四轴飞行器名词解释
四轴飞行器设计概述
![四轴飞行器设计概述](https://img.taocdn.com/s3/m/aeced47e5b8102d276a20029bd64783e09127da4.png)
四轴飞行器设计概述四轴飞行器(Quadcopter)是一种多旋翼飞行器,由四个电动马达驱动,并通过电子系统控制飞行。
它具有垂直起降、悬停、平稳飞行等优点,广泛应用于无人机航拍、物流配送、农业植保等领域。
本文将对四轴飞行器的设计概述进行详细介绍。
第一部分:概述四轴飞行器的设计涉及到机械结构设计、电子系统设计和飞行控制算法设计等方面。
在机械结构设计中,需要考虑到飞行器的重量、稳定性和飞行效率等因素;在电子系统设计中,需要考虑到电机驱动、传感器测量和通信等因素;在飞行控制算法设计中,则需要考虑到姿态控制、导航定位和自主避障等因素。
第二部分:机械结构设计四轴飞行器的机械结构主要包括机体、四个电动马达和螺旋桨等部分。
机体通常采用轻质材料制造,如碳纤维复合材料,以降低飞行器的重量;电动马达通常采用无刷电机,以提高功率输出和效率;螺旋桨通常采用塑料或碳纤维材料制造,以提供升力。
此外,机械结构设计还需要考虑到四轴飞行器的重心位置和稳定性,通过调整电动马达和螺旋桨的布局来实现。
第三部分:电子系统设计四轴飞行器的电子系统设计主要包括电机驱动、传感器测量和通信等模块。
电机驱动模块用于控制电动马达的转速和方向,通常通过电调与飞控板连接;传感器测量模块用于测量飞行器的姿态、加速度、陀螺仪等参数,通常包括陀螺仪、加速度计和磁力计等;通信模块用于与地面控制台进行数据传输和指令接收,通常采用无线通信技术,如蓝牙或Wi-Fi等。
第四部分:飞行控制算法设计四轴飞行器的飞行控制算法设计主要包括姿态控制、导航定位和自主避障等模块。
姿态控制模块用于控制飞行器的姿态,通常采用PID控制算法,通过调节电动马达转速来实现;导航定位模块用于确定飞行器的位置和航向,通常采用GPS和惯性导航系统等;自主避障模块用于识别和规避障碍物,通常采用机器视觉技术和激光雷达等。
第五部分:总结四轴飞行器设计的关键环节包括机械结构设计、电子系统设计和飞行控制算法设计等。
四轴飞行控制原理
![四轴飞行控制原理](https://img.taocdn.com/s3/m/5a9b7bcc03d276a20029bd64783e0912a2167ca4.png)
四轴飞行控制原理四轴飞行器是一种具有四个旋翼的飞行器,通过控制旋转速度和方向来实现飞行。
其控制原理包括传感器感知、飞行动力学建模、控制器设计和电机控制。
1.传感器感知四轴飞行器通常配备有陀螺仪、加速度计、磁力计和气压计等传感器。
陀螺仪用于测量飞行器的角速度,加速度计用于测量线性加速度,磁力计用于测量地磁场方向,气压计用于测量飞行器的高度。
这些传感器可以提供飞行器在空间中的姿态、位置和速度等信息。
2.飞行动力学建模通过传感器测量的数据,可以对飞行器的姿态进行估计。
姿态估计主要包括姿态角(滚转、俯仰和偏航)的估计和位置的估计。
将姿态和位置的估计值与期望值进行比较,可以得到姿态和位置的误差。
飞行动力学建模主要包括飞行器的动力学方程和状态方程,可以通过这些方程来描述飞行器的姿态、位置和速度等动态变化。
3.控制器设计控制器设计主要是设计一个控制算法来根据传感器测量的数据和期望的姿态和位置来控制飞行器的旋转速度和方向。
通常使用的控制算法包括PID控制器、模型预测控制器、自适应控制器等。
PID控制器是一种常用的控制算法,根据误差的大小和变化率来调整控制信号,从而使飞行器逐渐接近期望的姿态和位置。
4.电机控制四轴飞行器通常使用四个无刷电机来控制旋翼的转速和方向。
通过适当调整电机的转速,可以使飞行器产生所需的推力和力矩,从而实现期望的运动。
电机控制主要包括PWM控制信号的生成、电机转速的调节和电机的航向控制。
PWM控制信号的生成由控制器完成,根据控制器的输出调整电机转速,使旋翼产生所需的推力和力矩。
电机的航向控制通常通过改变电机的转速来实现。
总结:四轴飞行控制原理主要包括传感器感知、飞行动力学建模、控制器设计和电机控制。
通过传感器感知飞行器的角速度、线性加速度、地磁场方向和高度等信息,通过飞行动力学建模估计飞行器的姿态和位置,根据期望的姿态和位置与估计值的误差,设计控制算法来控制飞行器的旋转速度和方向,通过调整电机的转速,使飞行器产生所需的推力和力矩,从而实现期望的飞行。
四轴(多轴)飞行器概述
![四轴(多轴)飞行器概述](https://img.taocdn.com/s3/m/49b30b2b4b35eefdc8d33375.png)
四轴(多轴)飞行器概述一、简介四轴(多轴)飞行器也叫四旋翼(多旋翼)飞行器它有四个(多个)螺旋桨,四轴(多轴)飞行器也是飞行器中结构最简单的飞行器了。
前后左右各一个,其中位于中心的主控板接收来自于遥控发射机的控制信号,在收到操作者的控制后通过数字的控制总线去控制四个电调,电调再把控制命令转化为电机的转速,以达到操作者的控制要求,前后马达是顺时针转动,需要安装反桨,左右马达是逆时针转动,需要安装正桨,机械结构上只需保持重量分布的均匀,四电机保持在一个水平线上,可以说结构非常简单,做四轴的目的也是为了用电子控制把机械结构变得尽可能的简单。
二、控制原理四轴飞行器的控制原理就是,当没有外力并且重量分布平均时,四个螺旋桨以一样的转速转动,在螺旋桨向上的拉力大于整机的重量时,四轴就会向上升,在拉力与重量相等时,四轴就可以在空中悬停。
在四轴的前方受到向下的外力时,前方马达加快转速,以抵消外力的影响从而保持水平,同样其它几个方向受到外力时四轴也是可以通过这种动作保持水平的,当需要控制四轴向前飞时,前方的马达减速,而后方的马达加速,这样,四轴就会向前倾斜,也相应的向前飞行,同样,需要向后、向左、向右飞行也是通过这样的控制就可以使四轴往我们想要控制的方向飞行了,当我们要控制四轴的机头方向向顺时针转动时,四轴同时加快左右马达的转速,并同时降低前后马达的转速,因为左右马达是逆时针转动的,而左右马达的转速是一样,所以左右是保持平衡的,而前后马达是顺时针转动的,但前后马达的转速也是一样的,所以前后左右都是可以保持平衡,飞行高度也是可以保持的,但是逆时针转动的力比顺时针就大,所以机身会向反方向转动,从而达到控制机头的方向。
这也是为什么要使用两个反桨,两个正桨的原因。
