，它通过对摇杆的控制向飞行器上的接收机发出信号，接收机解码后传给飞控，以此来控制无人机。七、遥控装置遥控器的分类：根据无人机遥控器的通道排布，可以分为左手油门和右手油门，左手油门俗称“美国手”，右手油门俗称“日本手”。遥控器各通道的作用(以日本手为例)第一通道指的是副翼，用来控制固定翼无人机的两片副翼，而在四轴无人机，就是用来控制和改变机身横滚方向的姿态变化。第二通道指俯仰，用来控制机身前进和后退。第三通道指油门通道，控制电机的转速，从而控制四轴无人机的升降。第四通道指方向舵，用于改变机头朝向，打方向舵也可为“旋转”。七、遥控装置垂直运动：所有电机一起加速或者减速俯仰运动：横轴前面的电机减速后面电机加速飞行器向前飞行反之向后飞行滚转运动：纵轴左侧电机加速右侧减速飞行器向右横移反之向左横移偏航运动：所有顺时针电机加速逆时针电机减速飞行器机头向左偏转反之向右偏转八、飞行原理九、遥控器正确握法及摇杆练习1、单指控为使用两手拇指对遥控器摇杆进行舵量控制，其他手指中指和十指负责拨动开关，小指和无名指负责托住遥控器机体，其优点在于上手快，操控舵面灵活性强。九、遥控器正确握法及摇杆练习二、遥控器双指控制握法双指控同样为使用两手拇指对遥控器摇杆进行舵量控制，但十指需放在摇杆上