无人机组装与调试-教案 第七章 无人直升机的组装与调试

《无人机组装与调试》课程教案课题：无人直升机的组装与调试教学目的：知识目标：了解无人直升机的基本构造和组件：学习无人直升机的各个部件，如飞行控制器、电机、螺旋桨、电池、遥控器等，以及它们之间的连接方式；学习飞行控制系统的配置和调试：了解飞行控制器的功能和参数设置，学习如何将其与遥控器进行配对，并进行校准和调试，以确保飞行稳定性和操控性能；学习飞行前的检查和测试：掌握对无人直升机进行预飞检查的方法，包括检查电池电量、校准陀螺仪、检查电机和螺旋桨的转动等。技能目标：能够对不同的无人直升机部件（如飞行控制器、电机、螺旋桨等）进行识别，理解其功能和相互之间的连接方式；了解飞行控制器的配置参数和调试方法，能够正确设置控制器并对其进行校准和调试；与团队成员或老师进行有效沟通，分享进展和请求帮助；同时能够在团队环境中协作，合作完成任务。素质目标：对于无人直升机这样的高风险设备，具备高度的责任心和细致的注意力是至关重要的。在组装和调试过程中，要仔细检查每个部件的安装和连接，确保其正确性和可靠性。在组装和调试无人直升机过程中，难免会遇到各种问题和挑战。培养解决问题的能力，包括分析问题、制定解决方案并采取适当的行动，对于顺利完成任务至关重要。课型：新授课课时：本章安排2个课时。教学重点：重点：了解飞行控制器的功能和参数设置，学习如何将其与遥控器进行配对，并进行校准和调试，以确保飞行稳定性和操控性能。教学难点：难点：了解飞行控制器的配置参数和调试方法，能够正确设置控制器并对其进行校准和调试。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：本课标题无人直升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2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直升机是指由无线电地面遥控飞行或自主控制飞行的可垂直起降不载人飞行器，在构造形式上属于旋翼飞行器，在功能上属于垂直起降飞行器。近年来，随着复合材料、动力系统、传感器、飞行控制等技术的发展，无人直升机得到了迅速发展。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7.1无人直升机的组装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。无人直升机主要由以下几部分构成。机身：主要功能是装载燃料、货物和设备等，同时作为无人直升机的安装基础，将各部分连成一个整体。主旋翼：主要提供升力，由动力装置驱动。它由自动倾斜器、桨叶和桨毂组成。尾旋翼：尾旋翼主要起平衡主旋翼的扭矩和转向作用。操纵系统：主要通过舵机控制斜盘，从而起到操控直升机改变运动姿态的作用。动力系统：油动直升机主要用活塞式航空发动机，而电动直升机则主要用无刷电机。起落架：吸收着陆时由于垂直速度带来的能量，减少着陆时撞击引起的过载，以确保在整个使用过程中不发生“地面共振”。任务1塔罗550无人直升机的组装知识要点（1）了解无人直升机的组件。（2）了解飞行控制器的设置参数。（3）螺旋桨的安装与平衡。（4）遥控器配对与校准。（5）飞行参数的调试。任务实施1．明确实训目标（1）零部件的清点与认识。（2）理解无人直升机的基本原理和构造，包括飞行控制系统、动力系统、通信系统等。（3）学会正确组装无人直升机的各个部件，包括机身、旋翼、电子设备等，并熟悉所需工具和操作流程。（4）掌握无人直升机的调试方法和技巧，包括检查和调整各个部件的安装质量、确保连接线路的正确性，以及传感器的校准等。（5）飞控的安装。（6）学会使用相关软件和设备对无人直升机进行初次配置和参数调整，确保其正常运行和飞行稳定性。（7）熟悉无人直升机的各项功能和特点，了解其应用领域和操作注意事项。（8）进行塔罗550无人直升机上电前的检查、飞控的参数设置、调参软件的使用，以及遥控器的使用。2．准备工作，清点组装实训器材器材主要包括以下几项。（1）主旋翼清单。①主旋翼夹、夹座臂。②止推轴承。③横轴轴承垫片。④轴承。⑤主旋翼固定座。⑥内六角螺丝多个。⑦一对大螺旋桨。⑧两个大齿轮。⑨球头、连杆、连杆头。