四轴飞行器汇总
四轴飞行器设计概述
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(多轴)飞行器概述
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。
四轴飞行器报告
四轴飞行器报告1. 前言四轴飞行器是一种无人机，由四个电动机驱动，具有稳定飞行的能力。
它在军事、民用及娱乐领域都有广泛的应用。
本报告将对四轴飞行器的结构、工作原理以及应用进行详细介绍。
2. 结构四轴飞行器主要由以下部件组成：•机架：提供了支撑和连接其他部件的框架结构，通常是以轻质材料如碳纤维制成。
•电动机：驱动飞行器飞行的关键部件，通常使用直流无刷电机。
•螺旋桨：由电动机驱动的旋转桨叶，用于产生升力和推力。
•电调：控制电动机的转速和方向，从而控制飞行器的姿态。
•飞控系统：负责接收和处理来自传感器的数据，计算飞行器的姿态和控制指令。
•电池：提供能量给电动机和其他电子设备。
3. 工作原理四轴飞行器的飞行原理基于牛顿第二定律。
通过调整四个电动机的转速和方向，可以控制飞行器的姿态和运动。
飞行器的姿态包括横滚、俯仰和偏航。
通过增加相对转速，可以产生横滚和俯仰的力矩，从而使飞行器向相应方向倾斜。
飞行器倾斜后，电动机产生的升力也会有所改变，使得飞行器能够前进、后退或悬停。
飞行器的稳定性是通过飞控系统来保证的。
飞控系统通过接收来自加速度计、陀螺仪和磁力计等传感器的数据，计算飞行器的姿态和运动状态，并根据用户的控制输入调整电动机的转速和方向，以保持飞行器的稳定。
4. 应用四轴飞行器在军事、民用及娱乐领域都有广泛的应用。
在军事领域，四轴飞行器可以用于侦查、监视和目标跟踪。
由于其小型化、高机动性和隐蔽性，可以在不可接近的区域执行任务，提供重要的情报支持。
在民用领域，四轴飞行器可以用于航拍、物流和巡检等任务。
航拍业务能够提供高质量的航空影像，广泛用于地理信息和城市规划等领域。
同时，四轴飞行器还可以用于运送货物，解决最后一公里的配送问题。
此外，四轴飞行器还可以用于巡检任务，如电力线路、管道和建筑物的巡检，提高作业效率和安全性。
在娱乐领域，四轴飞行器常被用作遥控飞行器，供爱好者进行操控和竞赛。
爱好者可以通过多种方式定制飞行器的外观和性能，提升飞行器的性能和飞行体验。
四轴飞行器知识简介
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。
四轴飞行器飞行参数介绍
四轴飞行器飞行参数Predator四轴航拍飞行器：飞行器电池7000mAh 锂电池重量（含电池和桨）1150g悬停精度（可安全飞行状态）垂直：0.8m；水平：2.5m最大旋转角速度300°/s最大可倾斜角度45°最大上升/下降速度上升：6m/s；下降：2m/s最大飞行速度20m/s（不推荐）轴距400mm云台(可选) 最大工作电流静态：750mA；动态：900mA角度控制精度±0.03°可控转动范围俯仰：-90°-0°最大控制转速俯仰：90°/s相机(可选) 工作环境温度0℃-40℃有效像素1200 万最大分辨率4032×3024高清录像1080p30 和720p遥控器工作频率 2.4GHz最大通讯距离（开阔室外）CE：400m；FCC：800m接收灵敏度（1%PER） -93dBm等效全向辐射功率（EIRP） CE：25mw；FCC：100mw工作电流/电压87mA@12V电池AA电池4只APP 移动设备系统版本要求Android 系统版本4.0 及以上支持的移动设备三星Galaxy S3、S4、Note 2、Note 3 或相近配置的手机功能遥控飞行获取飞行器的飞行数据及其状态瑞伯达致力于成为全球无人机飞行器领导品牌，是智能化无人机飞行器及控制系统的研制开发的专业厂商，生产并提供各行业无人机应用的解决方案。