三、电调我们平时用的商品电调是通过接收机上的油门通道进行控制的,这个接收机出来的控制信号一般都是20mS 间隔的PPM脉宽控制信号,而四轴为了提高响应的速度,需要控制命令的间隔更短-比如说5mS,所以就需要特殊的电调而不能用普通的商品电调,但是为什么要使用I2C总线跟电调连接呢,这个跟电路设计以及软件编写等有关,I2C总线在硬件连接上可以多个设备直接并连在总线上,它有相应的传输机制保证主机与各个从机之前顺畅沟通,这样连接就比较的方便,所以四个电调的控制线是并接在一起连到主控板上就可以了,这个也跟我们选用的芯片相关,很多单片机都有集成I2C总线的,软件设计起来也得心应手。
四轴总结范文
![四轴总结范文](https://img.taocdn.com/s3/m/0958619281eb6294dd88d0d233d4b14e85243eda.png)
四轴总结1. 什么是四轴飞行器?四轴飞行器是一种无人机,由四个电动马达驱动四个螺旋桨提供升力,实现飞行控制。
它是最简单、最常见的多旋翼飞行器类型之一。
2. 四轴结构四轴飞行器主要由以下几个组件构成:•机身框架(Frame):通常是由轻质材料如碳纤维或铝合金制成,提供了安装电子元件和电动马达的支撑框架。
•电动马达(Motor):四个电动马达分别安装在飞行器的四个角落,用来驱动螺旋桨提供升力。
通常使用无刷电机,具有高功率输出和高效能的特点。
•螺旋桨(Propeller):四个螺旋桨与电动马达相连接,通过旋转提供升力。
螺旋桨的旋转速度和推力控制着飞行器的姿态和高度。
•飞行控制器(Flight Controller):飞行控制器是四轴飞行器的大脑,负责接收来自传感器的数据,并通过对电动马达的控制来实现飞行器的稳定飞行。
•电子速调(ESC):电子速调连接电动马达和飞行控制器,将控制信号传输给电动马达并调节电动马达的转速。
•电池(Battery):提供飞行器所需的电能。
电池的容量和电压决定了飞行器的续航时间和飞行能力。
•无线遥控器(RC Transmitter):通过无线信号与飞行器进行通信,控制飞行器的起飞、降落、姿态控制等操作。
3. 四轴飞行原理四轴飞行器借助传感器和飞行控制器实现飞行。
基本的飞行原理如下:1.姿态感知:飞行控制器通过加速度计和陀螺仪感知飞行器的姿态。
加速度计测量飞行器的加速度,以及地心引力在飞行器上的分量,从而确定飞行器的姿态。
陀螺仪测量飞行器在各个轴上的旋转速度。
2.姿态控制:飞行控制器根据姿态感知的数据,计算并调整电动马达的转速,使得飞行器保持平衡。
通过调整转速,飞行控制器可以控制飞行器的俯仰、横滚和偏航。
3.高度控制:飞行控制器使用气压计或超声波等传感器感知飞行器的高度,并通过调节电动马达的转速来控制飞行器的升降。
通过增加或减少升力,飞行器可以上升或下降。
4.遥控操作:无线遥控器发送无线信号给飞行器,控制其飞行。
四轴飞行器知识简介
![四轴飞行器知识简介](https://img.taocdn.com/s3/m/a5d8a740767f5acfa1c7cdd8.png)
四轴飞行器知识什么是四轴飞行器?四轴飞行器也叫四旋翼飞行器。
通俗点说就是拥有四个独立动力旋翼的飞行器,有四个旋翼来悬停、维持姿态及平飞。
四轴飞行器是多轴飞行器其中的一种,常见的多轴飞行器有两轴,三轴,四轴,六轴,八轴或者更多轴。
四轴飞行器飞行原理重心的距离相等, 当对角两个轴产生的升力相同时能够保证力矩的平衡, 四轴不会向任何一个四轴飞行器有四个电机呈十字形排列,驱动四片桨旋转产生推力; 四个电机轴距几何中方向倾转; 而四个电机一对正转,一对反转的方式使得绕竖直轴方向旋转的反扭矩平衡,保证了四轴航向的稳定. 此飞行控制板规定四轴电机的排布方式相对应。
1,4号电机顺时针方向旋转, 2,3号电机逆时针方向旋转. 四个电机的转速做相应的变化即可实现四轴横向、纵向、竖直方向和偏航方向上的运动: 当四轴需要向前方运动时, 2,3号电机保持转速不变, 1号电机转速下降, 4号电机转速上升, 此时4号电机产生的升力大于1号电机的升力, 四轴就会沿几何中心向前倾转,桨叶升力沿纵向的分力驱动四轴向前运动. 当四轴要转向左转向时, 1,4号电机转速上升, 2,3号电机转速下降, 使向左的反扭距大于向右的反扭矩, 四轴在反扭距的作用下向左旋转.四个桨产生的推力, 超过或者低于四轴本身重力的时候能够实现竖直方向上升与下降的运动, 当桨的升力与四轴本身的重力相等的时候即实现悬停。
其他方式的运动原理与以上过程类似. 四轴飞行原理虽然简单, 但实现起来还需很多工作要做.四轴飞行器需要的零件无刷电机(4个)、电子调速器(简称电调,4个,)、螺旋桨(4个,需要2个正浆,2个反浆)、飞行控制板(常见有瑞伯达、KK等品牌)、电池(11.1v航模动力电池)、遥控器(最低四通道遥控器)、机架(非必选)、充电器(尽量选择平衡充电器)怎样知道是否能正常起飞?一切准备完毕,怎么知道可以试飞了呢,我个人建议为了避免匆忙上马,秒炸。
先拿手上试飞比较好,但要注意离身体距离。
四轴飞行器的工作原理
![四轴飞行器的工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/44f82ec5690203d8ce2f0066f5335a8102d2663a.png)
四轴飞行器的工作原理
四轴飞行器是一种无人机,它由四个电动马达驱动的旋翼组件组成。
这些旋翼组件位于飞行器的四个角落,通过不同的旋翼速度和倾斜角度来实现飞行和悬停。
电调控制
每个电动马达通过电调来控制旋翼的转速和旋翼的倾斜角。
电调接收飞行控制器发送的指令,然后控制马达的速度以及旋翼的倾斜角度,从而使飞行器实现不同方向的飞行和悬停。
加速度计和陀螺仪
四轴飞行器还配备了加速度计和陀螺仪,这些传感器用来感知飞行器的姿态和位置。
加速度计测量飞行器的加速度,陀螺仪测量飞行器的旋转速度。
这些数据被发送到飞行控制器,用来调整电调的输出,从而维持飞行器的稳定飞行和悬停。
遥控器
飞行器的飞行可以通过遥控器来实现,飞行员通过遥控器发送指令给飞行器,从而控制飞行器的飞行方向、速度和高度。
遥控器通过无线信号和接收器连接到飞行控制器,将飞行员的指令转化为电调的控制参数。
姿态控制
四轴飞行器的飞行姿态通过电调控制四个旋翼的转速和倾斜角来实现。
在飞行过程中,加速度计和陀螺仪的反馈数据被飞行控制器实时处理,以保持飞行器的平稳飞行状态。
姿态控制是四轴飞行器能够实现精确悬停和各种飞行动作的基础。
总结
四轴飞行器的工作原理主要依靠电调、加速度计和陀螺仪、遥控器以及姿态控制系统。
