项目4__无人机的组装.pptx

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1、项目4-无人机组装主讲：党丹丹,廣束科学技術我章学院WNGbohGF POLrTECHC OF sCtNCEANotcholoGr,一无人机项目化教程,无人机模拟操控虽然满足了无人机初学者的感官体验，但是它又开始点燃无人机初学者想动手组装无人机的热情，无人机初学者开始向无人机爱好者角色转变。拥有一架专属的 DIY 无人机是每一位无人机爱好者开启无人机之旅的最初梦想，那么组装一架无人机要准 备哪些材料和工具呢?组装流程又是怎么样的呢?,项目4无人机组装项目描述：,项目任务：对于无人机初学者来说，要完成项目内容需学习以下任务：,任务4.2搭建四旋翼无人机组装环境,任务4.1熟悉四旋翼无人机基础知识

2、,任务4.3四旋翼无人机组装实践,四旋翼无人机的总体构成机架机身机臂起落架指挥控制系统,动力系统电机电调 电池桨叶GPS模块,遥控接收机遥控器 飞控 数传电台 地面站图4-1四旋翼无人机的总体构成图,任务4.1熟悉四旋翼无人机基础知识,任务4.1熟悉四旋翼无人机基础知识,四旋翼无人机的物理结构四旋翼无人机的常见物理结构形式有两种：“十”字形结构和“X”形结构，如图4-2所示。,图4-2“十”字形结构和“X”形结构无人机的物理结构,任务4.1熟悉四旋翼无人机基础知识四旋翼无人机材质机架最重要的一个参数就是自身的质量，为了克服机身自重，机架需要设计得尽可,能轻，常见的机身材料有塑料和碳纤维两种。1

3、)塑料机架塑料的密度较小，质量较小，但强度和刚度 不大，制作比较容易，塑料材质的机架价格低 廉，更适合普通无人机和航模爱好者，如图4-3 所示。,图4-3塑料机架,2)碳纤维机架碳纤维的密度小、强度和刚度高，在无 人机飞行过程中有减振效果，使飞行更加平 稳，是常见的无人机机架材料，但碳纤维的 加工比较困难，价格比较高，一般适合商业 级或工业级无人机，专业级飞手更喜欢碳纤 维机架的无人机，如图4-4所示。,任务4.1熟悉四旋翼无人机基础知识,图4-4碳纤维机架,四旋翼无人机的重要部件1)飞 控 板飞控板是四旋翼无人机的核心设备。目前，飞控板的主要品牌有PIX、NAZA(哪 吒)、APM、零 度、

4、MWC、玉兔等，如图4-5所示。因为在竞技比赛中，无人机多采用开源的PIX飞 控板，所以本书采用PIX开源飞控板进行讲解。,任务4.1熟悉四旋翼无人机基础知识,图4-5不同品牌的飞控板,2)电机电机是由电动机主体和驱动器组成的，在整 个飞行系统中承担着提供动力的作用，相当于 无人机的发动机。常见的电机有无刷电机、有 刷电机、无感无刷电机、有感无刷电机，目前，无人机多采用无刷电机。每个无刷电机的KV 值，表示外加1V电压对 应每分钟空转的转数。不同KV值的电机如图4-6所示。,任务4.1熟悉四旋翼无人机基础知识,图4-6不同KV值的电机,3)电 调电调全称电子调速器(Electronic Spe

5、ed Controller,ESC)。在整个飞行系统中，电 调主要通过调节驱动电机的电流来控制电机 转速，从而控制无人机的飞行姿态。现在的航模电调品牌有很多，国外以美国 的凤凰最为出名，国内主要品牌有好盈、中 特威、新西达、飞盈佳乐、银燕等，如图4-7 所示。,任务4.1熟悉四旋翼无人机基础知识,图4-7不同品牌的电调,4)桨叶桨叶是通过自身旋转产生多旋翼运动所需的 力和力矩的部件，为飞行提供所需的动能。按材质分类，桨叶一般可分为尼龙桨、碳纤 维桨和木桨等，常见的桨叶型号有8045MR、1045MR、1355MR 等，如图4-8所示。,任务4.1熟悉四旋翼无人机基础知识,其中，“1045”表示

6、直径10英寸、螺距(螺旋桨每转一圈前进的距离)4.5英寸，前面2位代表桨叶的直径，后面2位代表桨叶的螺距，MR 表示标准桨，SF 表示慢速桨。,图4-8常见的桨叶型号,5)电池电池是无人机的动力系统，为无人机提供 电力来源。目前，在多旋翼无人机上一般采用 普通锂聚合物电池或者智能锂聚合物电池等。常见的电池型号如图4-9所示。C代表电池的放电能力，如1000mAh(毫 安时)的电池，标准为5C,用51000mAh表示电池最大以5000mAh 的电流强度放电。如果用低C值的电池大电流放电，那么电 池会迅速损坏，甚至自燃。,任务4.1熟悉四旋翼无人机基础知识,图4-9常见的电池型号,6)遥控器遥控器

