无人机组装与调试-教案 第六章 固定翼无人机的组装与调试

《无人机组装与调试》课程教案课题：固定翼无人机的组装与调试教学目的：知识目标：掌握固定翼无人机的基本组成；掌握固定翼无人机的组装方法和步骤；掌握固定翼无人机的调试方法和步骤。技能目标：能够熟练地组装固定翼无人机的各主要结构；能自行安装与调试固定翼无人机的飞控系统；能独立进行固定翼无人机飞控系统的基础调试和高级调试。素质目标：树立航空产品质量第一的意识，培养安全文明生产的职业素养；培养吃苦耐劳的精神和严谨细致、规范操作的工作态度；具有环保意识、信息素养和工匠精神；具有耐心细致、精益求精的工作态度，养成科学务实的工作作风；具有团结协作、勇于创新的精神。课型：新授课课时：本章安排3个课时。教学重点：重点：掌握固定翼无人机的调试方法和步骤。教学难点：难点：能够熟练地组装固定翼无人机的各主要结构。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：本课标题固定翼无人机的组装与调试课次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固定翼无人机凭借其长航时、大载重、高速度等优势，在航测、植保、物流运输等领域发挥着重要作用。与多旋翼无人机相比，固定翼无人机具有更高的气动效率和更长的续航时间，但其组装与调试过程对气动布局、重心位置、舵面控制等要求更为严格。本文将从固定翼无人机特点、核心部件选型、分步组装、系统调试等方面，详细介绍固定翼无人机的组装与调试技术。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6.1固定翼无人机的组装与调试任务1塞斯纳固定翼无人机的组装知识要点主要由机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置5个主要部分构成，同时我们完成了P-51野马固定翼无人机的虚拟装配。塞斯纳固定翼无人机的飞行姿态是通过调节电机和各个控制舵面来实现的。（1）固定翼无人机飞行姿态控制。在结构设计方面，主机翼通过安装合页与舵机配合，实现副翼的上下摆动。（2）舵机与遥控接收机的连接。（3）在飞行控制方面（以左手油门为例），通过操控遥控器的摇杆来控制无人机的飞行状态，每个摇杆有两种功能，右摇杆控制升降和副翼，左遥杆控制方向和油门。具体情况如下。①升降（右摇杆向上或向下）。②副翼（右摇杆向左或向右）。③方向（左摇杆向左或向右）。④油门（左摇杆向上或向下）。任务实施1．对照表6-1所示的塞斯纳固定翼无人机零部件清单进行零部件清点2．机身组装（1）大梁、隔框及底座的安装。（2）侧板和加强片安装。（3）安装机身头部。（4）安装机身顶部。（5）尾部安装。（6）蒙条安装。（7）安装电机座。（8）组装机头罩。（9）机头罩安装蒙板。（10）安装尾翼。（11）安装电机。（12）电子设备测试。①电机的调试。②电调的调试。③舵机的调试。（13）安装升降舵机和方向舵机。3．机翼组装两侧机翼的组装方法相同，接下来以左机翼为例，讲解机翼的组装步骤。（1）主机翼安装。（2）主机翼安装蒙板。（注意：蒙板要用胶水固定。）（3）副翼组装。（4）对副翼安装蒙板，装好后用胶水固定。4．蒙皮蒙皮是一种带有颜色的薄膜，其背面涂有热敏胶水，撕掉保护层后，遇热就会产生黏性并收缩，从而将无人机表面绷紧。（1）砂纸打磨。（2）机头罩蒙皮。①试温度。②机头罩蒙皮。（3）机身蒙皮。（4）机翼蒙皮。①主机翼蒙皮。②副翼蒙皮。（5）尾翼蒙皮。5．合页安装6．安装副翼舵机任务2塞斯纳固定翼无人机的调试知识要点SpeedyBeeF405飞控简介SpeedyBeeF405飞控是一款开源飞控，支持开源飞控固件和二次开发。