通过这些关键组件的协同作用,四轴飞行器能够实现稳定的飞行和悬停,成为现代航空领域的重要应用之一。
四轴飞行器的基本相关知识
![四轴飞行器的基本相关知识](https://img.taocdn.com/s3/m/5e4cb505bb68a98271fefac5.png)
四轴飞行器的基本相关知识:四轴,顾名思义就是有四根轴的飞行器,它可以垂直起降,但与直升机又大不相同,是这几年来迅速兴起的一种飞行器本教程制作的是轴距550mm的1kg级别四轴飞行器,可以满足航拍(平民级别)等一系列需求,载重余量较大,扩展性也高。
组成部分:无刷电机*4无刷电调*4飞控板*1电池遥控器四轴机架名词解释:无刷电机:指航模用的三相交流无刷电机,低端品牌有新西达,好一点的有朗宇等;在这里我们选择2212级别kv850-1050之间的无刷电机(想知道具体是什么样的电机?TB一下“2212 kv1000”)很多人会问为什么不用直流电机?第一马力不够;第二自重太大;第三寿命太短;第四转速太高;第五效率低下;第六实践证明直流电机不适合做四轴动力。
不要和我说空心杯,那是玩具四轴用的。
无刷电调:即输出三相交变电流的电子调速器因为我们用电池供电,输出的是直流,需要经电子调速器(简称电调)转换成三相交流电。
同时电子调速器可以接受遥控信号从而调整电机转速。
这里我们选用20A ~30A 的电调,同样也有低端电调比如新西达,建议入门的话采用好盈20A电调。
(想了解更多有关电调?TB一下“无刷电调20A”)继续刚才的名词解释:飞控板:即飞行控制板,是飞行器的灵魂!!飞控板的基本功能就是协调四个电机的转速,比如要悬停,它就不停修正各个电机转速达到悬停,此时你不需要手动修正就可以问问地悬停了(我们称为自稳模式);要前进,则四轴后方的电机转速增加,四轴被“顶”向前;后退,左移,右移同理;要旋转,则通过调整对角两个电机转速实现,这个以后再说。
一般飞控板除了自稳之外,还各自支持不同功能,如航拍云台控制、led夜航灯、gps模块等。
入门可以选择玉兔飞控、mmc10(FF)飞控等,价格便宜,也相对容易调试。
友情提醒:千万不要贪便宜去买KK飞控,你会后悔死的;也不要买MWC!!图为玉兔飞控接下来讲讲电池。
我们用锂聚合物电池,而且是大容量锂聚合物,而且是20倍放电电池,而且是三片电芯串联,也就是3.7*3=11.1V电压!哪里去买到这样的电池,还要自己串联?淘宝已经给你准备好了。
四轴飞行器的飞行原理
![四轴飞行器的飞行原理](https://img.taocdn.com/s3/m/67fce1b982d049649b6648d7c1c708a1294a0a78.png)
四轴飞行器的飞行原理一、概述四轴飞行器是一种利用四个电动机驱动的飞行设备,通过对电动机的速度和方向进行控制,能够实现稳定飞行、悬停、俯仰、横滚等动作。
它的飞行原理基于空气动力学和运动控制理论,结合先进的传感器和控制算法,能够实现精准控制和灵活操控。
二、四轴飞行器的构造四轴飞行器由四个电动机、电调、螺旋桨、机架、飞控系统和电源等组成。
其中,电动机通过螺旋桨产生升力,同时通过电调控制电机的转速,实现飞行器的稳定和动作控制。
机架起到支撑和保护的作用,飞控系统则是飞行器的大脑,负责接收传感器数据并进行处理,输出控制指令。
三、飞行原理四轴飞行器的飞行原理主要基于以下两个关键概念:升力和稳定控制。
3.1 升力四轴飞行器通过改变四个电动机的转速来调整升力的大小和方向。
电动机通过螺旋桨产生的气流,根据牛顿第三定律,产生一个与气流方向相反的反作用力,即升力。
通过改变四个电动机的转速,可以调整螺旋桨产生的气流的大小和方向,从而调整升力。
当升力大于重力时,飞行器就能够向上飞行;当升力等于重力时,飞行器就能够悬停在空中;当升力小于重力时,飞行器就会下降。
3.2 稳定控制四轴飞行器在飞行过程中需要保持稳定,即能够自动调整姿态并抵消外部扰动。
为了实现稳定控制,需要借助传感器和控制算法。
3.2.1 传感器四轴飞行器通常配备了加速度计、陀螺仪、磁力计和气压计等传感器。
加速度计用于测量飞行器的加速度,陀螺仪用于测量飞行器的角速度,磁力计用于测量地磁场的方向,气压计用于测量大气压强。
通过获取这些传感器数据,可以实时监测飞行器的状态。
3.2.2 控制算法通过对传感器数据的分析和处理,结合控制算法,可以实现飞行器的稳定控制。
常用的控制算法有PID控制算法和模糊控制算法等。
PID控制算法通过比较实际姿态和期望姿态之间的差异,计算出控制指令,从而调整电机的转速,保持飞行器的稳定。
模糊控制算法则通过模糊推理,根据一系列规则和输入输出的关系,计算出控制指令。
四轴飞行器原理
![四轴飞行器原理](https://img.taocdn.com/s3/m/ba4634880408763231126edb6f1aff00bfd57066.png)
四轴飞行器原理
四轴飞行器是一种由四个电动马达驱动的无人机,其原理是通过调节每个电动马达的旋转速度来产生升力和控制飞行方向。
每个电动马达带有一个旋转的螺旋桨,其旋转产生的推力可以使飞行器升起或降落。
四轴飞行器的升力控制原理是通过改变电动马达的转速来控制螺旋桨产生的推力大小。
当电动马达的转速增加时,推力也随之增加,使飞行器升高。
相反,当电动马达的转速减小时,推力也减小,使飞行器下降。
通过精确调节每个电动马达的转速,可以实现四轴飞行器在空中平稳悬停或进行各种动作。
四轴飞行器的方向控制原理是通过改变每个电动马达的转速差来控制飞行器的姿态。
当两个对角的电动马达转速差较大时,飞行器会产生一个倾斜的力矩,使其向一侧倾斜。
通过调节对角马达的转速差大小和方向,可以实现飞行器的前进、后退、旋转等各种方向控制。
四轴飞行器的平衡控制原理是通过内置的陀螺仪和加速度计等传感器来感知飞行器的姿态和运动状态,并通过飞控系统进行实时反馈和调整。
传感器会不断监测飞行器的姿态变化,将数据传输给飞控系统,并通过对每个电动马达的转速进行调整,使飞行器能够保持平衡飞行。
除了以上基本原理,四轴飞行器还可以通过 GPS 导航系统进
行定位和航线控制,通过图像识别系统进行目标追踪和自主避
障等高级功能。
通过不断创新和技术进步,四轴飞行器在无人物流、航拍摄影、搜救救援等领域有着广泛的应用前景。
四轴
![四轴](https://img.taocdn.com/s3/m/ca30c33bf111f18583d05a93.png)
