多旋翼无人机的组装

1目录第一节多旋翼无人机组装概述第二节多旋翼无人机机架系统的组装第三节多旋翼无人机动力系统的组装第四节多旋翼无人机飞控系统的组装第五节多旋翼无人机遥控装置的组装第六节无线图传设备的组装第七节云台的组装21-机身；2-主旋翼；3-尾旋翼；4-操纵系统；5-动力系统；6-起落架图8-1无人直升机的基本构造一、多旋翼无人机组装概述1.多旋翼无人机的组成多旋翼无人机一般由机架、动力系统、飞控系统、遥控装置和任务载荷等模块组成。如图所示，为多旋翼无人机组成结构框图。多旋翼无人机组成结构框图3一、无人直升机装调概述1、机架机架，指多旋翼无人机的机身，是多旋翼无人机其他结构的安装基础，起承载作用。根据旋翼轴数的不同，可分为三轴、四轴、六轴、八轴甚至是十八轴等。而根据发动机个数分有三旋翼、四旋翼、六旋翼、八旋翼甚至十八旋翼等。轴数和旋翼数一般情况下是相等的，但也有特殊情况，比如三轴六旋翼。是在三轴每个轴上下各安装一个电机构成六旋翼。2、动力系统动力系统，是指为无人机飞行提供动力的系统。目前多旋翼无人机采用的动力系统一般分为电动系统和油动系统，在民用和商用领域，多旋翼无人机常用的是电动系统。电动系统一般由电池、电机、电调和螺旋桨组成。3、飞控系统无人机飞控系统是控制无人机飞行姿态和运动的设备，由传感器、机载计算机和执行机构三大部分组成。飞控中一般集成了高精度的感应器元件，包括陀螺仪、加速度计、角速度计、气压计、GPS、指南针、控制电路等。多旋翼无人机常用的飞控主要有F3飞控、A2飞控、Naza飞控、A3飞控。1.多旋翼无人机的组成4一、无人直升机装调概述4、遥控装置遥控装置一般指地面上可以对无人机发出指令以及接受无人机传回信息的设备，它的硬件可以是一个遥控器，也可以是一部手机，或一台笔记本电脑。在多旋翼无人机的应用中，遥控器是最常见的的一种遥控装置。遥控器集成了数传电台，通过控制摇杆的舵量向无人机发出控制信号，以此实现对无人机的控制。遥控器分美国手和日本手，区别在于一个是左手油门一个是右手油门。通常遥控器可以控制无人机飞行姿态如俯仰运动、滚转运动、偏航运动和控制油门增减无人机飞行动力。5、任务载荷任务载荷，是指装备到无人机上用以实现无人机飞行所要完成的特定任务的设备、仪器和分系统，统称为无人机的任务载荷。无人机系统升空执行任务，通常需要搭载任务载荷。任务载荷一般与侦察、武器投射、通信、遥感或货物有关。无人机的设计通常围绕所应用的任务载荷进行。常用的任务载荷有图传及云台：（1）图传，是指无线图像传输，提供机载设备的无线图像系统的数据链路通道，负责记载图像采集数据实时无损/有损地传输到地面接收设备上，供实时观察和存储，以及图像分析等后续工作。（2）云台，是指安装、固定摄像机的支撑设备，主要的作用是防止拍摄画面抖以及控制云台转动角度改变拍摄角度。1.多旋翼无人机的组成5一、无人直升机装调概述1-机架；2-电机；3-GPS；4-螺旋桨；5-飞控；6-接收机；7-电调；8-图传；9-分电板；10-云台相机；11-电池；12-遥控器多旋翼无人机硬件清单1.多旋翼无人机的组成6一、无人直升机装调概述多旋翼无人机组装步骤2.组装步骤组装步骤多旋翼无人机的内部结构相对简单，组装的过程有很多相似性，建议一般的组装步骤为：•机架的组装•动力系统的组装•飞控系统的组装•遥控装置的组装和任务载荷的组装等在不影响飞行性能的前提下，部分组装顺序可适当调整，不同的多旋翼无人机产品，其组装步骤可能会要求两个或两个以上的系统并行组装。7目录第一节多旋翼无人机组装概述第二节多旋翼无人机机架系统的组装第三节多旋翼无人机动力系统的组装第四节多旋翼无人机飞控系统的组装第五节多旋翼无人机遥控装置的组装第六节无线图传设备的组装第七节云台的组装8二、多旋翼无人机机架系统的组装机架，通常由机臂、中心板和脚架等部分组成。1、旋翼轴数按旋翼轴数分类一般分为四旋翼无人机、六旋翼无人机和八旋翼无人机等。按旋翼轴数分类1.