第5章多旋翼飛行器組裝第5章多旋翼飛行器組裝5.1機型及主要部件的選擇5.2其他部件及材料工具的準(zhǔn)備5.3機架及動力系統(tǒng)的安裝5.4飛行控制器、接收機、電池的安裝5.5外置GPS的安裝5.1機型及主要部件的選擇5.1.1飛行控制器的選擇5.1.2機架的選擇5.1.3電動機和螺旋槳的選擇5.1.4電池的選擇5.1.5電子調(diào)速器的選擇5.1.6GPS的選擇5.1.7遙控器的選擇5.1.8估算飛行器飛行時間5.1.1飛行控制器的選擇AMP飛行控制器是開源的，各種接口齊全，是學(xué)習(xí)多旋翼飛行器入門首選。

目前，APM飛行控制器常見的是2.8版本，帶內(nèi)置羅盤。APM飛行控制器內(nèi)置氣壓計，需要用黑色海綿蓋住氣壓計避免干擾。

另外，為了減少飛行控制器的安裝高度，應(yīng)選擇接口為彎針的版本（輸入和輸出接口在飛行控制器的側(cè)面。圖5-1APM飛行控制器5.1.1飛行控制器的選擇APM飛行控制器板載的加速度傳感器易受震動影響，在安裝時要考慮飛行控制器的減震。APM飛行控制器的減震利器是所謂的減震支架，由兩塊玻纖支架加4個減震球組成，能有效的減少有害的震動。圖5-2APM飛行控制器減震支架5.1.2機架的選擇

通常情況下機架能夠支撐的質(zhì)量越大，其自身的質(zhì)量也越大，因為它需要使用更結(jié)實的材料，還要做額外的結(jié)構(gòu)加強。

為了容易分辨飛行器在空中飛行時機頭方向，選擇機架時，機臂應(yīng)選擇兩種不同顏色，由于白色機臂跟天空顏色對比不明顯，因此一般選擇紅色和黑色的機臂。

考慮到后續(xù)的安裝布線，機架選擇帶PCB的中心板。圖5-3機架及中心板5.1.2機架的選擇

初學(xué)者練習(xí)降落時候較難緩慢地接地，在降落速度過快的時候容易摔機，這時候可以使用附加腳架（也可以使用機臂自帶的腳架），附加腳架可起到很好的緩沖作用，保護(hù)飛行器不被損壞，而且也有利于后續(xù)安裝航拍設(shè)備。

附加腳架的缺點是讓飛行器重心升高，降落時候增加顛覆飛行器機率而打壞螺旋槳，并且增加機身的重量。圖5-4簡易型附加腳架5.1.3電動機和螺旋槳的選擇1．估算機載設(shè)備的質(zhì)量

為了正確選擇電動機，能夠產(chǎn)生足夠升力，需要弄清楚所有機載設(shè)備的大致質(zhì)量。由于電動機、電池等設(shè)備還沒有選擇，因此現(xiàn)階段只能估算機載設(shè)備的質(zhì)量。機載設(shè)備的質(zhì)量可以從廠家以及其他飛行器愛好者處獲得。設(shè)備名稱數(shù)量單個質(zhì)量（g）總質(zhì)量（g）飛行控制器1約80g約80g機架及附加腳架1約360g約360g電動機4約75g約300g螺旋槳4約15g約60g電子調(diào)速器4約30g約120g飛行控制器供電模塊1約30g約30g2600mAH3S電池1約250g約250gGPS模塊1約70g約70g遙控器回傳模塊1約50g約50g表5-1設(shè)備質(zhì)量估算5.1.3電動機和螺旋槳的選擇

表5-1中各設(shè)備總質(zhì)量約為1320克，加上其他零部件，此裝機實例中飛行器總質(zhì)量約為1.5千克。因此，飛行器要實現(xiàn)懸停，所有電動機聯(lián)合工作時，需要產(chǎn)生的總拉力要與這個質(zhì)量數(shù)據(jù)相匹配。5.1.3電動機和螺旋槳的選擇2．電動機和螺旋槳的選擇

在飛行器總質(zhì)量確定的情況下，要選擇功率強勁的電動機，需保證飛行器的“拉重比”達(dá)到2:1，即電動機要具備提起兩倍于飛行器自重的質(zhì)量。此裝機實例中，制作的是四旋翼飛行器，因而每一個電動機都要能夠產(chǎn)生0.75千克的拉力：1.5千克×2÷4個電動機=0.75千克

在確定了電動機要產(chǎn)生的拉力后，就可以參考廠商提供的電動機與螺旋槳的組合拉力表，找到合適的電動機和螺旋槳組合方案。圖5-5朗宇V2216KV800電動機5.1.3電動機和螺旋槳的選擇

在此裝機實例中，選擇APC1047螺旋槳，直徑10寸，螺距4.7寸。

由于APC原裝的螺旋槳價格較貴，不適合初學(xué)者進(jìn)行飛行練習(xí)，因此也可以選擇價格適中的ATG螺旋槳價。

螺旋槳材料可選擇強度較好的尼龍材料。圖5-6APC1047螺旋槳5.1.3電動機和螺旋槳的選擇

在使用APC1047螺旋槳和3S動力電池時，每個電動機能產(chǎn)生0.79千克的拉力。電壓（伏）螺旋槳尺寸電流（安培）拉力（克）功率（瓦）力效（克/瓦）油門開度11.1APC10473.940043.39.3懸停11790122.16.5最大表5-2電動機和螺旋槳組合在懸停點附近的性能5.1.4電池的選擇

