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無(wú)人機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

2019-06-27 11:00 性質(zhì)：轉(zhuǎn)載 來(lái)源：西安交通運(yùn)輸學(xué)校
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1、機(jī)身：機(jī)身是大多數(shù)設(shè)備的安裝位置，也是多旋翼無(wú)人機(jī)的主體，也成為機(jī)架。根據(jù)機(jī)臂個(gè)數(shù)不同分為：三旋翼，四旋翼，六旋翼，八旋翼，十六旋翼...

  1、機(jī)身：機(jī)身是大多數(shù)設(shè)備的安裝位置，也是多旋翼無(wú)人機(jī)的主體，也成為機(jī)架。根據(jù)機(jī)臂個(gè)數(shù)不同分為：三旋翼，四旋翼，六旋翼，八旋翼，十六旋翼，十八旋翼也有四軸八旋翼等，結(jié)構(gòu)不同叫法也不同。出于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和重量考慮，一般采用碳纖維材質(zhì)。

  2、起落架：多旋翼無(wú)人機(jī)唯一和地面接觸的部位。作為整個(gè)機(jī)身在起飛和降落時(shí)候的緩沖，也是為了保護(hù)機(jī)載設(shè)備，要求強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)牢固，和機(jī)身保持相當(dāng)可靠的連接，能夠承受一定的沖力。一般在起落架前后安裝或者涂裝上不同的顏色，用來(lái)在遠(yuǎn)距離多旋翼無(wú)人機(jī)飛行時(shí)能夠區(qū)分多旋翼無(wú)人機(jī)的前后。

  3、馬達(dá)：對(duì)于電動(dòng)無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)就是電機(jī)，是多旋翼無(wú)人機(jī)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，提供升力，推力等。無(wú)刷電機(jī)去除了電刷，最直接的變化就是沒(méi)有了有刷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的電火花，這樣就極大減少了電火花對(duì)遙控?zé)o線(xiàn)電設(shè)備的干擾。無(wú)刷電機(jī)沒(méi)有了電刷，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)摩擦力大大減小，運(yùn)行順暢，噪音會(huì)低許多，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)對(duì)于模型運(yùn)行穩(wěn)定性是一個(gè)巨大的支持。

  4、電機(jī)四個(gè)數(shù)字的含義：2212電機(jī)、2018電機(jī)等等，這表示電機(jī)的尺寸。不管什么牌子的電機(jī)，具體都要對(duì)應(yīng)4位這類(lèi)數(shù)字，其中前面2位是電機(jī)轉(zhuǎn)子的直徑，后面2位是電機(jī)轉(zhuǎn)子的高度。注意，不是外殼。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，前面2位越大，電機(jī)越肥，后面2位越大，電機(jī)越高。又高又大的電機(jī)，功率就更大，適合做大四軸。通常2212電機(jī)是最常見(jiàn)的配置了。

  5、無(wú)刷電機(jī)KV值定義：轉(zhuǎn)速/V，意思為輸入電壓增加1V，無(wú)刷電機(jī)空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速增加的轉(zhuǎn)速值。例如：1000kv電機(jī)，外加1v電壓，電機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)每分鐘轉(zhuǎn)1000轉(zhuǎn)，外加2v電壓，電機(jī)空轉(zhuǎn)就2000轉(zhuǎn)了。單從KV值，不可以評(píng)價(jià)電機(jī)的好壞，因?yàn)椴煌琄V值有不同的適用不同尺寸的漿繞線(xiàn)匝數(shù)多的，KV值低，最高輸出電流小，但扭力大，上大尺寸的漿；繞線(xiàn)匝數(shù)少的，KV值高，最高輸出電流大，但扭力小，上小尺寸的漿。

  6、電調(diào)：電子調(diào)速器，將飛控的控制信號(hào)，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)，用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。因?yàn)殡姍C(jī)的電流是很大的，通常每個(gè)電機(jī)正常工作時(shí)，平均有3A左右的電流，如果沒(méi)有電調(diào)的存在，飛控根本無(wú)法承受這樣大的電流，而且飛控也沒(méi)有驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)的功能。同時(shí)電調(diào)在多旋翼無(wú)人機(jī)中也充當(dāng)了電壓變化器的作用，將11.1V電壓變?yōu)?V電壓給飛控供電。

  7、電池：是電動(dòng)多旋翼無(wú)人機(jī)的供電裝置，給電機(jī)和機(jī)載電子設(shè)備供電。最小是1S電池，常用的是3S、4S、6S，1S代表3.7V電壓。

  8、螺旋槳：安裝在電機(jī)上，多旋翼無(wú)人機(jī)安裝的都是不可變總距的螺旋槳，主要指標(biāo)有螺距和尺寸。9、漿的指標(biāo)是4位數(shù)字，前面2位代表槳的直徑（單位：英寸，1英寸=254毫米）后面2位是槳的螺距。

