無人機組裝與調(diào)試2020年4月

無人機概論教學ppt第一章目錄第一節(jié)無人機的基本結構第二節(jié)無人機動力系統(tǒng)第三節(jié)無人機控制站與飛行控制系統(tǒng)第二章無人機結構與系統(tǒng)組成第四節(jié)無人機通信導航系統(tǒng)第五節(jié)無人機任務載荷系統(tǒng)第六節(jié)無人機發(fā)射回收裝置1

典型的無人機是由飛行器平臺、動力系統(tǒng)、控制站與飛行控制系統(tǒng)、通信導航系統(tǒng)、任務載荷系統(tǒng)以及發(fā)射/回收系統(tǒng)等組成。2.1無人機的基本結構無人機的結構是由什么組成的？12.1.1固定翼無人機的基本結構機翼機身尾翼起落裝置動力裝置2.1無人機的基本結構12.1無人機的基本結構2.1.1固定翼無人機的基本結構1.機翼：機翼主要功能是產(chǎn)生力的作用，以支持飛機在空中飛行，同時也起到一定穩(wěn)定和操作作用。12.1.1固定翼無人機的基本結構1.機身：主要功能是裝載貨物和各種設備，將飛機的其他部位，如機翼，尾翼，發(fā)動機等連接成一個整體。2.1無人機的基本結構12.1無人機的基本結構2.尾翼：包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由固定翼的水平安定面和可動的升降舵組成，垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可動的方向舵。尾翼的作用是操縱飛機俯仰和偏轉，保證飛機能平穩(wěn)飛行。2.1.1固定翼無人機的基本結構

12.1無人機的基本結構2.1.1固定翼無人機的基本結構

4.起落裝置：飛機的起落架大都由減振支柱和機輪組成，其作用是起飛、著陸滑跑，地面滑行和停放時支撐飛機。1-收放動作筒；2-撐桿；3-機輪；4-鉸鏈；5-減震支柱12.1無人機的基本結構

5.動力裝置：動力裝置主要用來產(chǎn)生拉力和推力，使飛機前進。飛機上除了這五個主要部分外，根據(jù)飛機操作和執(zhí)行任務的需要，還裝有各種儀表、通信設備、領航設備、安全設備等其他設備。2.1.1固定翼無人機的基本結構

12.1無人機的基本結構2.1.2多旋翼無人機的基本結構

機架12.1無人機的基本結構引導問題：多旋翼無人機機架主要由哪三部分組成的？①多旋翼無人機的機架主要由機臂、中心板和起落架組成，而某些無人機的機架也采用一體化設計、多旋翼無人機的機架一般都選擇高強度輕質(zhì)的材料制造，例如：玻璃纖維、尼龍材質(zhì)、碳纖維復合材料等。多旋翼無人機的所有設備都是通過機架連接的，所以機架的主要作用是承載其他構件的安裝。機臂中心版腳架答題1答題時間?。?！

1.多旋翼無人機的機架主要由____、____和____組成的?A.機臂B.旋翼C.起落架D.中心板ACD2.無人機的來歷始于在年，第一架無人機誕生年。191419273.固定翼無人機的基本結構是由：所組成。機翼機身尾翼起落裝置動力裝置12.1無人機的基本結構2.大家現(xiàn)在知道了機架是大多數(shù)設備的安裝位置，也是多旋翼無人機的主體，也稱為機身。動力裝置和飛控板（飛行控制器）等設備都要安裝在機架上面。根據(jù)懸臂個數(shù)不同分為：三旋翼，四旋翼，六旋翼，八旋翼，十六旋翼，十八旋翼等，也有四軸八旋翼，結構不同叫法也不同。1生活中有什么東西是玻璃纖維做成的？

