无人机组装与调试-教案 第二章 无人机装调工具与材料

《无人机组装与调试》课程教案课题：无人机装调工具与材料教学目的：知识目标：认识无人机装调的常见工具和材料。技能目标：能选择合适的无人机装调工具和材料。素质目标：学会整理实训器材，养成良好的工作习惯。课型：新授课课时：本章安排3个课时。教学重点：重点：能选择合适的无人机装调工具和材料。教学难点：难点：认识无人机装调的常见工具和材料。教学过程：教学形式：讲授课，教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。教学媒体：采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。板书设计：本课标题无人机装调工具与材料课次1授课方式理论课□讨论课□习题课□其他□课时安排3学分共2分授课对象普通高等院校学生任课教师教材及参考资料1.《无人机组装与调试》；电子工业出版社。2.本教材配套视频教程及学习检查等资源。3.与本课程相关的其他资源。教学基本内容教学方法及教学手段课程引入无人机装调工具是用于无人机安装、调试、维护和维修的专业工具集合。这些工具涵盖了从机械装配到电子调试的各个环节，是确保无人机安全可靠运行的重要保障。合理选择和正确使用装调工具，能够提高工作效率，保证装配质量，延长无人机使用寿命。参考以下形式：1.衔接导入2.悬念导入3.情景导入4.激疑导入5.演示导入6.实例导入7.其他形式2.1无人机装调操作安全注意事项在无人机装调过程中，经常会用到各种用电设备、仪器和电动工具，如示波器、直流电源、电烙铁和手电钻等。在操作过程中，要特别注意各种用电设备的安全操作，具体要求如下。（1）认识了解电源总开关，学会在紧急情况下关断总电源。（2）用电设备使用完毕后应拔掉电源插头，插拔电源插头时不要用力拉拽电线，以防止电线的绝缘层受损导致触电。（3）发现有人触电要设法及时关断电源，或者用干燥的木棍等物体将触电者与带电的电器分开，不要直接用手救人。（4）避免用手或导电物（如铁丝、钉子、别针等金属制品）接触、探试电源插座内部；不触摸没有绝缘的线头；发现裸露的线头时，要及时与维修人员联系。（5）使用插座的地方要保持干燥，避免用湿手触摸电器或用湿布擦拭电器。（6）不要在一个多口插座上同时使用多个电器，确保用电不超过电线、断路器允许的负荷能力。（7）不要将插座电线缠绕在金属管道上，电线延长线不可经由地毯或挂在挂有易燃物的墙上，也不可搭在铁床上。（8）电器插头务必插牢，确保紧密接触，避免松动导致发热。（9）若在使用电器过程中发生跳闸，应首先拔掉电源插头，然后联系维修人员查明跳闸原因，并检查电器故障，而后确定是否可以继续使用，以确保安全。（10）遇到雷雨天气时，应停止使用电器，防止遭受雷击。（11）不要随意拆卸、安装电源线路、插座和插头等。（12）不要破坏楼内安全指示灯等公用电器设备。（13）发现电线断落时，千万不要靠近，要及时报告有关专业部门进行维修。（14）当电器烧毁或电路超负载时，通常会出现冒烟、冒火花、发出奇怪的响声、导线外表过热，甚至烧焦产生刺鼻的怪味等异常现象。2.2无人机装调工具认知一、无人机装调工具安全使用常识无人机装调工具，主要包括电装和工装两类。二、常见的工装类无人机装调工具1．螺丝刀螺丝刀，也称螺丝批，是一种用于拧转螺丝以使其就位的常用工具，它通常配有一个薄楔形头，可插入螺丝钉头的槽缝或凹口内，主要分为一字和十字两类。2．十字套筒扳手十字套筒扳手是一种利用杠杆原理拧转螺栓、螺钉、螺母和其他螺纹紧持螺栓或螺母的，具有开口和套孔固件的手工工具。3．内六角扳手内六角扳手通过扭矩施加对螺丝的作用力，大大降低了使用者的用力强度，内六角螺丝与一字、十字螺丝刀在使用时的受力方式不一样：一字和十字螺丝刀需要人用轴向力压住螺丝再拧，容易损坏螺丝头；而内六角螺丝则只需将内六角扳手插入螺丝头后施加旋转力即可，不易打滑，且能够拧得更紧。4．斜口钳（斜嘴钳）和水口钳从外观上来看，斜口钳（斜嘴钳）的钳头厚实，而水口钳的钳头则薄而锋利。斜口钳（斜嘴钳）的刀口既能剖切软电线的橡皮或塑料绝缘层，也能用于切剪电线和铁丝。5．剥线钳剥线钳是电工、修理工和仪器仪表电工常用的工具之一。6．小型台钳小型台钳又称虎钳、台虎钳，是用于夹持和固定工件的一种工具，使用范围广泛。7．锉刀在手工制作和加工零件时，如桌面机床加工、锯销加工、钻孔加工后，会残留锋利的毛刺，若不去除，容易割伤人或电线，碳纤维的材质结构（编织状）也容易被损坏。因此，必须用锉刀将棱角打磨平整。常用的锉刀有什锦锉和普通锉。8．手电钻手电钻是手工制作和维修的必备工具，可用于钻孔、攻螺纹、拧螺丝等，常用的手电钻有充电式手电钻和220V插电式手电钻两种。9．游标卡尺游标卡尺是一种测量长度、内外径、深度的量具，它由主尺和附在主尺上能滑动的游标两部分构成。