  10、正反槳：四軸飛行為了抵消螺旋槳的自旋，相鄰的槳旋轉(zhuǎn)方向是不一樣的，所以需要正反槳。正反槳的風(fēng)都向下吹。適合順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的叫正漿、適合逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的是反漿。安裝的時(shí)候，一定記得無(wú)論正反槳，有字的一面是向上的（槳葉圓潤(rùn)的一面要和電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向一致）。

  11、電機(jī)與螺旋槳的搭配：這是非常復(fù)雜的問(wèn)題，我自己也在研究當(dāng)中，所以建議采用大家常見(jiàn)的配置吧，但原理這里可以闡述一下：螺旋槳越大，升力就越大，但對(duì)應(yīng)需要更大的力量來(lái)驅(qū)動(dòng)；螺旋槳轉(zhuǎn)速越高，升力越大；電機(jī)的kv越小，轉(zhuǎn)動(dòng)力量就越大。

  12、飛控：包括陀螺儀、加速度計(jì)、電路控制板、各外設(shè)接口。

  13、陀螺儀：理論上陀螺只測(cè)試旋轉(zhuǎn)角速度，但實(shí)際上所有的陀螺都對(duì)加速度敏感，而重力加速度在我們地球上又是無(wú)處不在，并且實(shí)際應(yīng)用中，很難保證陀螺不受沖擊和振動(dòng)產(chǎn)生的加速度的影響，所以再實(shí)際應(yīng)用中陀螺對(duì)加速度的敏感程度就非常的重要，因?yàn)檎駝?dòng)敏感度是最大的誤差源。兩軸陀螺儀能起到增穩(wěn)作用，三軸陀螺儀能夠自穩(wěn)。

  14、加速度計(jì)：一般為三軸加速度計(jì)，測(cè)量三軸加速度和重力。

  15、遙控裝置：包括遙控器和接收機(jī)，接收機(jī)裝在機(jī)上。一般按照通道數(shù)將遙控器分成六通道、八通道、十四通道遙控器等，對(duì)于通道的概念在后邊章節(jié)會(huì)有詳細(xì)介紹。

  16、GPS模塊：測(cè)量多旋翼無(wú)人機(jī)當(dāng)前的經(jīng)緯度、高度、航跡方向、地速等信息。一般在GPS模塊中還會(huì)包含地磁羅盤(pán)（三軸磁力計(jì)）：測(cè)量飛機(jī)當(dāng)前的航向。

  17、任務(wù)設(shè)備：目前最多的就是云臺(tái)，常用的有兩軸云臺(tái)和三軸云臺(tái)；云臺(tái)作為相機(jī)或攝像機(jī)的增穩(wěn)設(shè)備，提供兩個(gè)方向或三個(gè)方向的穩(wěn)定控制。云臺(tái)可以和控制電機(jī)的集成在一個(gè)遙控器中，也可以單獨(dú)的遙控器控制。

  18、數(shù)據(jù)鏈路：數(shù)據(jù)鏈路包括數(shù)傳和圖傳。數(shù)傳就是數(shù)字傳輸，數(shù)傳終端和地面控制站（筆記本或手機(jī)等數(shù)據(jù)終端），接受來(lái)自飛控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息。圖傳就是圖像傳輸，接受機(jī)載相機(jī)或攝像機(jī)拍攝的圖像，一般延遲在幾十毫秒，目前也有高清數(shù)字圖傳，傳輸速率和清晰度都有很大提高。

  常用的航模術(shù)語(yǔ)

  1、翼展——兩機(jī)翼尖的直線(xiàn)距離。

  2、翼型——機(jī)翼的剖面形狀。

  3、前緣——翼形的最前端。

  4、后緣——翼形的最后端。

  5、翼弦——前后緣之間的距離。

  6、展弦比——翼展和翼弦的比值。

  7、機(jī)身全長(zhǎng)——機(jī)頭到機(jī)尾的全部長(zhǎng)度。

  8、重心——模型重力的作用點(diǎn)。

  9、尾力臂——重心到尾翼1/4弦長(zhǎng)的距離。

  10、迎角——翼弦與相對(duì)氣流的夾角。

  11、安裝角——翼弦與模型橫軸之間的夾角。

  12、上反角——機(jī)翼與模型橫軸之間的夾角。

  13、風(fēng)向角——頂風(fēng)方位與放飛方位之間的夾角。

  14、放飛角——模型放飛時(shí)，機(jī)身立軸與水平面之間的夾角。

  15、傾側(cè)角——模型放飛時(shí)，機(jī)身橫軸與水平面之間的夾角。

  16、軸距——相對(duì)的兩個(gè)電機(jī)軸之間的距離。

  17、機(jī)翼——產(chǎn)生升力，保持橫側(cè)安定。

  18、機(jī)身——連接飛機(jī)各部分，使之成為整體。

  19、動(dòng)力部分——使飛機(jī)在空氣中運(yùn)動(dòng)。

  20、起落部分——確保飛機(jī)起落安全。

  21、垂直尾翼——保持飛機(jī)左右方向的平衡。

  22、水平尾翼——保持飛機(jī)水平方向的平衡。

  23、升力——機(jī)翼與空氣做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)空氣作用在機(jī)翼表面產(chǎn)生的上下壓力差。


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