小時候玩的熒光玻璃纖維絲3D打印材料

玻璃纖維原材料2.1無人機的基本結構無人機材質(zhì)11.根據(jù)機架類型按材質(zhì)的不同，一般可以將機架分為以下幾種類型：1)塑膠機架。其主要特點是具有一定的剛度、強度和可彎曲度，價格比較低廉。2）玻璃纖維機架。其主要特點是強度比較高，而且需要的材料很少，可以減輕整體機架的重量。3）碳纖維機架。其主要特點是價格要貴一些，但重量輕。基于結構強度和重量考慮，一般采用碳纖維機2.1無人機的基本結構無人機材質(zhì)塑膠機架玻纖機架炭纖機架1基于結構強度和重量考慮，一般采用碳纖維機架，如圖所示。2.機架作用機架的主要作用如下：1)提供安裝接口。這些接口包括安裝和固定電動機、電子調(diào)速器、飛控板的螺紋孔。2）為整體提供穩(wěn)定和堅固的平臺，使電動機在轉動過程中不會毀壞其他設備，并為傳感器提供一個穩(wěn)定的平臺。3）用于安裝起落架等緩沖設備，為飛行器提供安全的起飛和降落務件，避免損壞其他儀器。4）為其他裝置提供相應的保護，保護飛行器本身和可能接觸到的操作人員。2.1無人機的基本結構無人機材質(zhì)1碳纖維復合材料

碳釬維材質(zhì)

碳纖維材質(zhì)無人機

優(yōu)勢：1.高強度2.低熱膨脹系數(shù)(變形量小)3.較輕4.優(yōu)秀的抗腐蝕與輻射性能2.1無人機的基本結構12.1無人機的基本結構2.起落架起落架：是多旋翼無人機唯一和地面接觸的部位。作為整個機身在起飛和降落時候的緩沖，也是為了保護機載設備，要求起落架具有強度高，結構牢固，和機身保持相當可靠的連接，能夠承受一定的沖力等特點。一般在起落架前后安裝或涂裝不同的顏色，用于在遠距離飛行時能夠區(qū)分多旋翼無人機的前后面。起落架起落架12.1無人機的基本結構3.動力裝置多旋翼無人機的動力裝置通常采用電動系統(tǒng)，主要由電池、電子調(diào)速器、電動機和螺旋槳四個部分組成。動力裝置大疆悟系列電池電調(diào)電機螺旋槳12.1無人機的基本結構飛控系統(tǒng)4.飛控系統(tǒng)飛控系統(tǒng)：主要由陀螺儀、加速度計、角速度計、氣壓計、GPS模塊、指南針和控制電路等組成，主要功能是計算并調(diào)整無人機的飛行姿態(tài)，控制無人機自主或半自主飛行。12.1無人機的基本結構2.1.3無人直升機的基本結構無人直升機的基本結構一般包括：機身、主旋翼、尾槳、操縱系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、電動機或發(fā)動機和起落架等。無人機直升機結構組成機身主旋翼尾槳操縱系統(tǒng)傳動系統(tǒng)電動機起落架12.1無人機的基本結構1）無人直升機機身：的主要功能是裝載燃料、貨物和設備等，同時作為無人直升機安裝基礎，把各部分連成一個整體。12.1無人機的基本結構2)主旋翼由槳葉和槳轂等部件組成，主要功能是將槳葉旋轉的動能轉換成旋翼的升力和拉力。主旋翼葉片12.1無人機的基本結構3）尾槳一般安裝在尾梁后部、尾斜梁或垂尾上，主要功能是平衡旋翼的反轉矩、改變尾槳的推力(或拉力），實現(xiàn)對無人直升機航向的控制和提供一部分升力等。尾槳分為推式尾槳和拉式尾槳兩種類型。14)操縱系統(tǒng)主要由自動傾斜器、座艙操縱機構和操縱線系等組成，主要功能是用來控制元人直升機的飛行。無人直升機的垂直、俯仰、滾轉和偏航四種運動形式分別對應總距操縱、縱向操縱、橫向操縱和航向操縱四個操縱。2.1無人機的基本結構15）傳動系統(tǒng)主要由減速器、傳動軸、尾減速器及總監(jiān)減速器組成，主要功能是將發(fā)動機的動力傳遞給主旋翼和尾槳。2.1無人機的基本結構目錄第一節(jié)無人機的基本結構第二節(jié)無人機動力系統(tǒng)第三節(jié)無人機控制站與飛行控制系統(tǒng)第四節(jié)無人機通信導航系統(tǒng)第五節(jié)無人機任務載荷系統(tǒng)第六節(jié)無人機發(fā)射回收裝置12.2無人機動力系統(tǒng)無人機動力系統(tǒng)有哪些分類？12.2無人機動力系統(tǒng)

