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多旋翼無人機一般組裝步驟

圖文 更新时间:2024-12-24 11:48:22

多旋翼無人機是現在使用最多的民用無人機,甚至在一些巡邏巡線行業機裡面也占有很大的比重。主要原因就在于多旋翼可以像直升機一樣懸停飛行,可以滿足随時停止移動進行詳細調查的需求。而多旋翼的操作難度要遠低于航模直升機。今天多旋翼的主要内容就從下面幾點和大家讨論一下。

章節

一、多旋翼無人機的發展史

二、多旋翼無人機的分類及載人無人機發展的瓶頸

三、多旋翼無人機的主要設備構成

四、多旋翼無人機的幾種遙控器操作方式

五、多旋翼無人機的進階訓練

一、多旋翼無人機的發展史。

(一)、多旋翼無人機的出現

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大疆初期的多旋翼産品 F550和F450

多旋翼無人機比較多的出現應該在2011年以後,當時主要是比較簡易的四旋翼飛行器。當時采用的飛控隻有簡單的自穩功能,沒有GPS輔助,沒有定點功能。有的甚至隻有最基礎的穩定功能,就是保持自身姿态,相當于無飛控的直升機,飛行學習難度地獄級,所有的油門,搖杆,飛控都是不參與調整的。

飛控的自穩功能有以下三個級别。我現在假設向左打杆,來看無人機飛控的自穩

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我的第一架商業機上面的wkm飛控

最高級别,釘釘子級别,現在最常見的。飛控帶GPS和氣壓或者視覺/超聲波定高的。50%油門自動定高懸停,打杆飛機向左傾斜移動。松手後,機身會恢複水平之後繼續有一個向右傾斜的刹車動作。

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這是我一架裝了玉兔飛控的娛樂多軸

低一級别,氣壓定高,帶姿态自穩。打杆回中以後,機身自動水平,或稍微帶點刹車,但是機身會有随慣性漂移的情況,需要手動控制速度。

最低級别,隻有基礎姿态穩定。機身傾角根據手動打杆變化,但是機身不會自動回中。也就是說你如果打杆後不做其他糾正動作,機身會向某些一方向運動,并且越來越快,速度變化快慢由機身傾角決定。油門為實際油門,不會自動定高,如果不随時調整,也會向下或向上運動。全部操作必須是不停止的微操作,否則機身不可能穩定。

(二)、百家争鳴的初代無人機市場

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我做的搭載NAZA飛控的折疊小四軸

初代多旋翼無人機全部為組裝機,慢慢從四旋翼向六、八旋翼開始發展。飛控有QQ飛控,玉兔飛控,APM開源飛控,還有就是大疆創新初代的NAZA 哪吒飛控。當時的多旋翼飛控對大型機的穩定作用效果不好,所以當時多為600mm軸距以下的小型無人機。用途多為硬挂GOPRO或者舵機雲台進行飛行或者簡單的飛行娛樂。

(三)、行業無人機的地位鞏固

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這是一個搭載大疆A2飛控的巡線無人機

從大疆wkm飛控和s800筋鬥雲機架開始,無人機航拍的行業差距慢慢拉開了差距。專業級别的無人機影視航拍開始出現,對于大型無人機,比如一些大級别的六旋翼,八旋翼無人機的穩定支持,使得無人機的整合開始向行業化進化,也為後期的植保、救援、甚至載人無人機的發展做了鋪墊。

二、多旋翼無人機的分類。

(一)、從動力系統來分

多旋翼從動力方式來說有電動,油動兩種方式。電動無人機現在處于絕對優勢的地位,不論是民用還是商用,從娛樂機還是行業機,我們看到的都是電動機。

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2017年就在展覽上出現的油動多旋翼,到現在都沒有量産

油動無人機采用螺距控制幾個螺旋槳的輸出動力,從三四年前就看到一些廠家的研發圖,但是至今為止都沒有進行市場推廣,可見在技術上還存在問題。

(二)、從旋翼和機臂數量來分

一般我們稱多旋翼的螺旋槳為旋翼,機臂稱為軸。在早期無人機上面一般一個軸隻有一個旋翼,所以一般稱為四軸,六軸,八軸。到後期,開始出現了一些三軸六旋翼,四軸八旋翼的機型,甚至出現了六軸十八旋翼等等機型。