产品线涵盖各种尺寸多旋翼飞行器、专业航拍飞行器、无人机飞行控制系统、无人机地面站控制系统、高清远距离数字图像传输系统、专业级无线遥控器、高精飞行器控制模块及各类飞行器配件。
4轴飞行器有x模式和+”模式两大类的区别
4轴飞行器有×模式和+”模式两大类的区别目录一、基本概念与外观特征 (1)1. X模式 (1)2. +模式 (2)二、飞行性能与操控性 (2)1. 飞行稳定性 (2)2. 操控性 (2)3. 飞行效率与续航 (3)三、应用场景与适应性 (3)1. 摄影与拍摄 (3)2. 竞技与表演 (3)3. 教育与科研 (3)4. 行业应用 (4)四、技术发展与未来趋势 (4)五、总结 (4)在无人机技术日新月异的今天，四轴飞行器以其稳定的飞行性能、灵活的操作性以及广泛的应用领域，成为了无人机市场中的佼佼者。
四轴飞行器，顾名思义，即通过四个旋翼提供升力并进行姿态控制的无人机。
在众多四轴飞行器的设计中，根据其电机（或旋翼）的布局方式，主要分为“X模式”和“+模式”两大类。
这两种模式不仅在外观上存在显著差异，更在飞行性能、操控性、稳定性以及应用场景等方面各有千秋。
本文将深入探讨四轴飞行器的“X模式”与“+模式”之间的区别，以期为读者提供全面而深入的理解。
一、基本概念与外观特征1. X模式X模式的四轴飞行器，其四个电机分别位于机体的四个顶点，形成类似字母“X”的布局。
这种布局下，对角线上的两个电机旋转方向相同，而相邻的两个电机旋转方向相反。
例如，左上角和右下角的电机顺时针旋转，而右上角和左下角的电机逆时针旋转。
这种设计使得飞行器在飞行过程中能够产生稳定的扭矩平衡，有效抵消了因电机旋转产生的陀螺效应，从而提高了飞行的稳定性。
2. +模式+模式的四轴飞行器，其电机布局则呈现出正方形的四个顶点上，但不同于X模式的是，它的电机排列更像是一个加号（+）的形状。
在这种模式下，所有四个电机均按照同一方向旋转（通常是顺时针），而为了保持飞行器的稳定，需要通过复杂的控制算法来不断调整电机的转速，以达到扭矩的平衡。
+模式的设计对飞行控制系统的要求更高，但同时也赋予了飞行器更加灵活和敏捷的飞行特性。
二、飞行性能与操控性1. 飞行稳定性•X模式：由于其对角线电机旋转方向的设置，X模式在静态悬停时具有天然的稳定性优势。
四轴零件的特点
四轴零件的特点
四轴无人机是一种飞行器，主要由四个电机、螺旋桨和其他相关零件组成。
以下是四轴零件的特点：
1. 电机：四轴无人机使用四个电机驱动，每个电机都装在无人机的四个角落。
这种布置使得无人机具有稳定的飞行能力，并能够进行各种机动动作。
2. 螺旋桨：四轴无人机通常配备四个螺旋桨，每个电机驱动一个螺旋桨。
螺旋桨的旋转产生的推力使得无人机能够在空中悬停、上升、下降和进行各种方向的飞行。
3. 飞控系统：四轴无人机配备了飞控系统，它是无人机的大脑，负责控制电机的功率输出和稳定飞行。
飞控系统可以根据传感器提供的数据进行姿态控制和飞行路径规划。
4. 传感器：为了保持稳定的飞行，四轴无人机需要借助多种传感器来感知周围环境。
常见的传感器包括陀螺仪、加速度计、气压计和GPS。
这些传感器能够提供无人机的姿态信息、高度信息和位置信息。
5. 结构材料：四轴无人机的主要结构通常由轻质材料制成，如碳纤维、铝合金或塑料。
这些材料既能够提供足够的刚度和强度，又能够保持整体重量的轻量化。
6. 高度可定制性：四轴无人机的零件具有高度可定制性。
用户可以根据自己的需求和喜好选择不同的电机、螺旋桨、飞控系统和传感器。
这种可定制性使得四轴无人机适用于各种不同的应用领域，如航拍摄影、物流配送、农业植保等。
总而言之，四轴无人机的特点包括稳定飞行能力、灵活机动性、可定制性和多样化的应用领域。
这些特点使得四轴无人机成为现代无人机技术中广泛应用的一种基本类型。
四旋翼飞行器.