10．镊子镊子是用于夹取块状药品、金属颗粒、毛发、细刺及其他细小物品的工具。三、常见的电装类无人机装调工具1．电烙铁电烙铁是电子制作和电器维修过程中的必备工具，主要用途是焊接元件及导线。电烙铁在无人机生产流程中主要用于锡焊，将导线、电子元器件引脚与印制电路板连接在一起。按机械结构不同，分为外热式电烙铁和内热式电烙铁；按功能不同，分为无吸锡电烙铁和吸锡式电烙铁；按用途不同，分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。选用电烙铁时，主要根据功率大小和电烙铁头的形状来决定。2．热风枪热风枪，亦称热风台或热风拆焊台，是一种利用发热电阻丝的枪芯吹出的热风来进行元件安装与拆卸的工具。3．吸锡器吸锡器是一种用于修理电器的工具，其主要用途为收集拆卸焊盘电子元器件时融化的焊锡，它分为手动和电动两种。4．万用表万用表的主要功能是测量交/直流电压、电阻和直流电流等，功能较多的万用表还可测量交流电流、电容、三极管放大倍数和频率等。5．功率计功率计是用于测量电功率的仪器，一般特指在直流和低频技术中用于测量功率的仪器。6．舵机测试器舵机测试器主要用于检测舵机的虚位、抖动和中位，也可用于测量无刷电机的接线和转向的对应关系。7．桨平衡器螺旋桨安装在无人机上进行高速旋转，转速高达数万转。如果桨的平衡性不好，会影响飞行的平稳性，产生振动、噪声等。8．热熔胶枪热熔胶枪是一款非常方便快捷的粘胶工具，其相较于液体胶水的最大优势在于粘固的速度快、效率高，而其缺点是胶体较重，对于一些对起飞重量有严格要求的无人机而言不太适合。9．数显可调直流稳压电源数显可调直流稳压电源采用高频调制技术，其工作原理是通过将开关电源的电压和电流展宽，实现电压和电流的大范围调节，同时扩大了直流电源供应器的应用领域。10．DS213手持小型示波器DS213手持小型示波器是一种利用示波管来显示电信号波形的测量仪器，它是应用最广泛的仪器之一。2.3无人机装调材料认知1．碳纤维、玻纤维、塑料、铝合金、轻木在组装无人机时要选取适合的材料，如碳纤维、玻纤维、塑料、铝合金、轻木等。铝合金一般用于一些连接件，如管夹、折叠脚架等；轻木则常用于固定翼无人机。多旋翼无人机主要采用碳纤维、玻纤维和塑料等。2．泡沫板、碳纤维复合材料泡沫板多用于小型固定翼无人机，其具有重量轻、制作简单、相对耐摔、容易修复等特点，根据材料的不同，泡沫板可分为KT板、EPO板、EPS板和EPP板等；根据发泡放大比例（发泡后的体积相较于发泡前的增大倍数）的不同，泡沫板可分为低发泡（15倍以下）到高发泡（40倍以上）不等。放大倍数越小，材料的硬度越高、韧性越差。3．香蕉插头香蕉插头，简称香蕉头，成对使用，其中，一头凸出的为公头，一头下凹的为母头，它是一种快速插拔的电源接头。4．XT60插头、XT90插头XT60插头中的接头采用的是3.5mm的香蕉插头。其外壳端部的一边为直边，另一边为斜边，这种设计可以防止正负极接反。5．杜邦线杜邦线有各种型号，既有单独一根一根的，也有组合在一起的，无人机中常用的有3根组合的3P杜邦线，主要用于飞控和电调的连接、接收机的连接等。6．XH2.54/2S3S4S5S6S硅胶线平衡充接头XH2.54硅胶线平衡充接头主要用于锂电池的平衡充电。7．AWG硅胶线AWG硅胶线的特点包括耐高温、线身柔软有弹性、绝缘性能好等。8．热熔胶热熔胶需配合上文提到的热熔胶枪使用，它是一种具有可塑性的、无毒无味的绿色环保胶粘剂。9．纤维胶带、液体泡沫胶、双面泡沫胶纤维胶带是泡沫板固定翼无人机常用的胶带，它的主要特点是便携，能够在户外飞行的时候对损坏的无人机表面进行快速修补。10．尼龙扎带尼龙扎带具有良好的耐酸性、耐腐蚀性和绝缘性，不易老化且承受力强。11．魔术扎带魔术扎带，又名魔术贴束线带或粘扣带扎带。12．魔术贴魔术贴，也称“魔术粘”“魔鬼沾”“魔鬼毡”或“尼龙搭扣”，是一种纤维紧固物。13．焊锡焊锡是在焊接线路中用于连接电子元器件的重要工业原材料，广泛应用于电子工业、家电制造业、汽车制造业、维修业和日常生活中，是电子行业中必不可少的材料。14．热缩管热缩管是一种特制的聚烯烃材质（也可称为EVA材质）热收缩套管。15．螺栓、螺母、螺钉螺栓在机械制造中广泛应用于可拆卸连接，通常与螺母（往往再加上一个或两个垫圈）配套使用。16．尼龙柱/隔离柱、铝柱、铜柱尼龙柱/隔离柱采用优质的尼龙新料加工而成，具有无毒、质轻、优良的机械强度、耐磨性和较好的耐腐蚀性，主要用于固定和隔离电路板和零件。17．低电量报警器（BB响）低电量报警器（BB响），简称电压显示器，主要具备两个功能：电压显示和低压报警。18．减振器无人机在飞行过程中会产生振动，如果飞控和机架之间是刚性连接，则这些振动会传递给飞控，进而影响其内部的各种传感器，导致飞控对当前的飞行情况