最新无人机组成上课讲义.doc

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1、无人机组成无人机组成（1）：撑起所有部件的机架所谓“机架”，是指无人机的承载平台，所有设备都是用机架承载起来飞上天上的，所以无人机的机架好坏，很大程度上决定了这部无人机好不好用。衡量一个机架的好坏，可以从坚固程度、使用方便程度、元器件安装是否合理等等方面考察。现在常见的无人机，多数指多轴飞行器的形式，机架的组成与上图这样的大同小异，主要由中心板、力臂、脚架组成，有着结构简单的特点，但缺点是效率较低。这是本频道主要关注的无人机形式。更久一点的无人机，会是这种直升机形式，只有一个主螺旋桨（配合尾螺旋桨低消旋转反扭力）

2、。直升机形式的无人机，由于效率更高，更适合高原、大风等环境，但由于主螺旋桨“杀伤力”太大，而家直升机旋翼头结构复杂，现在是越来越少见到了。还有一种无人机形式，是上图这样的固定翼，有着结构简单、效率高、续航时间长等特点，但缺点就是不能悬停，以及云台安排不太灵活，这对于常见的航拍来说是致命的。所以固定翼无人机常用于侦查监视、测绘等需要长距离、长续航的拍摄情况。多轴飞行器，顾名思义就是有多个螺旋桨，通过螺旋桨转速的不同而实现上升下降、左右旋转、前进后退等等动作。多轴飞行器的轴数，从两轴开始，到十多轴都有，但常见的还是以

3、3、4、6、8轴为主。轴数越多、螺旋桨越多、机架的负载就越大，但相对地结构也就变得越复杂。多轴还有一个概念，就是“轴距”，用于表达机架的尺寸大小。轴距是指对角线两个螺旋桨中心的距离，单位通常是毫米（mm）。机架大小决定了能多多大的螺旋桨，从而决定了机架的负载能力（能携带多大的摄影设备上天）。一般来说，搭载GoPro等运动相机/摄像机或者小卡片相机，可以选择四轴、轴距330-550mm的机架，可以兼顾载重与便携。搭载微单、无反等相机的话，可以选择六轴或八轴、轴距700-1000mm的机架，保证足够的负载能力与机架大

4、小。而想搭载全画幅单反、电影机等等重型设备的话，基本上都需要动用到八轴、1000mm以上的机架，才能有足够的负载能力，否则很容易出现动力不足而产生的坠机意外。无人机组成（2）：飞行的大脑“飞控”“飞控”是指无人机的飞行控制器，用于自动化保持飞行器处于一个特定的状态（悬停、飞行等）。由于无人机经常处于“超视距”的环境飞行，所以自动化控制的飞控对于无人机来说是不能缺少的。好的飞控，还会搭配不少有用的功能，方便控制者进行复杂的运动。本文以多轴飞行器的飞控为主。多轴飞行器的飞控，主要由主控器（上图左上）、姿态感应器（上图

5、右上）、GPS天线以及电子罗盘（上图下）组成，周边还会有电源控制模块、LED提示灯、蓝牙连接模块等等。部分厂商更有新的发挥，把主要部件弄成双份，这样在其中一份失效的情况下，还能有另外一份继续工作。上图中，中间两个长方形的是主控器+姿态感应器，左边两个圆形的就是GPS+电子罗盘。无人机组成（3）：至关重要的动力系统无人机的动力系统，通常有电动机以及内燃机两种，其中以电动机为主。而电动的动力系统主要包含电机、电调（控制电机转速）、螺旋桨以及电池。动力系统各个部分之间是否匹配、动力系统与整机是否匹配，直接影响到整机效率

6、、稳定性，所以说动力系统是至关重要的。无人机的电机主要以无刷电机为主，一头固定在机架力臂的电机座，一头固定螺旋桨，通过旋转产生向下的推力。不同大小、负载的机架，需要配合不同规格、功率的电机，电机并不是说越大越好，效率才是王道。单独的电机并不能工作，需要配合电调，后者用于控制电机的转速。与电机一样，不同负载的动力系统需要配合不同规格的电调，虽然电调用大了没太大影像，但电调大了，自然也重了，效率自然也不会提高。螺旋桨是直接产生推力的部件，同样是以追求效率为第一目的。匹配的电机、电调和螺旋桨搭配，可以在相同的推力下耗用

7、更少的电量，这样就能延长无人机的续航时间。大家有没有发现上图的螺旋桨是有正反两种方向的？因为电机驱动螺旋桨转动时，本身会产生一个反扭力，会导致机架反向旋转。而通过一个电机正向旋转、一个电机反向旋转，可以互相抵消这种反扭力，相对应的螺旋桨的方向也就相反了。现时无人机的电池主要以锂聚合物电池为主，特点是能量密度大、重量轻、耐电流数值较高等等，这些特性都是较为适合无人机的。手机领域也有部分使用锂聚合物电池，但充、放电能力远远不及无人机的这些电池（单片电芯放电能力理论值超过400安）。而由于这些电池用于无人机的动力系统，

8、所以也会被叫做“动力电池”。无人机组成（4）：稳定一切的相机云台现在说到无人机，基本上都与航拍划上等号了吧？既然要把相机、摄像机带到空中，无人机机身的晃动震动自然会影响到拍摄，这时就需要航拍云台了。这里说的云台与常见的摄影云台不同，航拍云台通过传感器感知机身的动作，通过电机驱动让相机保持原来的位置，抵消机身晃动或者震动的影响。现时的航拍云台主要也是由无刷电机驱动，在水平、