四旋翼比三旋翼负重更多，也更容易组建，因为四旋翼不需要独立的 旋翼来控制单一的参数。它们更稳定，并且飞行时间更长，因为你可 以承载更大的电池。四旋翼通过减少其中两个电机的转速来实现横滚， 而另外两个电机就可以控制整个飞机的航向了。四轴分为正反桨，顺 时针转风向向下的为正桨；逆时针转风向向下的为反桨。
微型四旋翼
2017/11/7
小牛顿科学馆
有哪位同学能够说一下生活当 欣赏一段四轴 中我们都看到过哪些飞行器？
飞行器的视频
2017/11/7
小牛顿科学馆
早期的四旋翼飞行器
2017/11/7
小牛顿科学馆
四旋翼飞行器最早诞生于上世纪初的欧洲，在公元1907年的 法国，第一个载人的四旋翼飞行器由Breguet兄弟设计并制作 了出来，被命名为Gyroplane No.1。其起飞时候需要大量人 员的协助，且飞行控制的稳定性并不是很理想，且体积庞大， 功能极其有限。四旋翼飞行器的发展经历了载人到无人，遥控 到自主飞行的过程，结构也在向小型化的方向发展，功能也在 不断的增强。上世纪初到上世纪中叶，四旋翼飞行器的主要以 载人为主，公元1958年美国飞行器设计师Frank Nicholas Piasecki为美国海军设计了一架可以在核潜艇上起降的四旋翼 飞行器。它是第一架无人控制四旋翼飞行器。随着科技的不断 进步，微电子机械系统、嵌入式系统的蓬勃发展，以及传感器 技术的广泛应用，他们和四旋翼飞行器技术相结合，使得四旋 翼飞行器在各领域的应用越来越广泛。
四轴飞行器的基本运动原理
滚转运动
与俯仰运动的原理相同，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，则可使机身绕x轴旋转（正向 和反向），实现飞行器的滚转运动。
四轴飞行器的基本运动原理
四轴飞行器原理教程解读
四轴飞行器原理教程解读首先，四轴飞行器的结构主要包括四个电动机、四个螺旋桨、飞行控制器、陀螺仪、加速度计和电池等。
其中，电动机通过螺旋桨产生的推力可以使飞行器进行垂直起降和悬停，而飞行控制器通过传感器获取的数据来调节电机的转速，从而控制飞行器的飞行方向和姿态。
四轴飞行器的基本原理是通过调整每个电机的转速来产生合适的推力，从而实现飞行姿态的控制。
当四个电机的转速相等时，飞行器可以保持水平悬停状态，而当四个电机的转速不相等时，飞行器会产生偏转力矩，从而改变飞行器的姿态。
为了实现对飞行器的准确控制，飞行控制器通过陀螺仪和加速度计来获取飞行器的角速度和加速度信息。
陀螺仪可以感知飞行器的转动状态，而加速度计可以感知飞行器的加速度。
通过对这些数据的处理和分析，飞行控制器可以实时调整电机的转速，从而实现对飞行器的稳定控制。
在实际操作中，飞行控制器可以根据用户的输入来决定飞行器的飞行模式。
例如，用户可以通过手持遥控器来控制飞行器的上升、下降、前进、后退、左转和右转等动作。
在用户发送指令后，飞行控制器会根据指令对电机的转速进行调整，并根据陀螺仪和加速度计的数据进行实时的飞行姿态控制。
此外，飞行控制器还可以实现一些高级功能，例如定高飞行、定点悬停和自动返航等。
定高飞行功能可以让飞行器自动保持特定的飞行高度，定点悬停功能可以让飞行器在空中保持固定的位置，而自动返航功能可以让飞行器在失控或电池低电量时自动返回起飞点。
总结起来，四轴飞行器的原理是通过调整电机的转速来实现飞行器的姿态控制，而飞行控制器则负责获取传感器数据，并根据用户的指令实现对飞行器的控制。
通过合理的设计和调整，四轴飞行器可以实现稳定的飞行和精确的操控，成为一种越来越受欢迎的飞行器。
四轴无人飞行器的基本参数概览-20150707
9 北京淳一航空科技有限公司 ......................................................................................... 18 9.1 CY-X4 ...................................................................................................................... 18
D01（地面站）本机电量显示、定高悬停、手动飞行、摄像机旋转、模式切换、摇杆校 准、语言设置、时间设置、伺服检查、姿态显示、起飞点的经度显示、当前经度显示、本机 录像、起飞点的高度显示、当前纬度显示、飞行器电量显示、当前速度显示 GPS 卫星数显 示；