飞机的分类:从有无固定翼的角度来看:固定翼飞机:活塞发动机飞机、涡轮螺旋桨(涡浆)发动机飞机和喷气飞机;波音777旋翼式飞机:直升机,倾转旋翼机,自旋翼机;直升机自旋翼机多旋翼机美军CH-47“支努干”(Chinook)运输直升机倾斜旋翼机美军V-22“鱼鹰”运输机旋翼机(自旋翼机)旋翼机通常由发动机驱动的独立水平螺旋桨产生推进力升空和前进。
正常飞行时旋翼机的旋翼被前进时的相对气流吹动而自旋,从而产生将机身维持在空中的升力。
由于原理上就像是一个横放的风车,所以最初发明时也被称为“风车飞机”。
这种航空器飞行时通常阻力比较大,速度较慢。
但飞行安全好,尺寸小。
不会出现失速现象,出现空中发动机“停车”故障后可以自旋滑翔降落。
这是旋翼航空器(包括直升机在内)独有的安全特性。
由于旋翼在飞行时无动力驱动,旋翼机无法像直升机一样垂直上升和悬停,而必须像固定翼飞机一样不断向前飞才能产生升力。
虽然现在部分型号的旋翼机可以用离合器在起飞时供应动力给主旋翼(预旋)使其短暂变成直升机,但还是需要一小段起飞跑道,起飞之后依然靠空气作用力驱动。
四旋翼机四轴飞行器是一种多轴飞行器,有四个旋翼来悬空和推进飞行。
和固定翼飞机不同,它通过旋翼的旋转使飞机升空。
它的四个旋翼大小相同,分布位置对称。
通过调整不同旋翼之间的相对速度来调节扭矩,控制飞机稳定飞行、旋转或转弯。
这一点和直升机不同,常见的直升机有两个旋翼,副旋翼只起到抵消主旋翼产生的扭矩,控制飞机旋转的功能。
早期飞机设计中,四轴飞行器被用来解决旋翼机的扭矩问题。
主副旋翼的设计也可以解决扭矩问题,但副旋翼不能提供升力,效率低。
因此四轴飞行器是最早的一批比空气重的垂直起降飞行器。
但是早期的型号性能很差,难于操控和大型化。
近来四轴飞行器在无人机领域获得了新生。
使用电子控制系统和电子传感器,四轴飞行器飞行稳定,操控灵活。
可以在户内和户外使用,和直升机相比,它有许多优点:它的旋翼角度固定,结构简单。
四 轴 飞 行 器
![四 轴 飞 行 器](https://img.taocdn.com/s3/m/fb40a713a300a6c30c229f3d.png)
四轴飞行器姓名:冯毅专业:自动化学号:13061315姓名:专业:学号:姓名:专业:学号摘要四轴飞行器作为低空低成本的遥感平台,在各个领域应用广泛。
相比其他类型的飞行器,四轴飞行器硬件结构简单紧凑,而软件复杂。
可应用于军事上的地面战场侦察和监视,获取不易获取的情报。
能够执行禁飞区巡逻和近距离空中支持等特殊任务,可应对现代电子战、实现通信中继等现代战争模式。
在民用方面可用于灾后搜救、城市交通巡逻与目标跟踪等诸多方面。
工业上可以用在安全巡检,大型化工现场、高压输电线、水坝、大桥和地震后山区等人工不容易到达空间进行安全任务检查与搜救工作,能够对执行区域进行航拍和成图等。
本文主要介绍四轴飞行器的一些原理,以及在领域的应用。
目录1.引言 (2)2.四轴飞行器的国内外情况 (2)2.1.四轴飞行器的主要生产公司 (3)3.飞行器的结构特性 (4)3.1.飞行器的构成 (4)3.1.1.硬件构成 (5)3.1.2.机械构成 (5)3.1.3.电气构成 (5)4.四轴飞行器的运动原理 (5)5.四轴飞行器的应用 (9)5.1.Dronenet应用 (10)5.2.Follow Me Box 的应用 (10)6.附录 (11)1.引言四轴飞行器最开始是由军方研发的一种新式飞行器。
随着MEMS传感器、单片机、电机和电池技术的发展和普及,四轴飞行器成为航模界的新锐力量。
到今天,四轴飞行器已经应用到各个领域,如军事打击、公安追捕、灾害搜救、农林业调查、输电线巡查、广告宣传航拍、航模玩具等,已经成为重要的遥感平台。
以农业调查为例,传统的调查方式为到现场抽样调查或用航空航天遥感。
抽样的方式工作量大,而且准确性受主观因素影响;而遥感的方式可以大范围同时调查,时效性和准确性都有保证,但只能得到大型作物的宏观的指标,而且成本很高。
不连续的地块、小种作物等很难用上遥感调查。
因此,低空低成本遥感技术显得相当重要,而四轴飞行器正符合低空低成本遥感平台的要求。
四轴飞行器设计概述
![四轴飞行器设计概述](https://img.taocdn.com/s3/m/b43162c8d1d233d4b14e852458fb770bf78a3bb7.png)
四轴飞行器设计概述四轴飞行器(Quadcopter)是一种利用四个独立推进器和旋翼来产生升力和推动力的航空器。
在近年来,四轴飞行器越来越受到人们的关注和喜爱,主要应用于航拍、科研、军事等领域。
本文将对四轴飞行器的设计进行概述,包括结构设计、控制系统、动力系统及其应用。
首先,四轴飞行器的结构设计是实现其飞行功能的基础。
四轴飞行器通常由机身、四个电动机和旋翼组成。
机身主要由轻质材料如碳纤维复合材料制成,以降低重量并提高强度。
电动机安装在机身四个角上,旋翼通过电动机旋转产生升力。
旋翼通常为螺旋桨形状,具有高效的升力产生能力。
此外,四轴飞行器还常配备传感器如陀螺仪、加速度计和磁力计等,用于测量姿态和方向,从而实现稳定的飞行。
其次,四轴飞行器的控制系统扮演着关键的角色。
目前常用的控制系统是基于惯性测量单元(IMU)和比例-积分-微分(PID)控制器。
IMU由陀螺仪和加速度计组成,通过测量飞行器的姿态和加速度信息,并将其传递给PID控制器。
PID控制器根据测量值和目标值之间的误差,并计算出适当的控制信号来调整电动机转速以及旋翼的角度。
通过不断调整,PID 控制器能够实现飞行器的稳定控制。
最后,四轴飞行器的应用非常广泛。
在航拍领域,四轴飞行器可以搭载高清摄像头或无人机相机,实现高空拍摄。
在科研领域,四轴飞行器可以搭载各种传感器进行数据采集,如气象、环境监测等。
在军事领域,四轴飞行器可以用于侦查目标、提供实时视频监控等。
此外,四轴飞行器还可以用于无人驾驶、快递物流等领域,方便高效。
综上所述,四轴飞行器的设计概述包括结构设计、控制系统、动力系统及其应用。
结构设计主要包括机身、电动机和旋翼的设计;控制系统采用IMU和PID控制器实现稳定飞行;动力系统采用锂电池和电调提供动力;四轴飞行器的应用广泛,如航拍、科研、军事等。
四轴飞行器作为无人机的代表之一,具有巨大的发展潜力,将在未来的各个领域发挥更大的作用。
四轴飞行器名词解释
![四轴飞行器名词解释](https://img.taocdn.com/s3/m/8998aa3c03d8ce2f0066234a.png)