無人機動力系統(tǒng)電動動力系統(tǒng)油動動力系統(tǒng)油電混動系統(tǒng)大型、中型無人機小型、微型無人機新興、試驗階段12.2無人機動力系統(tǒng)1.電動系統(tǒng)的組成？2.2無人機動力系統(tǒng)電調(diào)電源電機螺旋槳四部分組成12.2無人機動力系統(tǒng)電動系統(tǒng)連接大法電調(diào)機翼12.2無人機動力系統(tǒng)螺旋槳12.2無人機動力系統(tǒng)槳葉的型號有四位數(shù)，怎么理解呢？

螺旋槳尺寸通常用“XXXX”型數(shù)字來表示，前兩位數(shù)字是螺旋槳直徑，后兩位數(shù)字表示螺旋槳螺距，單位均為英寸，1英寸約等于2.54厘米。12.2無人機動力系統(tǒng)是不是還不知道什么是軸距呢？

對于一些剛剛接觸無人機的朋友來說可能不太好懂。不過沒關系，我們先來聊聊一個所有人都了解的東西：螺絲釘?shù)穆菥嗑褪茄勇菪€方向兩個相同螺紋之間的距離，請看下圖：12.2無人機動力系統(tǒng)什么是軸距呢？

而對于螺旋槳來說，我們知道槳的葉片與轉動平面是有一個夾角的，所以在轉動時才會對空氣產(chǎn)生推力。而這正因為這個夾角的存在，我們就可以對這個夾角做度量，為其測量螺距。我們假設螺旋槳與螺絲釘一樣延著螺旋線轉動并延伸下去，如下圖：螺旋槳轉一圈，向任何方向移動的距離12.2無人機動力系統(tǒng)螺旋槳型號

螺旋槳型號一般不會有1102這么標來的，一般會標11＊2和1120這兩種標法表示的意思一樣都表示螺旋槳直徑為11英寸，螺距百為2英寸。（軸距大于10就把零去掉）12.2無人機動力系統(tǒng)螺旋槳型號關于小數(shù)點問題，比如螺旋槳11＊105和1150這兩個度前者就表示螺距都為10.5后者螺距就是5。（具體可以理解為螺距數(shù)值大于10加小數(shù)點答小于10不加小數(shù)點）。12.2無人機動力系統(tǒng)螺旋槳正反槳螺旋槳有正反槳之分，順時針方向旋轉的是正槳，逆時針方向旋轉的是反槳。12.2無人機動力系統(tǒng)螺旋槳正反槳正槳順時針旋轉才能產(chǎn)生向上的拉力，反槳逆時針旋轉同理。為了抵消相鄰的槳自旋，所以相鄰的槳旋轉方向是相反的。12.2無人機動力系統(tǒng)分辨螺旋槳正反槳仔細看你會發(fā)現(xiàn)槳葉兩邊不是一樣高的，槳葉兩邊最高的一邊為切風面，正反螺旋槳的旋轉方向總是順著切風面的，可以理解為切風面把空氣順勢往下推，形成向下的推力，把無人機和螺旋槳對比就是形成向上的拉力。切風面切風面12.2無人機動力系統(tǒng)螺旋槳正反面

其次要注意，有些螺旋槳不是和無人機是一體的用擰螺絲的方式安裝的，這里就要注意，槳葉圓潤的那面是向上的,一般情況下向上的那面是有字的，也可以理解為突兀的一面是面朝上的，相反凹陷的一面向下。圓潤突兀12.2無人機動力系統(tǒng)

回到我們生活，我們平時用的電風扇出風原理也是一樣的喲。槳葉凹面為出風面，凸面為入風面。只不過電風扇電機的轉速不足以讓電風扇飛起來。（無人機槳葉最高轉速可達每分鐘6到7千轉）螺旋槳正反面無人機剛開始起飛的時候轉速只有兩三千，如果達到全速飛行的情況能達到（每分鐘）六七千轉。無人機螺旋槳威力測試2.2無人機動力系統(tǒng)螺旋槳威力12.2無人機動力系統(tǒng)電動機與螺旋槳的配型原則

高KV電動機配小槳，低KV電動機配大槳。因為大槳越大升力越大，但對應就需要小kv值的電機，小槳葉升力小，所以需要用大kv值電機轉速來彌補升力。小kv力氣大大kv轉速快電動機（kv值）槳800-100011-10英寸槳1200-18009-8英寸槳2600-28006-5英寸槳＜28009050槳12.2無人機動力系統(tǒng)2.電子調(diào)速器12.2無人機動力系統(tǒng)