任务实施1．安装电子设备本次实训主要采用SpeedyBeeF405飞控系统，该系统主要由无线板、飞控板和PDB板构成。（1）飞控校准。（2）电调、电源线焊接。（3）飞控板外接设备连接。2．固定翼调试（1）安装INAV地面站（6.1.0.0版本）软件。（2）飞行平台调试①重心调试。②气动舵面的调试。3．遥控器对频及相关设置（1）遥控器设置。（2）遥控器对频。（3）INAV设置。（4）油门行程及中位设置。（5）模型配置。①选择适当的机型。②重启飞控。（6）端口设置。（7）GPS配置。（8）罗盘校准。（9）遥控接收机及遥控器设置。（10）混控。（11）输出。（12）失控保护。（13）高级调整。（14）飞行模式。（15）遥控器舵面测试。①进入Mixer界面，切换到自稳模式。②进入Outputs界面，切换到手动模式。4．整机组装（1）起落架安装。（2）安装电池。（3）安装螺旋桨。6.2固定翼无人机的飞行测试任务3塞斯纳固定翼无人机试飞知识要点调试完成后注意选择空旷且安全的测试场地进行无人机试飞，试飞前务必检查无人机的紧固件及电池等影响飞行安全的重要因素。任务实施1．首飞前首先确定无人机的重心是否正常，确认无人机的重心点（无人机下方标有CG的点为中心点，如果没有CG，则需要找卖家确认）。2．首飞时请使用手动模式，因为自稳模式输出较小，可能导致无人机起飞舵量不足，从而增加失控风险。3．首飞后遇到不同问题时，请结合前文所述设置进行修正。如出现无人机低头情况，可按以下步骤进行修改。（1）重新校对重心。通过增加配重或调整飞控安装布局来调整重心。（2）检查OSD，检查飞行速度是否满足平飞要求，如油门推满仍不满足，需考虑电机功率是否足够。（3）飞控安装是否平行于无人机。如不平行，请及时调整飞控的安装角度。6.3垂起固定翼无人机的组装与调试任务4刺客T1垂起固定翼无人机的组装知识要点垂起固定翼无人机基础知识垂起固定翼无人机属于复合翼无人机，是一种结合了固定翼无人机和旋翼无人机特点的先进无人飞行器。可通过以下几点进一步了解垂起固定翼无人机的基础知识。（1）构造特点。（2）飞行模式转换（3）技术优势。（4）技术挑战。任务实施1．准备工作，对照表6-8所示的刺客T1垂起固定翼无人机器材清单清点实训器材2．焊接电机、电调、飞控供电板等组件（1）更换电机。（2）焊接电调、电机。（3）拆卸UBEC与快拆底座。（4）焊接UBEC与飞控供电板。3．安装飞控（1）安装信号线。（2）装回UBEC和快拆底座。（3）安装飞控。（4）安装GPS与顶盖。4．改装机翼（1）取出快拆插头的LED信号线。（2）安装倾转舵机。（3）安装倾转舵机固定座。5．安装尾翼（1）安装尾管与尾翼（水平尾翼与垂直尾翼）。（2）安装尾部电机。（3）校准尾部电机。6．安装整机（1）安装电池板与电池。（2）安装碳杆和机翼。（3）安装遥控接收机。任务5刺客T1垂起固定翼无人机的调试任务实施1．准备工作（1）软件安装。（2）注意不要安装倾转舵机的舵臂，若已安装请拆下。（3）遥控器与遥控接收机完成对码。2．飞控连接PC3．舵机输出设置4．遥控器设置5．垂直起降设置6．传感器设置7．油门行程校准8．垂起固定翼无人机解锁9．电机转向测试10．安装整机（1）安装倾转舵机主摇臂。①打开遥控器并给无人机通电，将飞行模式切换到固定翼模式。②固定好两侧的电机座。（2）安装无人机尾部。（3）安装舱盖。（4）安装螺旋桨。（5）安装舵角和舵角拉杆。1．教学以学生学习教材的基本内容为主，系统全面地了解如何尝试创业实践。2．整个教学过程中，各教学点可根据实际情况，进行拓展知识的讲解。本章小结：固定翼无人机的组装与调试是一个系统性的工程，需要操作者具备扎实