网上找地,自己稍微整理地一下:、遥控器篇什么是通道?通道就是可以遥控器控制地动作路数,比如遥控器只能控制四轴上下飞,那么就是个通道.但四轴在控制过程中需要控制地动作路数有:上下、左右、前后、旋转所以最低得通道遥控器.如果想以后玩航拍这些就需要更多通道地遥控器了.什么是日本手、美国手?遥控器上油门地位置在右边是日本手、在左边是美国手,所谓遥控器油门,在四轴飞行器当中控制供电电流大小,电流大,电动机转得快,飞得高、力量大.反之同理.判断遥控器地油门很简单,遥控器个摇杆当中,上下板动后不自动回到中间地那个就是油门摇杆.文档来自于网络搜索、飞行控制板篇飞控地用途?四轴飞行器相对于常规航模来说,最最复杂地就是电子部分了.之所以能飞行得很稳定,全靠电子控制部分对四轴飞行状态进行快速调整.在常规固定翼飞机上,陀螺仪并非常用器件,在相对操控难度大点地直机上,如果不做自动稳定系统,也只是锁尾才用到陀螺仪.四轴飞行器与其不同地地方是必须配备陀螺仪,这是最基本要求,不然无法飞行,更谈不上飞稳了.不但要有,还得是轴向(、、)都得有,这是四轴飞行器地机械结构、动力组成特性决定地.在此基础上再辅以轴加速度传感器,这个自由度,就组成了飞行姿态稳定地基本部分,也是关键核心部分惯性导航模块,简称.飞行中地姿态感测全靠这个了,可见它是整架模型地核心部件.文档来自于网络搜索什么是模式和模式?说白了就是飞行器正对着你本人地时候是呈现形状还是形状,之前有介绍过四轴原理地,前进地时候后面加速前面减速两侧不变那个是针对模式地,而如果是模式地话,前进就需要后面两个同时加速,前面两个同时减速了.据说模式地稳定性比模式地稳定性要高点.注意:考虑到飞控板上地陀螺仪安装地是固定地,所以,模式不同地话飞控板地安装方向也是不同地.文档来自于网络搜索、电调篇为什么需要电调?电调地作用就是将飞控板地控制信号,转变为电流地大小,以控制电机地转速.四轴飞行器四个桨转动时地离心力是分散地.不象直机地桨,只有一个能产生集中地离心力形成陀螺性质地惯性离心力,保持机身不容易很快地侧翻掉.所以通常用到地舵机控制信号更新频率很低.四轴为了能够快速反应,以应对姿态变化引起地飘移,需要高反应速度地电调,常规电调地更新速度只有左右,满足不了这种控制所需要地速度,且电调内置稳速控制,能对常规航模提供顺滑地转速变化特性,用在四轴上就不合适了,四轴需要地是快速反应地电机转速变化.用高速专用电调,总线接口传送控制信号,可达到每秒几百上千次地电机转速变化,在四轴飞行时,姿态时刻能够保持稳定.即使受到外力突然冲击,依旧安然无恙.文档来自于网络搜索买多大地电调?电调都会标上多少,如,这个数字就是电调能够提供地电流.大电流地电调可以兼容用在小电流地地方.小电流电调不能超标使用.根据我简单测试,常见新西达加浆最大电机电流有可能达到了,为了保险起见,建议这样配置用或电调,说买大一点,以后还可以用到其他地方去.电调编程什么意思?首先要说明电调是有很多功能模式地,选择这个功能就是对电调编程.编程地途径可以直接将电调连接至遥控接收机地油门输出通道(通常是通道),按说明书,在遥控器上通过搬动摇杆进行设置,这个方法比较麻烦,但节约.另外,还可以通过厂家地编程卡来进行设置(需要单独购买),方法简单,无需接遥控器.为了保险,一定要将购买地电调设置一致,否则容易难于控制.如:电调地启动模式不一样,那么有些都转很快了,有些还很慢,这就有问题了.注:通过遥控器进行设置电调,一定要接上电机,因为说明书上说地“滴滴”类地声音,是通过电机发出来地.我开始就是因为没有接电机,还疑惑怎么没声音,以为坏了.文档来自于网络搜索电调一般放到浆下面,方便散热.. 无刷电机与螺旋桨篇电机分为有刷电机和无刷电机,不要买错了,无刷是四轴地主流.它力气大,耐用.电机地型号含义?经常看人说什么电机,电机等等,到底是什么意思呢?这其实电机地尺寸.不管什么牌子地电机,具体都要对应位这类数字,其中前面位是电机转子地直径,后面位是电机转子地高度.注意,不是外壳哦.简单来说,前面位越大,电机越肥,后面位越大,电机越高. 又高又大地电机,功率就更大,适合做大四轴. 通常电机是最常见地配置了.文档来自于网络搜索什么是电机值?每个无刷电机都会标多少值,这个是外加电压对应地每分钟空转转速,例如:电机,外加电压,电机空转时每分钟转转,外加电压,电机空转就转了.文档来自于网络搜索桨地型号含义?同电机类似,桨也有啥这些位数字,前面位代表桨地直径(单位:英寸英寸米)后面位是桨地角度.什么是正反桨,为什么需要它?四轴飞行为了抵消螺旋桨地自旋,相隔地桨旋转方向是不一样地,所以需要正反桨.正反桨地风都向下吹.适合顺时针旋转地叫正浆、适合逆时针旋转地是反浆.安装地时候,一定记得无论正反桨,有字地一面是向上地(桨叶圆润地一面要和电机旋转方向一致).电机与螺旋桨地搭配螺旋桨越大,升力就越大,但对应需要更大地力量来驱动;螺旋桨转速越高,升力越大;电机地越小,转动力量就越大;综上所述,大螺旋桨就需要用低电机,小螺旋桨就需要高电机(因为需要用转速来弥补升力不足)如果高带大桨,力量不够,那么就很困难,实际还是低俗运转,电机和电调很容易烧掉.如果低带小桨,完全没有问题,但升力不够,可能造成无法起飞.例如:常用电机,配寸左右地桨.文档来自于网络搜索. 电池和充电器篇为什么要选锂电池?同样电池容量锂电最轻,起飞效率最高.电池地多少时什么意思?表示电池容量,如电池,如果以放电,可持续放电小时.如果以放电,可以持续放电小时.文档来自于网络搜索电池后面地,,什么意思?代表锂电池地节数,锂电池节标准电压为,那么电池,就是代表有个电池在里面,电压为.文档来自于网络搜索电池后面多少是什么意思?代表电池放电能力,这是普通锂电池和动力锂电池最重要区别,动力锂电池需要很大电流放电,这个放电能力就是来表示地.如电池标准为,那么用,得出电池可以以地电流强度放电.这很重要,如果用低地电池,大电流放电,电池会迅速损坏,甚至自燃.文档来自于网络搜索多少快充是什么意思?这个与上面地一样,只是将放电变成了充电,如电池,快充,就代表可以用地电流来充电.所以千万不要图快冒然用大电流,超过规定参数充电,电池很容易损坏.文档来自于网络搜索怎么配电池?这与选择地电机、螺旋桨,想要地飞行时间相关.容量越大,越高,越多,电池越重;基本原理是用大桨,因为整体搭配下来功率高,自身升力大,为了保证可玩时间,可选高容量,高,以上电池.最低建议,,.小四轴,因为自身升力有限,整体功率也不高,就可以考虑小容量,小,以下电池.(没玩过,不做建议)文档来自于网络搜索平衡充电什么意思?如电池,内部是个锂电池,因为制造工艺原因,没办法保证每个电池完全一致,充电放电特性都有差异,电池串联地情况下,就容易照常某些放电过度或充电过度,充电不饱满等,所以解决办法是分别对内部单节电池充电.动力锂电都有组线,组是输出线(根),组是单节锂电引出线(与数有关),充电时按说明书,都插入充电器内,就可以进行平衡充电了.文档来自于网络搜索. 机架篇机架地轴长短有没有规定?理论上讲,只要个螺旋桨不打架就可以了,但要考虑到,螺旋桨之间因为旋转产生地乱流互相影响,建议还是不要太近,否则影响效率. 这也是为什么四轴用叶螺旋桨比用叶螺旋桨多地原因之一(叶地还有个缺点,平衡不好做).文档来自于网络搜索。
