一种四旋翼飞行器样机的制作_方美发

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1、2014年第2期闽江学院学报No．22014(总第142期)JOUＲNALOFMINJIANGUNIVEＲSITYCeneralSerialNo．142一种四旋翼飞行器样机的制作方美发，李龙棋，唐晓腾(闽江学院物理学与电子信息工程系，福建福州350121)摘要:介绍了一种四旋翼飞行器的制作．采用多旋翼计算器对电调、旋翼电机，以及螺旋桨叶片进行了选择;组装F450标准机架;采用GY－86惯性传感器定姿，基于MWC飞控板，实现了一种四旋翼飞行器的正常飞行．关键词:四旋翼飞行器;MWC;GPS中图分类号:V249．12文献标识码:A文章编号:1009－7821(2014)

2、02－0059－08TheimplementofaquadcopterprototypeFANGMei-fa，LILong-qi，TANGXiao-teng(DepartmentofPhysics＆ElectricalInformationEngineering，MinjiangUniversity，Fuzhou，Fujian350121，China)Abstract:Thispaperintroducestheprocessoftheimplementofaquadcopterprototype．Basedonmulti-coptercalculator，thes

3、electionofmotor，bladesisdetermined，aswellasthemotor，controller．WiththestandardF450frame，thequadcopterisbuild．ControlledbytheMWCfirmware，cooperatedwithGY－86inertialsensors，thisquadcoptercarriesoutitsflightwell．Keywords:quadcopter;MWC;GPS飞行器一直是各国研究的热点，在诸如侦察与营救、数据采集、地质勘探视频监控等实际应［1－3］用的需要下

4、，无人飞行器(unmannedaerialvehicle，UAV)多年来一直是研究的热点．飞行器一般分为固定翼飞行器和旋翼飞行器．固定翼飞行器是通过动力装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼产生升力，在大气层内飞行的重于空气的航空器．旋翼航空器在空中飞行的升力由一个或多个旋翼与空气进行相对运动的反作用获得．固定翼机具有速度快、机动性高、安全舒适等优点，但是也存在一定的局限性，包括价格昂贵、受天气情况影响、起降场地受限，以及一定的危险性;此外，固定翼飞机一般采用燃油作为能源，存在温室气体排放问题．而旋翼机具有自由垂直升降、空中悬停、安全性能高、稳定性好、抗风性强、

5、经济性能好、体积小的优点，对小型多旋翼飞行器的研制亦为当下热点．目前性能较为优越的是四旋翼飞行器，与其他它飞行器对比，四旋翼飞行器的优势在于结构收稿日期:2014－03－03基金项目:大学生创新创业训练计划项目(201310395002)作者简介:方美发(1990－)，男，福建漳州人，闽江学院物理学与电子信息工程系学生李龙棋(1991－)，男，福建泉州人，闽江学院物理学与电子信息工程系学生．唐晓腾(1974－)，男，福建福州人，闽江学院物理学与电子信息工程系数字创意实验室副教授．·59·闽江学院学报2014年简单，仅仅通过4个电动马达的PID控制即可实现灵活机动的空

6、中飞行性能;操纵性能良好，目前已经能够实现在较小的运动空间实现良好的起飞、盘旋、飞行与着陆．四旋翼飞行器的整体构成，按照常规的划分，可以分为机械、传感器、执行器，控制系统4个部分．1机械部分对于一个设备，机械部分的功能是为整机提供一个稳定的机架，为相关功能提供必要的安装依托，提供必要的机械运动．四旋翼飞行器，顾名思义，是通过4个旋翼实现飞行的功能．因此，四旋翼飞行器的机械部分需要实现的功能包括:1)一个稳定的机架，实现电机、传感器、飞行控制板、电源等部件的安装依托;2)通过机架的相关设计，实现4个旋翼之间的相对位置、尺寸关系的确定．为了保证以上功能，考虑到实际情况，

7、根据初步的测算，考虑了螺旋桨叶片的尺寸，本项目采用轴距为450mm的标准大疆F450机架．具体的供货情况如图1、图2所示:图1F450机架包装图2F450机架配件Fig．1PackageofF450Fig．2PartsofF450图3是安装完成后的机架，包含了电调、电机、螺旋桨，以及电源等部件．4个机架按照90°均匀分布，4个旋翼均匀分布在对角线为900mm正方形的顶点．2执行器执行器部分包括能够提供足够扭矩的电机，配套的驱动器，以及相应的螺旋桨叶．首先需要根据电机、驱动器、电机，以及螺旋桨进行试配，以达到整机的基本举升能力，采用http://www．ecalc