Y10（遥控器）本机电量显示、摇杆微调功能、通信丢失保护拍照、录像、录音、卡容 量显示、录像状态显示、变焦、基本摄像机设置功能搭配高增益双频定向天线。 基本参数
四轴飞行器简介
temp10[i][j]=Kg[i]*H[j];
for(i=0;i<2;i++)
for(j=0;j<2;j++)
temp11[i][j]=1-temp10[i][j];
for(i=0;i<2;i++)
for(j=0;j<2;j++)
{
for(k=0;k<2;k++)
P_optimal[i][j]+=temp11[i][k]*P_estimate[k][j];
Q为系统过程中的协方差
至此，已经有了现在状态的预测结果，接下来收集现在状态的测量值，结合预测值和测量值最后得出现在K时刻的最优估计值X(K|K)
第三步：
得到最优估计值之前需要将卡尔曼增益求出来：
第四步：
求出K时刻的最优估计值X(K|K)：
X(K|K)=X(K|K-1)+ *[Z(K)-H*X(K|K-1)]
CNC碳管固定座4个
3k 12MM全碳碳管4根
铝合金机身板2块
塑料脚架1对
效果图如下：
图2.1四轴飞行器效果图
第三章
硬件的基本模块主要包括：控制模块、传感器模块、通讯模块、电机驱动模块这四大模块。
4.1控制模块
控制模块这部分需要处理数据，并作出控制决策。控制器只用过单片机，由于缺乏经验，要参考老师的意见。
第五步：
计算最优估计值的协方差P(K|K)：
P(K|K)=[I- *H]*P(K|K-1)
试着编了一下程序：其中输入参数为经过处理转化后的加速度的角度，陀螺仪的角速度
四 轴 飞 行 器
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。
四轴飞行器的基本相关知识
四轴飞⾏器的基本相关知识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”）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。
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四轴飞行器介绍
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。
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四轴飞行器DIY入门篇一：主要部件介绍及选购为啥要玩四轴呢？第一是四轴DIY的门槛近些年一路走低，各式各样的飞控层出不穷（这里要感谢那些Do飞控的大神们！），不必花费太多就能拥有一架四轴飞行器；第二就是咱能飞的空间越来越萎缩，想方便的在市内去飞固定翼实在是难找地方，四轴无需太大的场地就能爽飞。
什么是四轴飞行器？通俗点说就是拥有四个独立动力旋翼的飞行器，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。
四轴飞行原理为什么四轴能飞起来？没有机翼，升降舵，方向舵，他怎么控制升降/方向？飞行器的主要飞行动作有垂直（升降）运动，俯仰运动，前后运动，横滚运动，侧向运动，偏航运动：垂直（升降）运动最好理解，就是油门控制，推油门上升，拉油门降低，所有升力来自旋翼。
仰俯运动，在固定翼中是靠推拉升降舵来实现，四轴则是通过控制其中2个（或4个）轴线上的电机转速来实现，如下图所示：1号电机提速，3号电机降速，四轴延X轴方向仰起。
并且，仰俯运动的同时，四轴也会做前后运动，四轴发生一定程度的倾斜，从而使旋翼拉力产生水平分量，因此可以实现飞行器的前飞运动。
向后飞行与向前飞行正好相反而已。
横滚运动，在固定翼中是靠控制副翼来实现，四轴则也是通过控制其中2个（或4个）轴线上的电机转速来实现，和仰俯运动控制方式一样，只是作用的电机不同而已，如下图所示：4号电机提速，2号电机降速，四轴延Y轴方向翻滚。
并且，小幅度的横滚运动，会导致四轴做侧向运动。
偏航运动，在固定翼中是靠控制方向舵来实现，四轴则是通过反扭力来实现。
旋翼转动过程中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭力，为了克服反扭力影响，四个旋翼，两个正转，两个反转，且对角线上的来自4各个旋翼转动方向相同；反扭力的大小与旋翼转速有关，当四个电机转速相同时，四个旋翼产生的反扭力相互平衡，四旋翼飞行器不发生转动；当四个电机转速不完全相同时，不平衡的反扭力会引起四旋翼飞行器水平转动，从而实现偏航运动，入下图所示：1,3号电机转速提高，2,4号电机转速降低，四轴就会水平旋转起来，由于总体的升力不变，所以不会导致四轴上升/下降。