⑩十字盘。（2）尾管、尾旋翼清单。①尾舵机传动杆。②粗尾管。③碳纤维垂直翼、碳纤维水平翼。④尾管夹座。⑤六角铝柱、内六角螺丝、防滑螺母。⑥压带轮组。⑦皮带。⑧连杆。⑨尾控制杆固定环。⑩尾桨叶。（3）机身清单。①电池固定板。②电池罩。③铝柱多个。④碳纤侧板。⑤内六角螺丝。⑥机壳。⑦压带轮组。（4）无刷电机清单。①电机固定座。②铝柱。③螺丝。④无刷电机1个。（5）舵机清单。①单斜角垫片。②铜套、螺丝。③舵臂。④球头。⑤连杆。⑥舵机4个。3．塔罗550无人直升机组装塔罗550无人直升机可分成主旋翼子装配体、无刷电机与电调子装配体、尾管与尾旋翼子装配体、机身起落架子装配体，以及总装这五大模块进行组装。（1）主旋翼子装配体的组装。主旋翼的作用包括以下几点。①产生升力：用于平衡直升机的重力，以及机身、平尾、机翼等部件在垂直方向上的分力。②产生向前的水平分力：用于克服空气阻力，推动直升机前进。③产生分力及力矩：用于控制和操纵直升机的飞行。（2）无刷电机与电调子装配体安装。塔罗550无人直升机无刷电机子装配体检查。①电机斜齿轮方向是否装反，止洩螺丝应朝里。②止洩螺丝是否固定，拧动电机外壳，斜齿轮是否转动。③金属电机固定座与金属铝柱是否无间隙安装，注意金属铝柱的方向。④金属电机固定座与电机是否安装无松动。（3）机身起落架子装配体安装。机身的作用有以下几点。①提供稳定性和平衡。②提供安装支架。（4）尾管与尾旋翼子装配体安装。尾旋翼的作用包括以下几点。①抵消主旋翼由于旋转和空气摩擦所产生的反作用力。②防止直升机自旋，并控制方向。③提供反力矩，保持飞机平衡，以控制航向。（5）总装。对无人直升机进行总装检查，具体包括以下步骤。①转动主旋翼齿轮，从顶部视角观察，桨叶是否顺时针转动。②确认尾旋翼是否向后退（如方向错误，需调整同步带的方向）。③检查尾旋翼的张紧轮是否压住同步带，并使同步带保持张紧状态。④检查主旋翼和尾旋翼的桨叶前缘和后缘是否正确。⑤检查4个舵机连杆是否安装正确。主旋翼的3个舵机相同，尾旋翼的舵机不同。⑥检查机身6根铝柱是否安装到位，螺丝是否拧紧。⑦检查主旋翼下面的5根连杆是否三短两长，并确认连杆球头中心距离是否正确。⑧检查电池箱是否正常打开与关闭。7.2无人直升机飞控安装与调试任务2塔罗550无人直升机的调试（基于H1飞控）知识要点1．认识H1直升机飞行控制系统H1直升机飞行控制系统（简称H1飞控），它内置独立悬浮MU和双层减震海绵，结合新一代的控制和MU算法，提供了轻松的直升机操控体验。2．工作原理主控器是H1飞控的核心模块，集成了IMU、气压计、GPS和指南针模块，能够实现飞行器精准的姿态控制和高精度的定位功能。使用H1-Heli调参软件向主控器配置相关参数，包括模块安装校准、外接设备参数的设定等。3．部件及端口说明（1）主控器。①主控器有5个PWM输出端口和一个遥控接收机输入端口。PWM输出端口分别连接倾斜盘的3个舵机、锁尾及主电调。锁尾支持尾电机和尾舵机。②主控器内置IMU和气压计，用于测定飞行姿态和高度。③该主控器支持多种遥控接收机类型，遥控接收机输入支持PPM、S.BUS等主流单线模式，并具备自动识别功能。④采用TYPE-C插头，不分正反插，方便好用。（2）GPS模块。GPS模块集成了GPS/GLONASS双模遥控接收机和指南针。任务实施1．下载并安装调参软件（1）下载H1-Heli调参软件。（2）安装调参软件。（3）安装中的注意事项。2．飞行控制系统安装（1）安装主控器。（2）GPS模块安装。（3）GPS模块使用要求。3．H1飞控连线（1）飞行器设备连接。（2）遥控接收机连接。（3）常见错误接法。4．遥控器设置5．软件调试6．进阶调试（1）主界面。（2）旋翼头调试。（3）工程参数。（4）指南针校准。需要重新校准的情况有以下几种。①指南针数据异常，且飞行器状态指示灯显示红灯闪烁。②飞行场地与上一次指南针校准的场地相距较远。③飞行器的机械结构发生变化。④飞行时出现严重漂移或无法保持直线飞行。（5）低电量设置。7．关于H1飞控的注意事项（1）飞控状态指示灯。（2）常见问题及解决办法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：随着科技的不断发展，无人直升机等新型航空器逐渐崭露头角，它们继承了固定翼飞机的技术精髓，同