机架简介9二、多旋翼无人机机架系统的组装2、机架轴距轴距是指机架对角线两个电机或者桨叶中心的距离，机架按轴距一般分为180无人机、250无人机和450无人机等。按机架尺寸分类1.机架简介10二、多旋翼无人机机架系统的组装3、机架布局常见的机架布局有X型、I型、V型、Y型和IY型等。按机架形状分类1.机架简介11二、多旋翼无人机机架系统的组装4、机架材质按机架材质一般有以下几种：（1）塑料：比较适合初学者，价格便宜。（2）玻璃纤维：相比塑料机架，玻纤强度高、重量轻、价格贵，中心板多用玻纤，机臂多用管型。（3）碳纤维：相比玻纤机架，强度更高、价格更贵。（4）铝合金/钢：适合自己制作。1.机架简介12二、多旋翼无人机机架系统的组装机架的组装步骤以F450多旋翼无人机为例，介绍其组装步骤，机架的组成如图。2.机架的组装步骤1、注意事项（1）检查机架零部件是否缺少。（2）零部件是否有破损、变形。（3）螺丝数量是否足够、螺丝长度是否合适。（4）正常使用符合螺丝规格的螺丝批，防止螺丝滑丝。（5）焊接时注意不能有虚焊，防止在飞行过程中因为抖动而导致接口松动。（6）上螺丝时按照对角线原则拧螺丝，待所有螺丝上完再拧紧。（7）同颜色机臂装在同一侧，方便飞行时辨认机头方向。F450机架13二、多旋翼无人机机架系统的组装2、组装步骤（1）将电调的输入端两根电源线分别焊接到中心板（分电板）的正极（红线）和负极（黑线）上，如左图。（2）焊接动力电源线，如图。电调、动力电源焊接2.机架的组装步骤14二、多旋翼无人机机架系统的组装（3）使用万用表检查电路是否联通。（4）按照顺序把四个机臂安装在中心板上，同色机臂在同一侧。如图所示。（5）安装云台脚架。如下图。安装机架、云台脚架2.机架的组装步骤15目录第一节多旋翼无人机组装概述第二节多旋翼无人机机架系统的组装第三节多旋翼无人机动力系统的组装第四节多旋翼无人机飞控系统的组装第五节多旋翼无人机遥控装置的组装第六节无线图传设备的组装第七节云台的组装16三、多旋翼无人机动力系统的组装电动无人机油动无人机优点1.系统稳定性强，可靠性高；2.日常维护简单，易掌握，对飞行员的操作水平要求低；3.场地适应能力强，展开迅速，轻便灵活；4.高原性能优越，电动机输出功率不受含氧量影响；5.电池可充电重复使用，使用成本低，同时环保低碳；6.电动无人机震动小，成像质量好1.油动无人机具有较好的抗风能力；2.油动无人机续航能力强缺点1.抗风力弱(最高可抗5级风)；2.续航能力弱(基于现有电池的能量密度，电动无人机的续航能力较弱)1.油动无人机使用复杂，不易掌握，对飞行员的操作水平要求高；2.稳定性差(现有民用无人机大多采用航模发动机，发动机稳定性差，工艺复杂；3.环境场地适应能力差，高原性能不足；4.震动大（发动机震动较大，影响成像质量，容易对传感器造成损伤)；5.危险性大(油动无人机系统较重，危害大）电动无人机与油动无人机特点比较电动系统和油动系统的多旋翼无人机各具特点，应用场合和性能特性也有区别，两者的特点如下：17三、多旋翼无人机动力系统的组装电池的截止电压（单位：V）1.电动系统电动系统是将化学能转化为电能再转化为机械能为无人机飞行提供动力的系统，一般由电池、电调、电机和螺旋桨组成。1、电池1）标称电压电池的电压是用伏特（V）来表示的。标称电压是厂家按照国家标准标示的电压，实际使用时电池的电压是不断变化的。一般说一组或一个电池的电压都是标称电压，比如锂聚合物电池，标称电压一般为3.7V，但使用中的实际电压往是高于或低于这个标称电压的，锂聚合物单块电芯电池正常使用的最低电压是2.7V，最高是4.2V，不同种类电池的截止电压电池种类放电最低截止电压充电最高截止电压锂离子2.74.2锂聚合物2.74.2锂锰2.74.2锂铁2.73.6镍氢0.81.518三、多旋翼无人机动力系统的组装2）电池容量电池的容量是用毫安·时(mA·h)来表示的。它的意思是电池在1h内可以放出或充入的电流量。