四轴飞行器的类型根据电机分布的位置，常见的四轴飞行器类型有以下几种：1.四轴“十”模式，四个电机呈十字分布，对头方向是M4电机方向；（M代表电机，箭头代表电机旋转方向）2.四轴“X”模式，四个电机呈X形分布，对头方向是M4和M2的中间点；3.四轴“Y”模式，M1和M3电机正反安装在同一个中轴上，对头方向是M4和M2的中间点。
除了上面的一些四轴类型，还有可变轴的设计，通过加装伺服舵机来调节电机的轴线，使得四轴更具飞行灵活性，可以做出更多的3D动作，但是安装调试难度较大，本文就不介绍了，有兴趣的童鞋可以去搜索下。
主要部件介绍：了解了四轴飞行器的飞行原理和类型后，我们再来看看DIY一个四轴飞行器需要哪些部件。
1.遥控器工欲善其事，必先利其器，一个顺手的遥控器可以用很多年，所以大家在选购遥控器的时候不要去图便宜挑杂牌。
在选购遥控器前先了解几个术语：通道通道就是遥控器可以控制飞行器的动作的路数，一个通道控制一个动作，比如油门的高低控制就使用掉一个通道，方向的控制又使用掉一个通道。
前面介绍过，四轴的基本动作有垂直（升降）运动，俯仰/前后运动，横滚/侧向运动，偏航运动，所以遥控器最低要求四通道。
实际我们还需要预留一些额外通道来控制其他的部件，所以推荐选用六通道遥控器。
FM/2.4GFM调频遥控器是比较老的技术了，现在已经被2.4G无线遥控器取代。
日本手/美国手这个是根据遥控器摇杆的布局取得俗名，美国手：左手油门/方向、右手副翼/升降；日本手：右手油门/副翼，左手升降/方向。
至于选哪个手法的遥控器，就根据自己的喜好了，楼主是习惯用日本手。
遥控器品牌众多，JR,Futaba，Spektrum，天地飞，华科尔等等，其中，新手入门推荐用天地飞6A或天地飞7，两款都是2.4G的，X宝搜索关键字“天7/天6”即可。
Spektrum的遥控器可以去天猫旗舰店购买，地平线模型是Spektrum 的代理；其他牌子的的遥控器直接在X宝搜素品牌即可。
另外，日亚，美亚也有一些牌子的遥控器出售：Amazon.co.jp： T6JH R2006GS T/Rセット 2.4G 00008350-3: ホビーAmazon.co.jp： T6JH R2006GS T/Rセット 2.4G 00008350-3: ホビー价格21599日元日本亚马逊Spektrum 6 Channel DX6iTransmitter OnlySpektrum 6 Channel DX6iTransmitter Only价格$129.99美国亚马逊楼主目前还在用的是一个天地飞FM6通道和一个天地飞7，FM虽然过气了，但是拿来配一些微型接收飞KT板小飞机还是很惬意的；天7就拿来飞四轴。
2.飞控飞行控制器是四轴飞行器的核心，用来控制四个电机协调工作，检测飞行器高度、姿态，自动调节飞行动作。
飞控品牌众多，大疆、零度、玉兔、MWC、APM、FF、KK等，价格高低分布广泛，萝卜青菜任君选择。
喜欢折腾的可以选择一些固件开源的飞控，比如FF,KK之类，不爱折腾的可以选择大疆的哪吒。
基本每款飞控都有非常详细的说明书，大家不用担心后续的tech support，另外有问题可以去5imx上瞧瞧。
这里再插一句，四轴在10年左右慢慢在国内模界兴起，当时飞控基本都是国外玩家在倒腾，其中一款开源的廉价飞控传入中国，让很大一部分人步入四轴DIY圈子，那就是KK，现在一块KK才卖5,60块人民币，还是很值得折腾的。
飞控X宝搜索链接楼主目前手头上只剩一块KK和玉兔了：KK飞控KK和USB接口的数据线KK刷固件的界面安装好的玉兔3.机架常见的四轴机架有十字型，X型，H型，材料可谓五花八门，木材，PVC管，铝合金，波纤，碳纤都可用来做机架。
初学者建议使用铝合金十字机架，第一比较便宜，第二耐操，第三在飞行方面容易上手，等到技术成熟了再考虑更换成H型碳架，易于上航拍器材。
机架的常见尺寸有250,330,400,550,650，这些数字代表对角电机位之间的距离，单位是mm，初学者建议选择650的机架，尺寸较大，但是飞行起来会很稳。
四轴机架X宝搜索链接4.电机/桨叶/电调电机的类型主要有无刷和有刷，大型四轴要用无刷电机，那些微型mini四轴用的是有刷电机。
常用品牌有新西达，朗宇，银燕，翱翔等，其中新西达算是保有量最大的牌子了，适合初学者。