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這是一個四軸八槳警用無人機

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左邊是一個三軸六槳的無人機機架。右側和我上面的是一樣的

(三)、從行業應用來分

從行業應用來說,最常見的就是航拍機,其他還有安保無人機,植保無人機,電力架線無人機,還有一些功能小衆不好分類的,比如消防滅火,高壓線垃圾清理等等。有一些巡邏,電力巡線則屬于航拍無人機的範圍。

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我們在外場電力架線

(四)、載人無人機的發展瓶頸

最近幾年,越來越多載人無人機開始出現我們的視野裡。有貌似高端的企業,也有很多的民科。億航的無人機我還可以勉強理解,畢竟有個座艙,但是有些朋友做的所謂載人摩托,就實在是讓人捏了一把汗。前幾天,終于有人上了中國達人秀的舞台,我隻能誇他一句,你膽子真大!

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所謂的載人摩托,我們不是特别支持

載人多旋翼無人機的瓶頸也是普通多旋翼無人機的瓶頸,主要有以下幾點。

1、安全性低

和固定翼,直升機,旋翼機相比,多旋翼無人機就是飛在天上的一塊磚頭。在突然失去動力的情況下,前面這三種機型都可以安全降落。而且無動力降落都是這些機型飛行的必修課。相比于它們,如果多旋翼無人機動力出現問題,就隻能像一塊磚頭一樣墜地,毫無救援的希望。

2、容易受幹擾

多旋翼無人機設備易受幹擾。包括外部幹擾甚至是内部電路幹擾。現在很多安全部門都購置了無人機幹擾器。十一期間也發生了在某景區大量航拍無人機被幹擾墜機的事件。從這個角度來看。多旋翼無人機對幹擾的抵抗能力較差。

3、續航時間短

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外出要帶大量的電池

固定翼最低0.3的推重比就可以飛行,但是多旋翼則需要1以上的推重比才能進行懸停,巡航則需要更高的推重比。多旋翼自重也高于同等載重級别的其他機型。現在多旋翼無人機全部為電動,與油動固定翼相比,長途巡航之後重量依然不會降低,變相增加了無人機的能耗,導緻多旋翼無人機的續航成為了限制多旋翼無人機發展的最大瓶頸。

三、多旋翼無人機的主要設備構成。

(一)、多旋翼的大腦-飛控飛控就是多旋翼無人機的大腦,多旋翼無人機的一個明顯的特點就是必須有飛控參與無人機的飛行,否則是無法工作的。也許大家曾經看到過,有位大哥用了數個摩托車發動機制作多旋翼,想要載人飛行,最終沒有成功,這是必然的。多旋翼無人機飛行看似穩定,其實即使在你沒有任何操作的情況下,飛控無時無刻不在調節飛機姿态,控制各個通道螺旋槳的轉速。

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早期的植保無人機,飛控效果比較少

現在的飛控廠家比較多,大疆最成功的飛控,就是哪吒naza飛控,這是市面上最早的一款商業化最成熟的揭面,全新的調參軟件界面,脫離了以前那種全靠提示音和呼吸燈的調參模式,是為大疆奠定商業帝國基礎的開山之作。

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NAZA-M調參界面

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NAZA的接線圖

零度智控的無人機飛控,特别是雙子星系列,打着“最安全的飛控”的牌子,曾經和大疆創新,在高端無人機組裝市場平分秋色。

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2012年參加本地的航模活動,除了我的六軸,多旋翼隻有一台

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2012年一台裝了NAZA的四軸

後來大疆悟空wkm飛控,A2/A3,植保無人機專業飛控等等,飛控産品并沒有特别多。飛控的開發體現在了精靈,禦等等商業機的功能增加。比如雷達壁障,其他兼容功能等等。