四轴飞行器介绍
![四轴飞行器介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/92d88044cf84b9d528ea7aca.png)
四轴飞行器介绍四轴飞行器(四旋翼飞行器)也称为四旋翼直升机,是一种有4个螺旋桨且螺旋桨呈十字形交叉的飞行器。
四轴飞行器结构:四旋翼平台呈十字形交叉,有四个独立电机驱动螺旋桨组成。
当飞行器工作时,平台中心对角的螺旋桨转向相同,相邻的螺旋桨转向相反同时增加减少四个螺旋桨的速度,飞行器就垂直上下运动;相反的改变中心对角的螺旋桨速度,可以产生滚动、俯仰等运动。
四旋翼飞行器的控制系统分为两个部分:飞行控制系统和无刷直流电机调速系统。
飞行控制系统通过IMU惯性测量单位(由陀螺传感器和加速度传感器组成)检测飞行姿态,通过无线通讯模块与地面遥控器通信。
4个无刷直流电机调速系统通过I²C总线与飞行控制器通信,通过改变4个无刷直流电机的转速来改变飞行姿态。
四轴飞行器作为一种飞行稳定、能任意角度灵活移动的飞行器,在没有外力并且重量分布平均时,四个螺旋桨以同样的转速转动,当螺旋桨向上的拉力大于整机的重量时,四轴飞行器就会向上升;在拉力与重量相等时,四轴飞行器就可以在空中悬停;在四轴的前方受到向下的外力时,前方马达加快转速,以抵消外力的影响从而保持水平,同样其他几个方向受到外力时四轴也可以通过这种动作保持水平.当需要控制四轴向前飞时,前方的马达减速,而后方的马达加速,这样四轴就会向前倾斜,也相应地向前飞行.同理,其他的飞行姿态也可实现。
四轴飞行器是微型飞行器的其中一种,也是一种智能机器人。
是最初是由航空模型爱好者自制成功,后来很多自动化厂商发现它可以用于多种用途而积极参于研制。
它利用有四个旋翼作为飞行引擎来进行空中飞行,它的尺寸较小、重量较轻、适合携带和使用的无人驾驶飞行器一样能够携带一定的任务载荷,具备自主导航飞行能力。
在复杂、危险的环境下完成特定的飞行任务。
瑞伯达四轴飞行器。
RBD坚持创新, 以技术和产品为核心,通过完美的产品带来前所未有的飞行体验。
合相四轴的条件
![合相四轴的条件](https://img.taocdn.com/s3/m/8221b7e848649b6648d7c1c708a1284ac850058d.png)
合相四轴的条件四轴飞行器是一种具有四个旋翼的无人机,也被称为四旋翼飞行器。
它由飞行控制器、电机、螺旋桨和电池等组成。
为了实现稳定的飞行,四轴飞行器需要满足一定的条件。
四轴飞行器需要具备合适的机动性能。
它应该能够实现上升、下降、前进、后退、左移、右移、偏航等基本飞行动作。
通过合理的控制方式和动力系统,四轴飞行器可以实现灵活、准确的飞行操作。
四轴飞行器需要具备良好的稳定性。
稳定性是四轴飞行器飞行中最重要的因素之一。
为了保持平衡,四轴飞行器需要具备自稳定的特点,即在无人操控的情况下能够保持水平飞行状态。
这需要飞行控制器具备强大的计算和控制能力,能够根据传感器数据实时调整电机转速和角度,使飞行器保持稳定。
第三,四轴飞行器需要具备较高的悬停能力。
悬停是四轴飞行器常见的飞行动作之一,即在空中保持固定的位置和高度。
为了实现稳定的悬停,四轴飞行器需要通过控制电机转速和角度,精确调整升力和重力之间的平衡,使飞行器能够在空中静止或缓慢移动。
第四,四轴飞行器需要具备较长的续航能力。
由于四轴飞行器的电池容量有限,为了延长飞行时间,需要优化飞行器的结构和动力系统,降低能耗,提高能量利用率。
同时,合适的电池管理系统也很重要,能够实时监测电池状态,提醒飞行员及时返航或更换电池。
四轴飞行器需要具备适应不同环境的能力。
它应该能够在各种天气条件下进行飞行,并适应不同的飞行任务。
为了应对复杂的环境,四轴飞行器需要具备较高的飞行稳定性和抗干扰能力,能够在强风等恶劣条件下保持飞行稳定。
四轴飞行器需要具备合适的机动性能、良好的稳定性、较高的悬停能力、较长的续航能力以及适应不同环境的能力。
这些条件的满足,使得四轴飞行器成为一种广泛应用于航空、军事、航拍等领域的无人机。
随着技术的不断发展,四轴飞行器的性能和功能还将不断提升,为人们带来更多的便利和乐趣。
四旋翼无人机原理
![四旋翼无人机原理](https://img.taocdn.com/s3/m/18f17249df80d4d8d15abe23482fb4daa58d1dbc.png)
四旋翼无人机原理四旋翼无人机,又称为四轴飞行器,是一种由四个电动马达驱动的无人机器人。
它通过改变四个电动马达的转速和转向来实现飞行、悬停、转向和姿态调整。
四旋翼无人机的原理是基于飞行动力学和控制理论,结合先进的传感器和计算机技术,实现了稳定、灵活、高效的飞行能力。
四旋翼无人机的飞行原理主要包括以下几个方面,飞行动力学、电动马达、飞行控制系统和姿态稳定系统。
首先,飞行动力学是四旋翼无人机飞行的基本原理。
根据牛顿第三定律,四个电动马达产生的推力会使无人机产生向上的升力,从而实现飞行。
同时,通过改变四个电动马达的转速和转向,可以实现飞行器的姿态调整和转向飞行。
其次,四个电动马达是四旋翼无人机飞行的动力来源。
这些电动马达通过旋转螺旋桨产生推力,从而使飞行器产生升力。
同时,电动马达的转速和转向可以通过飞行控制系统进行调整,实现飞行器的姿态控制和飞行方向的调整。
飞行控制系统是四旋翼无人机飞行的关键。
它通过传感器获取飞行器的姿态、速度和位置信息,然后通过计算机进行数据处理和控制指令生成,最终输出到电动马达,实现飞行器的稳定飞行、悬停和转向。
飞行控制系统的设计和优化是保证无人机飞行性能的关键。
最后,姿态稳定系统是四旋翼无人机实现稳定飞行的重要部分。
它通过陀螺仪、加速度计和磁力计等传感器获取飞行器的姿态信息,然后通过飞行控制系统进行姿态调整和稳定控制,保证飞行器在飞行中保持平稳、稳定的飞行状态。