例如，1000mA·h就是这个电池能保持1000mA(1A)放电1h。但是电池的放电并非是线性的，所以不能说这个电池在500mA时能维持2h。不过电池的小电流放电时间总是大于大电流放电时间的，所以可以近似算出电池在其他电流情况下的放电时间。某些厂家生产的电池标称电量往往高于它的实际电量。3）充/放电倍率（1）放电倍率：电池的放电能力是以倍数，即放电倍率(C)来表示的，即按照电池的标准容量可达到的最大放电电流。此外，放电电流不但和C有关，还和容量相关，因此C小的电池有可能比C大的放电电流还要大。不论何种电池，放电倍率越大，寿命越短。（2）充电倍率：一般用于充电时限制最大充电电流，以免充电电流过大损害电池使用寿命，计算方法与放电电流相同、也用倍数(C)来表示。C的倒数是电池放完电所用的时间，单位为h。不能用低C的电池大电流充放电，这样会使电池迅速损坏，甚至自燃。1.电动系统19三、多旋翼无人机动力系统的组装4）串联并联数经常用“XSXP”表示多少电芯并联或串联的情况。XS（serice，串联）代表电池组中串联电池的个数，所以3S代表内有3个电芯串联。XP（parallel，并联）代表并联电池的个数。因此，2100mA·h电芯名为3S4P的电池组共有12个电芯。5）循环寿命电池的循环寿命一般指充满并放光一次电，即充电周期的循环数。锂电池的寿命一般为300～500个充电周期。6）电池使用注意事项（1）禁止反向充电。（2）新的锂电池组充电之前，应逐个检查电芯的电压。（3）尽量减少快速充电的次数。（4）必须等锂电池完全冷却后才能充电，否则会严重损坏电池；刚用过的锂电池会有余温，即使表而已完全冷却，内部依然有一定余温。因此，应至少静置锂电池40分钟以上再充电。（5）考虑安全，充电时尽量使用防爆袋。（6）切勿充电时无人看守。1.电动系统20三、多旋翼无人机动力系统的组装6）电池使用注意事项（7）放在阻燃材料上充电，着火时可以避免其他物体燃烧，减少损失。（8）放电电流不得超过说明书规定的最大放电电流。（9）充电电流不得超过说明书规定的最大化充电电流。（10）充电电压不得超过规定的限制电压，通常4.2V为每个电芯充电电压的上限。（11）充电温度：电池必须在产品说明规定的环境温度在范围内进行充电，否则电池易受损坏。当发现电池表面温度异常（超过50℃）时，应立即停止充电。（12）放电温度：电池必须在说明书规定的工作温度范围内放电。（13）过放电：锂电池电压低于2.75V就属于过度放电。（14）如果不需供电，一定要断开电调上的插头，以免电池发生漏电情况。（15）要想发挥锂电池的最大效能，就要经常使用它，让电池内的电子始终处于流动状态。锂电池深度放电的程度越小，使用的时间越长，如果有可能，应尽量避免完全充放电。1.电动系统21三、多旋翼无人机动力系统的组装7）贮存电池应放置在阴凉的环境下贮存，长期存放电池（超过3个月）时，建议置于温度为10～25℃且无腐蚀性气体的环境中。电池在长期贮存过程中，应每3个月充放电一次以保持电池活性，并保证每个电芯电压在3.7～3.9V范围内。8）选用原则（1）电池输出电流一定要大于电动机的最大电流。（2）电动机工作电压由电调决定，而电调电压由电池输出决定，所以电池的电压要等于或小于电动机的最大电压。（3）电池电压不能超过电调最高承载电压。（4）电池的放电电流达不到电调的电流时，电调就发挥不了最高性能，而且电池会发热，产生爆炸，所以一般要求电池的持续输出电流大于电调的最大持续输出电流。（5）电池容量与无人机续航能力密切相关，电池容量越大，续航能力越强。9）电池与机架常用搭配机型常用电池配制QAV1803S1300mAh25C/45CQAV2503S2200mAh25C/45CF3303S2600mAh25C/45CF4503S3300mAh25C/45C1.电动系统22三、多旋翼无人机动力系统的组装2、电机1）无刷电机工作原理无刷电动机在电磁结构上与有刷直流电动机一样，但其电枢绕组放在定子上，转子上安