7、和接收机组成遥控系统，是无人机 的终端控制设备，它和接收机可以组成遥控 系统。常见的遥控器型号有乐迪AT9S、天地飞7、富斯FSi6S、富 斯FSi6X,如图4-10所示。,任务4.1熟悉四旋翼无人机基础知识,图4-10常见的遥控器型号,7)机架机架是无人机的承载平台，所有设备都是用 机架承载起来飞上天空的，所以无人机机架的好 坏，很大程度上决定了无人机好不好用。无人机初学者常用的机架型号有F330、F450、QAV250、F550等，如图4-11所示。,任务4.1熟悉四旋翼无人机基础知识,图4-11各种型号的机架,任务4.1熟悉四旋翼无人机基础知识“450”等数字表示四旋翼无人机的轴距，轴距

8、是指机架对角电机中点间的距离，,图4-12无人机轴距,如图4-12所示。,任务4.2搭建四旋翼无人机组装环境,梳理四旋翼无人机组装元器件清单表4-2四旋翼F450 无人机组装元器件清单,任务4.2搭建四旋翼无人机组装环境,任务4.2搭建四旋翼无人机组装环境准备四旋翼F450无人机元器件实物,图4-13四旋翼F450 无人机元器件实物图,任务4.2搭建四旋翼无人机组装环境,无人机工具和配件清单表4-3无人机工具和配件清单,任务4.2搭建四旋翼无人机组装环境,任务4.2搭建四旋翼无人机组装环境,焊接中心板1)将电调焊接在中心板(下层板)上从元器件中找出4个电调和1个中心板(下层板),将4个电调放置

9、在下层板的4 个角，使用电烙铁、松香、焊锡丝等工具 和辅材，将电调上的红色线(正极)和黑 色线(负极)分别焊接在中心板(下层板)的正极(+)和负极(-),如图4-14所示。,任务4.3四旋翼无人机的组装实践,图4-14焊接电调与中心板,2)将电源线焊在中心板(下层板)上从元器件中找出电源线，放置在中心板(下层板)电源区域，将电源线的红色线(正极)和黑色线(负极)分别焊接在中心 板上的正极(+)和负极(-),如图4-15所 示。,任务4.3四旋翼无人机的组装实践,图4-15焊接电源线与中心板,安装电机和机臂从元器件中找出2个CW(顺 时 针)电 机、2个CCW(逆时针)电机、4个机臂、16颗M3

10、8 螺栓和螺丝刀，将4个电机按照 型号和编号顺序分别安装在机臂上。1)电机型号区分注意1号、2号电机为CCW(逆 时 针)电机，3号、4号电机为CW(顺时针)电机，如图4-16所示。,任务4.3四旋翼无人机的组装实践,图4-16无人机电机转型示意图,任务4.3四旋翼无人机的组装实践顺时针电机和逆时针电机的区别：表4-4顺时针电机与逆时针电机的区别,2)机 臂 颜 色一般在购买机架时都会配备机臂，机臂一般 有2种颜色，每种颜色2个，常规的颜色主要是 红色、黑色和白色。本书采用的机臂颜色是红色 和黑色，为了在无人机飞行时能区分机头和机尾，尽量把1号电机和3号电机装在同种颜色的机臂 上，如图4-17

11、所示。使用螺丝刀和M38 螺栓将电机装在机臂上。注意：电机线头一定要朝着机臂方向。,任务4.3四旋翼无人机的组装实践,图4-17机臂与电机,安装中心板1)安装脚架、中心板(下层板)从元器件中找出刚焊接好的下层板、安装 好电机的机臂、4个脚架、8个M2.58 螺栓和 螺丝刀，安装脚架、中心板(下层板)。确定 机头方向，将电源线端放置在无人机机身右侧，本书以黑色机臂为机头方向，将装有1号电机 的黑色机臂和装有3号电机的黑色机臂放置在 上层板机头位置，将装有2号电机的红色机臂 和装有4号电机的红色机臂放置在下层板尾侧，如图4-18所示。,任务4.3四旋翼无人机的组装实践,3号电机2号电机,1号电机4

12、号电机,机头机尾,图4-18机臂的安装位置,将4个脚架放在下层板下面，用螺栓将机臂、下层板和脚架固定。为了线路整齐美观，电调的电源线需从脚架中间穿过，如图4-19所示。,任务4.3四旋翼无人机的组装实践,图4-19电源线的走线,2)安装中心板(上层板)从元器件中找出中心板(上层板)、16个M2.56 螺栓和螺丝刀，将机臂安装 在上层板上，如图4-20所示。,任务4.3四旋翼无人机的组装实践,图4-20上层板安装,安装飞控1)安装减振板从元器件中找出减振板套件，将上 减振板和下减振板用胶贴连接，如图 4-21所示。,任务4.3四旋翼无人机的组装实践,任务4.3四旋翼无人机的组装实践2)飞控粘接减