总的来说,四旋翼无人机的飞行原理是基于飞行动力学、电动马达、飞行控制系统和姿态稳定系统的综合应用。
它通过先进的传感器和计算机技术,实现了稳定、灵活、高效的飞行能力,广泛应用于航拍、搜救、农业、环境监测等领域。
四旋翼无人机的发展和应用前景十分广阔,将在未来发挥越来越重要的作用。
四轴飞行器简介
![四轴飞行器简介](https://img.taocdn.com/s3/m/e3e9aa3c3968011ca30091e2.png)
四轴飞行器简介四轴飞行器,也称四旋翼飞行器,曾经被作为初期飞机的模型开发,但由于体积、重量和控制的诸多原因所废弃。
而最终,凭借现在电子技术的发展重新在小型飞行器中大显身手。
四轴飞行器也是飞行器中结构最简单的飞行器了。
前后左右各一个,其中位于中心的主控板接收来自于遥控发射机的控制信号,在收到操作者的控制后通过数字的控制总线去控制四个电调,电调再把控制命令转化为电机的转速,以达到操作者的控制要求,前后马达是顺时针转动,需要安装反桨,左右马达是逆时针转动,需要安装正桨,机械结构上只需保持重量分布的均匀,四电机保持在一个水平线上,可以说结构非常简单,做四轴的目的也是为了用电子控制把机械结构变得尽可能的简单。
由于其采用电子控制,不是油动力控制,所以其质量稳定。
又因为器小巧的外形和简单的操作,赢得个各个相关行业的关注。
相较与以前的航模,如固定翼和直升机模型,四轴飞行器更为便宜、入手快、安装方便、操作简单。
四轴飞行器全电力控制,所以只要电池不坏就可以重复充电使用,比油动力的更省开销。
由于以上特点,四轴飞行器的应用也更为广阔。
瑞伯达生产并提供各行业无人机应用的解决方案。
对于普通大众,顺手玩弄四轴飞行器可以飞出各种花样,炫耀出你神一般的操作;对于专业航拍,只需搭载不错的云台,即可实现完美航拍效果;对于军方,美国军方已经开始介入四轴飞行器的研究;而各种科幻电视剧和电影。
也用到了飞行器的拍摄。
所以说,四轴飞行潜力巨大。
因为四轴飞行器体积小、重量轻、携带方便。
能以易进入人不易进入的各种恶劣环境。
常用来制作模型,也用作执行航拍电影取景、实时监控、地形勘探等多行业。
随着科技的发展,四轴飞行器也将应用于越来越多的行业中去。
四轴飞行器动力学分析与建模
![四轴飞行器动力学分析与建模](https://img.taocdn.com/s3/m/4b187f00227916888486d7df.png)
四翼飞行器动力学分析与建模1.引言四轴飞行器,又称四旋翼飞行器、四旋翼直升机,简称四轴、四旋翼。
这四轴飞行器(Quadrotor)是一种多旋翼飞行器。
四轴飞行器的四个螺旋桨都是电机直连的简单机构,十字形的布局允许飞行器通过改变电机转速获得旋转机身的力,从而调整自身姿态。
因为它固有的复杂性,历史上从未有大型的商用四轴飞行器。
近年来得益于微机电控制技术的发展,稳定的四轴飞行器得到了广泛的关注,应用前景十分可观。
本章通过分析四旋翼直升机的动力学机制,运用已知的物理定律和方程来建立表征系统动态过程的数学模型。
2.四旋翼飞行器简介2.1四旋翼飞行器结构四旋翼直升机主体构成有:产生升力的四个旋翼、飞行控制设备及其支撑旋翼的机身。
有时为了保护飞行器,避免旋翼的损坏,特别装设了保护架。
其中,每个旋翼包括直流电机、翼翅及连接件等部分。
如下图所示:2.2四旋翼飞行器飞行原理四旋翼直升机与传统的直升机相比,有着自己独特的地方。
它的四个呈十字平均分布的旋翼取代了传统的单独的旋翼,对机身产生单独的力和力矩。
四旋翼直升机通过改变旋翼转速来控制飞行器的姿态,且四个旋翼的动态特性高度耦合。
3.四旋翼飞行器动力学方程3.1坐标描述及其转换关系飞机的姿态角、飞行速度的大小和方向等参数总是和坐标系联系在一起的,要确切地描述飞机的运动状态,就要先建立适当的坐标系。
下面定义几种坐标系,并分析各坐标之间的相互转换关系:(1)地面坐标系E (OXYZ )地面坐标系用语研究飞机相对于地面的运动,确定飞机在空间的位置坐标X 、Y 、Z ,从而方便研究飞机的姿态、航向以及飞机相对起飞点的空间位置。
该坐标系原点固定于地面上飞机的起飞点,OX 轴指向飞机制定的飞行方向,OZ 轴垂直水平面向上,OY 轴垂直OXZ 平面。
(2)机体坐标系B (Oxyz )机体坐标系固定在机体上,原点设在飞机重心,纵轴Ox 平行于前后旋翼的连线,指向前方为正方向,竖轴Oz 平行于左右旋翼的连线,指向右方为正方向;轴Oy 与轴Ox 、Oz 所在平面垂直,并与轴Ox 、轴Oz 组成右手坐标系。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
四轴飞行器名词解释
网上找的,自己稍微整理的一下:
1、遥控器篇
什么是通道?
通道就是可以遥控器控制的动作路数,比如遥控器只能控制四轴上下飞,那么就是1个通道。
但四轴在控制过程中需要控制的动作路数有:上下、左右、前后、旋转
所以最低得4通道遥控器。
如果想以后玩航拍这些就需要更多通道的遥控器了。
什么是日本手、美国手?
遥控器上油门的位置在右边是日本手、在左边是美国手,所谓遥控器油门,在四轴飞行器当中控制供电电流大小,电流大,电动机转得快,飞得高、力量大。
反之同理。
判断遥控器的油门很简单,遥控器2个摇杆当中,上下板动后不自动回到中间的那个就是油门摇杆。
2、飞行控制板篇
飞控的用途?
四轴飞行器相对于常规航模来说,最最复杂的就是电子部分了。
之所以能飞行得很稳定,全靠电子控制部分对四轴飞行状态进行快速调整。
在常规固定翼飞机上,陀螺仪并非常用器件,在相对操控难度大点的直机上,如果不做自动稳定系统,也只是锁尾才用到陀螺仪。
四轴飞行器与其不同的地方是必须配备陀螺仪,这是最基本要求,不然无法飞行,更谈不上飞稳了。
不但要有,还得是3轴向(X、Y、Z)都得有,这是四轴飞行器的机械结构、动力组成特性决定的。
在此基础上再辅以3轴加速度传感器,这6个自由度,就组成了飞行姿态稳定的基本部分,也是关键核心部分---惯性导航模块,简称IMU。
飞行中的姿态感测全靠这个IMU了,可见它是整架模型的核心部件。
什么是x模式和+模式?说白了就是飞行器正对着你本人的时候是呈现X形状还是+形状,之前有介绍过四轴原理的,前进的时候后面加速前面减速两侧不变那个是针对+模式的,而如果是X模式的话,前进就需要后面两个同时加速,前面两个同时减速了。
据说X模式的稳定性比+模式的稳定性要高点。
注意:考虑到飞控板上的陀螺仪安装的是固定的,所以,模式不同的话飞控板的安装方向也是不同的。
3、电调篇
为什么需要电调?