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自動避障功能

當然到2016年左右,傲翼、極飛等廠家開始做無人機植保專用飛控,而很多周邊廠家則圍繞APM,PIX等開源飛控進行修改包裝以後出售,但是飛控的市場曝光率依然開始慢慢弱化,作為無人機的一部分,被整機功能所替代。

(二)、動力系統-無刷電機/電調/螺旋槳電機電調在多旋翼無人機出現的初期,并沒有與固定翼無人機區分開,特别是電調,好盈天行者電調,是最常用的。由于沒有針對多旋翼操作模式進行過優化,所以安裝調試的時候沒有調整好某些數值,會非常容易出問題。比如電調進角,固定翼多調整為中低,而多旋翼則需要調整為高,來提高電機響應速度,否則極易失控。固定翼螺旋槳螺距多數偏高,效率不如多旋翼專用槳葉。多旋翼多采用盤式電機,也是從效率的角度來選擇的。高kv大槳葉是多旋翼無人機的常見選擇。

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早期多旋翼上面的天行者電調,盤式電機,APC1238槳葉

(三)、從機架折疊方式看多旋翼的機架發展

多旋翼無人機随着時間的推移,為了攜帶方便,曾經出現過多種折疊方式。

早期橫折。以飛越810、960機架,就是這種折疊方式。配合快拆槳夾,比原來可以節省不少空間。

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我曾經使用過的飛越810機架

下傘折。以大疆s900/1000為代表,當時為大疆首創,随後零度智控,其他的一些廠家也開始做。包括一些五金配件廠家,開始做折疊件,供玩家裝機使用。

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我們自己做的八旋翼傘折無人機

上傘折。這種奇葩折疊方式看看就好。

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看看就好

橫折。這個折疊方式從大疆植保機開始出現。

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展開的工作狀态

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這也是一種橫着方式

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這是我自己做的橫折四軸。

拆卸式。機臂腳架可以拆卸。

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這個機器就是可以拆卸的

四、多旋翼無人機的幾種遙控器操作方式。

多旋翼無人機遙控器及操作通道設置。

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以上是DJI GO APP中的三種遙控方式,是比較有代表性的。我建議新手一定要從美國手入手,因為這是最符合操作習慣的。右手搖杆基本就代表了多旋翼無人機懸停狀态下的四個平移方向,前後左右,這也讓一些小角度偏航飛行變得更直觀和簡單-搖杆的方向就是飛機的平移方向。

五、從基礎到進階,多旋翼無人機的操作訓練。

現在多旋翼的無人機的操作,比早期無人機飛行已經簡單了很多,但是誤操作依然是多旋翼無人機事故的最主要原因。所以我建議新手依然不要忽視日常的多旋翼無人機訓練,下面我對無人機的訓練順序給各位提個建議。

(一)、不能忽視的幾個基礎訓練。

下面幾個動作比較适合新手從入門開始訓練,可以盡快增加對多旋翼無人機操作的熟悉程度。

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刷鍋繞點

(二)、2個進階動作。

這個動作是我建議中級飛手可以訓練的動作。這個動作是從直升機的一個訓練中演變而來的。

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自旋着陸,或自旋直線飛行

這個動作就是自旋直線飛行。即在正常模式下(不能是無頭模式),手動操作無人機慢速自旋(打轉向杆),同時操作無人機向某一方向直線前進。動作的難點在于機頭朝向是不斷變化的,要在這種情況下保持直線前進,右手搖杆也是不斷變化,才能達到這個效果。

做完這個以後可以再鍛煉下面這個動作。是個立體的圓形,加自旋,難度更大。

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所有上面的訓練不得打開熱點環繞,無頭模式等等快捷功能。熟練的操作才是安全飛行的最基本能力,同時要時刻把握安全這根弦。玩固然重要,但安全才是永遠排第一位的。

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