13、振板从元器件中找出飞控和3M 胶贴，将3M 胶贴裁剪成合适的大小，一面粘在飞控背 面，另一面粘在减振板上，起到减振作用。注意飞控必须粘到减振板正中心位置，如 图4-22所示。图4-22飞控粘接减振板,3)飞控粘接机架将3M 胶贴裁剪成合适的大小，一面粘在减 振板下面，另一面粘在中心板(上层板)正中 心位置，注意飞控盒上的箭头标识必须与机头 方向一致，如图4-23所示。,任务4.3四旋翼无人机的组装实践,图4-23飞控粘接机架,连接接线1)将电调和飞控连接从元器件中找出4个电调，将1号、2号、3号、4号电调接线按顺序依次插在飞控 MAIN OUT内1、2、3、4接口，注意黑色 线在最上面，白色线

14、在最下面，黑色线为地 线，白色线为信号线，如图4-24所示。,任务4.3四旋翼无人机的组装实践,图4-24电调与飞控连线,2)将 接 收 机 与PPM 编码器连接从元器件中找出1个接收机和1个PPM 编 码 器，PPM 编码器输入端有10条线，其 中黑色线为电源线负极(-)、红色线为电源线正极(+)、白色线为信号线(S)将这3条线连接接收机第一通道(CH1),其余7条线均为信号线(S),将 橙 色 线黄色线、绿色线、蓝色线、紫色线按顺序依次对应连接接收机的CH2、CH3、CH4、CH5、CH6 通道，剩下的最后2条信号线在本书所述的操作中未使用，如图4-25所示。,任务4.3四旋翼无人机的组装

15、实践,图4-25 PPM 解码器与接收机连线图,3)将PPM 编码器与飞控连接首先将接收机和PPM编码器分别粘到 中心板上，然后将PPM 编码器信号输出端 的黑色、红色、白色3条线连接飞控的RCIN 插口，注意黑色线连接飞控正面方向(朝上),白色线连接飞控背面方向(朝 下),如图4-26所示。,任务4.3四旋翼无人机的组装实践,图4-26 PPM 编码器与飞控连接图,任务4.3四旋翼无人机的组装实践4)将开关按钮、蜂鸣器与飞控连接从元器件中找出1个开关按钮和1个蜂鸣器，将开关按钮连接飞控的SWITCH 插 口，将蜂鸣器连接飞控的BUZZER 插口，将电源模块上的飞控电源线连接飞控的POWER插

16、口，如图4-27所示。,图4-27开关按钮、蜂鸣器、电源线与飞控连接图,安装电调从元器件中找出4个电调和若干扎带，将4个电机的3条线和4个电调的3条线 连接(此时无须区分顺序，具体内容会 在项目5中介绍),用扎带将线路、电 调捆扎好，如图4-28所示。,任务4.3四旋翼无人机的组装实践,图4-28电调安装捆扎图,任务4.3四旋翼无人机的组装实践整理、捆扎电线将机身上所有电线捋顺、整理、捆绑，不能外露和乱翘，如图4-29所示。,图4-29线路整理图,安装螺旋桨安装螺旋桨时，需要区分正反螺旋桨，一般情况下，螺旋桨的螺帽有两种颜色，一种是黑色，另一种是白色。找出4个螺 旋桨(正反各2个),CCW(逆

17、时针)电机对应白帽桨叶，CW(顺时针)电机 对应黑帽桨叶，如图4-30所示。,任务4.3四旋翼无人机的组装实践,图4-30螺旋桨安装图,任务4.3四旋翼无人机的组装实践安装固定电池从元器件中找出1个电池和1个电池扎带，将电池放入上层板与下层板之间的空隙 用电池扎带将电池固定，如图4-31所示。,图4-31电池固定图,任务4.3四旋翼无人机的组装实践电池固定完成后，四旋翼F450无人机的组装已经完成，如图4-32所示。,图4-32组装完成效果图,学完无人机的组装原理，您可以自己动手组装一架属于自己的无人机。对于无人机初学者来说，建议先从电商网站上查询无人机元器件的相关信息，然后使用实验室设备或者

18、自 行购买的设备进行组装，在组装的过程中记录每一个环节，做好实训总结。实训要求：,组装前列出配件清单，通过电商网站查询并记录配件价格。组装的每个环节都要做好记录。组装完成后，总结在组装过程中的出现的问题与解决办法。,实训4 DIY 无人机实训描述：,口介绍了四旋翼无人机的总体构成，使初学者了解无人机的元器件作用；详细介绍了四旋翼无人机的组装清单，使初学者了解无人机器件和工具；重点介绍了无人机的组装环节和注意事项，使初学者掌握无人机组装流程。通过项目使无人机初学者掌握无人机的组装流程和技巧，通过动手实践，让无人 机初学者近距离感受无人机的魅力。,项目总结,一无人机项目化教程项目内容讲解完毕谢谢!,廣束科学技術我章学院POLrTECIC FSCENCEANoTtchnoloGY,