動力電機的調(diào)速系統(tǒng)稱為電調(diào)，全稱為電子調(diào)速器，英文ElectronicSpeedController,簡稱ESC。功能:根據(jù)控制信號調(diào)節(jié)電動機的轉速。2.電子調(diào)速器（功能:根據(jù)控制信號調(diào)節(jié)電動機的轉速）12.2無人機動力系統(tǒng)2.電調(diào)的連接電調(diào)的連接：電調(diào)的輸入線與電池連接；電調(diào)的輸出線（無刷三根）與電機連接；電調(diào)的信號線與接收機連接。電調(diào)一般有輸出功能（BEC），即在信號線的正負極之間有5V左右的電壓輸出，通過信號線為接收機和舵機供電。12.2無人機動力系統(tǒng)電調(diào)遙控器電源電機飛控螺旋槳接收機2.電子調(diào)速器電調(diào)輸入端的紅線、黑線需并聯(lián)接到電池的正負極上，其輸出端的3根黑線連接到電動機；其BEC信號輸出線，用于輸出5V電壓給飛控供電和接收飛控的控制信號；遙控接收機連接在飛控上，輸出遙控信號，并同時從飛控上得到5V供電。12.2無人機動力系統(tǒng)3.電機12.2無人機動力系統(tǒng)3.電機12.2無人機動力系統(tǒng)直流電動機是目前無人機使用最多、應用最廣的動力裝置。直流電動機有刷直流電機無刷直流電機外轉子無刷電機內(nèi)轉子無刷電機（效率低、無人機領域淘汰）有刷直流電動機無刷直流電動機3.電機12.2無人機動力系統(tǒng)外轉子無刷電機內(nèi)轉子無刷電機3.電機12.2無人機動力系統(tǒng)1、型號：以尺寸為依據(jù)2212、2205、2213

前兩位是定子外徑（mm）、后兩位的是定子高度（mm）。定子的外徑和高度越多，定子的鐵芯越大，線圈繞的匝數(shù)也越多，表現(xiàn)出來就是電機的功率越大。當然，尺寸越大功率越大，但重量也越大。需要注意的，此尺寸是指定子的，不是指電機外型尺寸，電機殼的厚度、散熱糟形、底座高度等都影響電機外型尺寸，所以用定子尺寸做功率的判斷比用外型尺寸要標準和靠譜。無刷電機的性能指標之一：3.電機12.2無人機動力系統(tǒng)不能通過KV比較電機的好壞，不能說KV380的比KV600的好?？辙D轉速的計算：KV值是指電機空轉沒有帶螺旋槳等負荷下的轉速與電壓的關系，如KV是650，在11.1V電壓下空轉轉速是11.1×650=7215轉/分鐘，KV值是900，同樣電壓下的空轉轉速是9990轉/分鐘。輸入電壓增加1伏特(V)，無刷電機空轉轉速（轉/分鐘）增加的轉速值。2、KV：每伏特（V）能達到的每分鐘轉速，轉速/V。無刷電機的性能指標之二：3.電機12.2無人機動力系統(tǒng)4.電池12.2無人機動力系統(tǒng)4.電池重量重、能量密度低，漸被淘汰鎳氫電池鎳鉻電池鋰聚合物電池能量高、小型化、輕量化，主流作用：為電動機的運轉提供電能。12.2無人機動力系統(tǒng)正極（+）：導電高分子聚合物鋰聚合物電池