那么什么样的电机适合四轴飞行器呢？首先，先了解一个重要参数：KV值无刷电机KV值定义为“转速/V”，意思为输入电压增加1伏特，无刷电机空转转速增加的转速值。
例如KV1000的无刷电机，代表电压为11V的时候，电机的空转转速为11000转/分。
KV值越大，速度越快，但是力量越小；KV值越小，速度越慢，但是力量越大；如果不能理解的，可以想想汽车的档位，汽车挂一档时，力量最大，但是速度最慢，挂五档时，力量最小，但速度最快。
由于我们之前选择了650的机架，这个尺寸的机架配合KV1000的电机比较合适。
当你搜KV1000的电机时会看到什么2212电机，2018电机等等，他们的KV值可能都一样，那么如何选择呢？这些数字代表了电机的尺寸。
不管什么牌子的电机，具体都要对应这4位数字，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。
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。
所以，最后确定使用KV1000 2212的无刷电机。
无刷电机X宝搜索链接不同规格的电机、电调电机定下来以后就要选择合适尺寸的桨叶，四轴常用桨叶的尺寸有：1145、1045、9047、8045（四位数字的前两位代表直径，后两位代表螺距），KV1000的电机需要配合1045的桨叶，并且要用到正反桨。
为什么要用正反桨？四轴飞行器是安装4个桨片，假如说都用一个逆时针转动的话，4个桨片都会产生一个逆时针旋转的自旋扭力，使得飞行器向右自旋。
为了抵消这种自旋就用2个正桨2个反桨，2个顺时针2个逆时针的桨片按照循环排列，一对桨片往左扭，一对桨片往右扭来抵消掉桨片转动时发出的自旋扭力，使之均衡。
正反桨X宝搜索链接1045正反桨桨叶上可以看到规格再来看一下电调，电调即电子调速器，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，同时电调还充当了变压器的作用，将11.1V的电压变为5V为飞控板和接收器供电。
电调的品牌有好盈、银燕、新西达、中特威等，电调的做工精确度对飞行有重要影响，所以大家可以选择稍微好一点的电调，比如好盈和银燕的。
电调的参数主要是输出电流，主流的有10A,18A,20A,25A,30A,40A 等，输出电流越大，电调的体积和重量就越大，根据我们之前选定的机架，电机，这里选择18A的电调比较合适。
一个电机配一个电调，总共需要4个电调，现在也有4合1的四轴电调卖，不过不建议选择那种，毕竟单独的电调以后也可以作为它用。
四轴电调X宝搜索链接5.电池/充电器电池属于易耗品，也是后期投入比较多的一个部件。
电池品牌也是所有部件中最多的一个，因为电池制作的技术门槛低，所以品质良莠不齐，特别容易中招，这里只介绍下电池的参数，就不做推荐了。
按照我们选购的机架尺寸，这里选择11.1V,2200mAh,30C的锂电池比较合适，第一数值是电池电压，第二个数值是电池容量，第三个数字代表持续放电能力。
这里重点说下这个持续放电能力，这是普通锂电池和动力锂电池最重要的区别，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，例如一块1000mah电池，放电能力5C，那么用5x1000mah，得出电池可以以5000mah的电流来放电。
但是要注意，我们不能让一块电池把它的电量完全放完，如果这样的话，这块电池就废掉了，所以，当使用电池飞行时，电池电压降低到10V时最好更换电池。
楼主的四轴起飞重量2公斤，这么一块电池飞行时间大概10-15分钟（悬停省电，做动作会耗电）。
模型专用电池是不能用普通充电器的，必须要用平衡充。
由于11.1V 的锂电是由3片3.7V的锂电组成，内部是3片锂电池，因为制造工艺原因，无法保证每片电池的充电放电特性都有差异，电池串联的情况下，就容易造成某片电池放电过度或充电过度，所以解决办法是分别对内部单节电池充电，平衡充就是起这个作用。
和电池一样，平衡充的选择也有很多，便宜的几十块钱，贵的上千块，那我们如何选择呢？楼主的建议是几十块的充电器不要碰，在能力范围内选择最贵的。
楼主自用的是款便宜的B6平衡充，个人感觉还不错，推荐新手使用。
平衡充X宝搜索链接电池X宝搜索链接目前在用的电池组四轴的基本介绍和主要部件的选购就介绍到这里，下篇楼主会把自己D好的四轴给拆了，然后带大家一起组装调试~。