多旋翼无人机教案设计设计

哈尔滨四通技工学校第三教学站延寿农民工综合培训学校

多旋翼无人机操作教案

0 一七春季生

课程名称：多旋翼无人机操作基础授课教师: 张海东

科特林

程名称：多旋翼无人机操作基础授课教师: 张海东

教学方法讲授法

授课类型新课

课时二课时

课程内容

、组织教学二、复习前一节课的内容三、导入新课

四、教学内容：

1、无人飞行器的种类繁多，主要包括飞艇、固

定翼无人机、伞翼无人机、扑翼无人机、变翼无人机、

旋翼式无人机等。

2、多旋翼飞行器也称为多轴飞行器，是直升机

的一种，它通常有3 个以上的旋翼。飞行器的机动性通过

改变不同旋翼的扭力和转速来实现。相比传统的单水平旋翼

直升机，它构造精简，易于维护，操作简便，稳定性高且携

带方便。常见的多旋翼飞行器。

3、四旋翼，六旋翼和八旋翼，被广泛用于影视

航拍、安全监控、农业植保、电力巡线等领域

程名多旋翼无人机操作基授课教师: 张海

东

无人机的组成及构造）

2、机架：机架是指多旋翼飞行器的机身架，是整个飞行系统的飞行载体。一般使用高强度重量轻的材料，例如碳纤维、PA66+30GF 等材料。

3 、电机是由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。在整个飞行系统中，起到提供动力的作用。

4 、电调全称电子调速器，英文electronic speed controller, 简称ESC。在整个飞行系统中，电调主要提供驱动电机的指令，来控制电机，完成规定的速度和动作等。

5、电池是将化学能转化成电能的装置。在整个飞行系统中，电池作为能源储备，为整个动力系统和其他电子设备提供电力来源。目前在多旋翼飞行器

标准实用文案

课程名称：多旋翼无人机操作基础授课教师: 张海东

1、多旋翼飞行器是通过调节多个电机转速来改变螺旋桨转速，实现升力的变化，进而达到飞行姿态控制的目的。

2、以四旋翼飞行器为例，飞行原理如下图所示，电机1 和电机3 逆时针旋转的同时，电机2 和电机4 顺时针旋转，因此飞行器平衡飞行时，陀螺效应和空气动力扭矩效应全被抵消。与传统的直升机相比，四旋翼飞行器的优势：各个旋翼对机身所产生的反扭矩与旋翼的旋转方向相反，

因此当电机1 和电机3 逆时针旋转时，电机2 和电机

4 顺时针旋转，可以平衡旋翼对机身的反扭矩。

3、垂直运动，即升降控制，在图（a）中，两对电机转向相反，可以平衡其对机身的反扭矩，当同时增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以克服整机的重量时，四旋翼飞

行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的输出功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿z

轴的垂直运动。当外界扰动量为零时，在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时，飞行器便保持悬停状态。保证四个旋翼转速同步增加或减小是垂直运动的关键。

4、俯仰运动，即前后控制，在图（b ）中，电机1 的转速上升，电机3 的转速下降，电机2 、电机4 的转速保持不变。为了不因为旋翼转速的改变引起四旋翼飞行器整体扭矩及总拉力改变，旋翼1 与旋翼3 转速该变量的大小应相等。由于旋翼1 的升力上升，

旋翼3 的升力下降，产生的不平衡力矩使机身绕y 轴旋转（方向如图所示），同理，当电机1 的转速下降，电机3 的转速上升，机身便绕y 轴向另一个方向旋转，实现飞行器的俯仰运动。

5、横滚运动，即左右控制，与图（b ）的原理相

同，在图（c）中，改变电机2 和电机4 的转速，保持电机1 和电机3 的转速不变，便可以使机身绕x 轴方向旋转，从而实现飞行器横滚运动。

6 、偏航运动，即旋转控制，四旋翼飞行器偏航

课程名称：多旋翼无人机操作基础授课教师: 张海东

标准实用文案

课程名称：多旋翼无人机操作基础授课教师: 张海东

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标准实用文案

3 、Reflex XTR 是老牌的德国模拟软件，适合直

机的模拟练习，附带精选的26 个飞行场景，一百多架各

个厂家的直升机，一百多架各个厂家的固定翼，60 部飞行

录像。

4、AEROFLY 是一款德国的模拟软件，象真度较

高，适合中高级训练者使用，但价格昂贵，对电脑硬件要

求较高

5、凤凰模拟器是一款受欢迎的国产模拟器软

件，效果逼真，场景迷人。

6 、模拟器软件安装，以RealFlight7.0 为例，模拟器

软件的安装方法如下：（1）打开光盘根目录下setup.exe 文件（有些情况光盘会自动运行）。

（2）点击Run setup.exe 按钮，出现；点击Advanced 按钮之后会出现下拉窗口，开始安装。

（3）接下来运行桌面上的RealFlight 控制台，输入序列号，在光盘包装上。

（4）输入序列号后，点击OK 键，这时出现注册成功，接下来会出现有新版本是否下载更新，请选择online update 。之后会出现下图，点运行

RealFlight 。

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G7.0 ，出现下面的软件界面选择FLY按钮。

3 、现在设置遥控器，选择Simulation 菜单里的Select Controller 。

4 、接下来弹出菜单选择InterLink Elite 。5、再选择弹出对话框里的通道校准Calibrate 。会出现下图，这时摇杆最大范围来回打方框几次。最后都放在中位。让最上面的4 个通道都在中间。

6、模拟器练习手法，遥控手法的选择：分为美国手、日本手和其他手法，前两者为主流对象！

7 、美国手：美国手的油门和方向在左边，副翼和升降在右边；

8、日本手：日本手的油门和副翼在右边，方向

和升降在右边；

9、模拟器练习标准；

10 、模拟器练习技术标准：