負極（-）：鋰金屬或鋰碳層間化合物

電解質(zhì)：固態(tài)或膠態(tài)高分子電解質(zhì)電池三要素：正極、負極、電解質(zhì)4.電池12.2無人機動力系統(tǒng)優(yōu)點：1.沒有多余的電解液，因此它更可靠更穩(wěn)定。2.采用鋁塑包裝，內(nèi)部出現(xiàn)問題可立即通過外包裝表現(xiàn)出來，即鼓脹。3.具備高分子材料所特有的質(zhì)量輕、彈性好、易成膜等特性，也順應了化學電源質(zhì)量輕、安全、高效、環(huán)保的發(fā)展趨勢。4.電池12.2無人機動力系統(tǒng)觀察幾個鋰聚合物電池的特點？不同點：片數(shù)不同、體積大小不同、數(shù)據(jù)不同相同點：S1P、V、mAh、C、Wh電池性能指標電池級數(shù)電池電壓電池容量放電能力4.電池12.2無人機動力系統(tǒng)S:電池的串聯(lián)級數(shù)S1P:幾塊電池串聯(lián)在一起組成電池組2S1P、3S1P、4S1P12S1P……電池的性能指標之一:串聯(lián)級數(shù)4.電池12.2無人機動力系統(tǒng)電壓：用伏特（V）來表示標稱電壓：廠家按照國家標準標示的電壓，額定電壓，可用來鑒別電池類型。使用時電池的電壓是不斷變化的。電池的性能指標之二:電池電壓電池類型標稱電壓充電后電壓放電后保護電壓保存電壓鋰聚合物電池3.7V4.2V3.6V3.8V鎳氫電池1.2V1.5V1.1V1.5V4.電池12.2無人機動力系統(tǒng)電池的性能指標之二:電池電壓電池電壓（V）放電時間（min）鋰聚合物電池放電時間圖4.電池12.2無人機動力系統(tǒng)容量：用毫安時（mAh）來表示

即電池以某個電流來放電能維持一小時。1000mAh：電池能保持1000毫安（1安培）放電一小時。

電池的性能指標之三:電池容量4.電池12.2無人機動力系統(tǒng)電池的性能指標之四:放電能力放電能力：用倍率（C）來表示，按照電池的標稱容量最大可達到多大的放電電流。

例：一個1000mAh、10C的電池，最大放電電流可達：1000ⅹ10=10000毫安，即10安培（A）4.電池12.2無人機動力系統(tǒng)電池的性能指標之四:放電能力實際使用中，電池的放電電流究竟是多少與負載電阻有關。？思考：使用11.1V、1000mAh、10C的電池，電動機電阻是1.5Ω，則在電池有12V電壓的情況下，忽略電調(diào)和線路的電阻不計，電流是多少？

電流=12÷1.5=8安培（A）4.電池12.2無人機動力系統(tǒng)充電倍率：充電倍率=充電電流/額定容量，用來指導選擇合適的充電器。

例：一個電池容量4000mAh，充電倍率5C的電池，使用的充電器最大充電電流為：4000ⅹ5=20000毫安，即20安培（A）電池的性能指標之四:放電能力4.電池12.2無人機動力系統(tǒng)練習：某無人機鋰聚合物電池上標有12000mAh、25C、6S1P的數(shù)據(jù)，如果兩塊相同的電池串聯(lián)，在滿電狀態(tài)下，電壓為多少，可以持續(xù)放出電流最大為多少安培？如果兩塊電池并聯(lián)呢？串聯(lián)：

滿電電壓：4.2V×6×2=50.4V

最大放電電流：12000×25=300000mA=300A并聯(lián)：

滿電電壓：4.2V×6=25.2V

最大放電電流：12000×2×25=600000mA=600A串聯(lián)分壓并聯(lián)分流4.電池12.2無人機動力系統(tǒng)5.活塞發(fā)動機12.2無人機動力系統(tǒng)活塞式發(fā)動機也叫往復式發(fā)動機，由氣缸、活塞、連桿、曲軸、氣門機構、螺旋槳減速器、機匣等組成主要結構?；钊桨l(fā)動機屬于內(nèi)燃機，它通過燃料在氣缸內(nèi)的燃燒，將熱能轉變?yōu)闄C械能?；钊桨l(fā)動機系統(tǒng)一般由發(fā)動機本體、進氣系統(tǒng)、增壓器、點火系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)以及排氣系統(tǒng)構成?；钊慕Y構5.活塞發(fā)動機12.2無人機動力系統(tǒng)5.活塞發(fā)動機活塞在氣缸內(nèi)要經(jīng)過四個沖程：進氣沖程，壓縮沖程，膨脹沖程，壓縮沖程，排氣沖程。12.2無人機動力系統(tǒng)航空渦輪發(fā)動機的組成1—進氣道

2—壓氣機

3—燃燒室

4—燃氣渦輪

5—尾噴管6—加力燃燒室

7—噴油嘴

8—加力噴油嘴

9—可調(diào)噴口作動筒5.活塞發(fā)動機12.2無人機動力系統(tǒng)渦槳發(fā)動機的組成1—螺旋槳減速器2—進氣口3—壓氣機4—燃燒室5—燃氣渦輪6—噴管5.活塞發(fā)動機目錄第一節(jié)無人機的基本結構第二