电调的作用就是将飞控板的控制信号,转变为电流的大小,以控制电机的转速。
四轴飞行器四个桨转动时的离心力是分散的。
不象直机的桨,只有一个能产生集中的离心力形成陀螺性质的惯性离心力,保持机身不容易很快的侧翻掉。
所以通常用到的舵机控制信号更新频率很低。
四轴为了能够快速反应,以应对姿态变化引起的飘移,需要高反应速度的电调,常规PPM电调的更新速度只有50Hz左右,满足不了这种控制所需要的速度,且PPM电调MCU内置PID稳速控制,能对常规航模提供顺滑的转速变化特性,用在四轴上就
不合适了,四轴需要的是快速反应的电机转速变化。
用高速专用电调,IIC总线接口传送控制信号,可达到每秒几百上千次的电机转速变化,在四轴飞行时,姿态时刻能够保持稳定。
即使受到外力突然冲击,依旧安然无恙。
买多大的电调?
电调都会标上多少A,如20a,40a 这个数字就是电调能够提供的电流。
大电流的电调可以兼容用在小电流的地方。
小电流电调不能超标使用。
根据我简单测试,常见新西达2212加1045浆最大电机电流有可能达到了5a,为了保险起见,建议这样配置用30a 或40a电调,说买大一点,以后还可以用到其他地方去。
电调编程什么意思?
首先要说明电调是有很多功能模式的,选择这个功能就是对电调编程。
编程的途径可以直接将电调连接至遥控接收机的油门输出通道(通常是3通道),按说明书,在遥控器上通过搬动摇杆进行设置,这个方法比较麻烦,但节约。
另外,还可以通过厂家的编程卡来进行设置(需要单独购买),方法简单,无需接遥控器。
为了保险,一定要将购买的电调设置一致,否则容易难于控制。
如:电调的启动模式不一样,那么有些都转很快了,有些还很慢,这就有问题了。
注:通过遥控器进行设置电调,一定要接上电机,因为说明书上说的“滴滴”类的声音,是通过电机发出来的。
我开始就是因为没有接电机,还疑惑怎么没声音,以为坏了。
电调一般放到浆下面,方便散热。
4. 无刷电机与螺旋桨篇
电机分为有刷电机和无刷电机,不要买错了,无刷是四轴的主流。
它力气大,耐用。
电机的型号含义?
经常看人说什么2212电机,2018电机等等,到底是什么意思呢?这其实电机的尺寸。
不管什么牌子的电机,具体都要对应4位这类数字,其中前面2位是电机转子的直径,后面2位是电机转子的高度。
注意,不是外壳哦。
简单来说,前面2位越大,电机越肥,后面2位越大,电机越高。
又高又大的电机,功率就更大,适合做大四轴。
通常2212电机是最常见的配置了。
什么是电机kv值?
每个无刷电机都会标多少kv值,这个kv是外加1v电压对应的每分钟空转转速,例如:1000kv电机,外加1v电压,电机空转时每分钟转1000转,外加2v电压,电机空转就2000转了。
桨的型号含义?
同电机类似,桨也有啥1045,7040这些4位数字,前面2位代表桨的直径(单位:英寸1英寸= 0.0254米)后面2位是桨的角度。
什么是正反桨,为什么需要它?四轴飞行为了抵消螺旋桨的自旋,相隔的桨旋转方向是不一样的,所以需要正反桨。
正反桨的风都向下吹。
适合顺时针旋转的叫正浆、适合逆时针旋转的是反浆。
安装的时候,一定记得无论正反桨,有字的一面是向上的(桨叶圆润的一面要和电机旋转方向一致)。
电机与螺旋桨的搭配螺旋桨越大,升力就越大,但对应需要更大的力量来驱动;
螺旋桨转速越高,升力越大;
电机的kv越小,转动力量就越大;
综上所述,大螺旋桨就需要用低kv电机,小螺旋桨就需要高kv电机(因为需要用转速来弥补升力不足)
如果高kv带大桨,力量不够,那么就很困难,实际还是低俗运转,电机和电调很容易烧掉。
如果低kv带小桨,完全没有问题,但升力不够,可能造成无法起飞。
例如:常用1000kv电机,配10寸左右的桨。
5. 电池和充电器篇
为什么要选锂电池?
同样电池容量锂电最轻,起飞效率最高。
电池的多少mah时什么意思?
表示电池容量,如1000mah电池,如果以1000ma放电,可持续放电1小时。
如果以500mh放电,可以持续放电2小时。
电池后面的2s,3s,4s什么意思?
代表锂电池的节数,锂电池1节标准电压为3.7v,那么2s电池,就是代表有2个3.7v 电池在里面,电压为7.4v。
电池后面多少c是什么意思?
代表电池放电能力,这是普通锂电池和动力锂电池最重要区别,动力锂电池需要很大电流放电,这个放电能力就是C来表示的。
如1000mah电池标准为5c,那么用5x1000mah,得出电池可以以5000mh的电流强度放电。
这很重要,如果用低c的电池,大电流放电,电池会迅速损坏,甚至自燃。
多少c快充是什么意思?
这个与上面的c一样,只是将放电变成了充电,如1000mah电池,2c快充,就代表可以用2000ma的电流来充电。
所以千万不要图快冒然用大电流,超过规定参数充电,电池很容易损坏。
怎么配电池?
这与选择的电机、螺旋桨,想要的飞行时间相关。
容量越大,c越高,s越多,电池越重;
基本原理是用大桨,因为整体搭配下来功率高,自身升力大,为了保证可玩时间,可选高容量,高c,3s以上电池。
最低建议1500mah,20c,3s。
小四轴,因为自身升力有限,整体功率也不高,就可以考虑小容量,小c,3s以下电池。
(没玩过,不做建议)
平衡充电什么意思?
如3s电池,内部是3个锂电池,因为制造工艺原因,没办法保证每个电池完全一致,充电放电特性都有差异,电池串联的情况下,就容易照常某些放电过度或充电过度,充电不饱满等,所以解决办法是分别对内部单节电池充电。
动力锂电都有2组线,1组是输出线(2根),1组是单节锂电引出线(与s数有关),充电时按说明书,都插入充电器内,就可以进行平衡充电了。
6. 机架篇
机架的轴长短有没有规定?
理论上讲,只要4个螺旋桨不打架就可以了,但要考虑到,螺旋桨之间因为旋转产生的乱流互相影响,建议还是不要太近,否则影响效率。
这也是为什么四轴用2叶螺旋桨比用3叶螺旋桨多的原因之一(3叶的还有个缺点,平衡不好做)。