根據(jù)表5-2中電動機和螺旋槳組合在懸停點附近的性能，所提取的最大電流為11安培。將此數(shù)值乘以4（4個電動機）便得到飛行器電動機總電流為44安培。

在此裝機實例中，選擇的是一塊容量為2600毫安?時的電池，放電倍率為25C，因而其最大放電電流為65安培。飛行器電動機的總電流44安培正好在電池的最大放電電流65安培的范圍內(nèi)。圖5-7ACE3S2600mAh電池5.1.5電子調(diào)速器的選擇

在完成了電動機和螺旋槳的選擇、確保它們能夠拉起飛行器后，根據(jù)電動機的拉力數(shù)據(jù)表找到其最大電流，以確保所選擇的電子調(diào)速器的電流足夠大。

在此裝機實例中，選擇的是好盈鉑金系列Platinum-30A-OPTO-PRO電子調(diào)速器，其持續(xù)電流是30安培，并為多軸飛行器優(yōu)化過油門響應(yīng)。圖5-8Platinum-30A-OPTO-PRO電子調(diào)速器5.1.6GPS的選擇

在此裝機實例中，使用APM飛行控制器，其內(nèi)置陀螺儀、氣壓計等傳感器可以滿足四旋翼飛行器的飛行，GPS并不是必須的，但有GPS后，可以定點懸停，可以在失去遙控器信號時候自動返航，也可以設(shè)置電子圍欄不讓飛行器飛行距離過遠(yuǎn)等。

在此裝機實例中，選擇是兼容APM飛行控制器的NEO-M8NGPS模塊，集成HMC5983最新電子羅盤。圖5-9NEO-M8NGPS模塊5.1.7遙控器的選擇APM飛行控制器最少需要4通道遙控器，要想更好發(fā)揮APM飛行控制器的功能，需要多加幾個通道用于設(shè)置飛行模式、自動調(diào)PID等，此裝機實例雖然是個入門級的方案，但建議讀者選擇9通道的遙控器，才能最大限度發(fā)揮APM飛行控制器的功能。

在此選擇的是樂迪AT9遙控器，它支持SBUS通信協(xié)議及回傳模塊。圖5-10樂迪AT9遙控器5.1.8估算飛行器飛行時間

5.1.8估算飛行器飛行時間5.2其他部件及材料工具的準(zhǔn)備5.2.1其他部件的準(zhǔn)備5.2.2材料工具的準(zhǔn)備5.2.1其他部件的準(zhǔn)備1．飛行控制器供電模塊

在此裝機實例中，由于選擇的Platinum-30A-OPTO-PRO電子調(diào)速器不帶BEC功能，因此無法給飛行控制器等提供5V的電壓，需要另外方式給飛飛行控制器等供電。

為解決給飛行控制器等提供5V的供電電壓，可選擇如圖所示供電模塊。圖5-11供電模塊5.2.1其他部件的準(zhǔn)備2．電源主線

電源主線主要用于機架的PCB分電板電源輸入與飛行控制器供電模塊連接。在此裝機實例中，電源主線可用12-14AWG的硅膠線，由于其接口與電池和飛行控制器供電模塊要一致，因此需要準(zhǔn)備一條T型接口的電源主線。

圖5-12電源主線5.2.1其他部件的準(zhǔn)備3．充電器

對于多旋翼飛行器來說不可避免的要使用到鋰聚合物電池，鋰聚合物電池的充電應(yīng)使用專用的充電器。充電器應(yīng)該能通過平衡充電口對每一個電芯的電壓進(jìn)行監(jiān)控，并確保這些電芯電壓都能充到相同的電壓水平。

在此裝機實例中，選擇較為熱門的IMAXB6多功能平衡智能充電器。圖5-13IMAXB6多功能平衡智能充電器5.2.1其他部件的準(zhǔn)備4．香蕉插頭

通常情況下，電動機通過香蕉插頭與電子調(diào)速器相連接。在此裝機實例中，由于選定了朗宇V系列V2216KV800電動機，其電源線不帶香蕉插頭，為了和電子調(diào)速器連接，電動機電源線應(yīng)焊接上香蕉插頭。香蕉插頭如圖5-14所示。圖5-14香蕉插頭5.2.2材料工具的準(zhǔn)備1．輔助材料的準(zhǔn)備

在組裝多旋翼飛行器的時候，除了主要部件的準(zhǔn)備外，還需要一些輔助材料，用于對多旋翼飛行器進(jìn)行固定、保護(hù)、絕緣、避震等作用。在此裝機實例中，需要準(zhǔn)備的輔助材料如表5-3所示。5.2.2材料工具的準(zhǔn)備材料名稱實物及使用圖例用途及作用熱縮管熱縮管應(yīng)用于各種線束、焊點、電感的絕緣保護(hù)，金屬管、棒的防銹、防蝕等。在此用于電線及香蕉插頭的絕緣保護(hù)。需要直徑約5mm、20-30mm和30-40mm熱縮管若干魔術(shù)貼扎帶為了更換電池方便，電池應(yīng)裝在機架下中心板的下方。除了用魔術(shù)貼粘住電池，確保電池不會松動外，還要用魔術(shù)貼扎帶將下中心板和電池扎牢尼龍束線帶用于困扎導(dǎo)線及固定電子調(diào)速器、接收機等使用。為減輕機體重量，建議使用寬3mm長度80-100mm的扎帶

螺絲膠螺絲膠用于固定電動機與槳夾間的螺絲、電動機和機臂間的螺絲等，可有效杜絕由于飛行器振動引起螺絲的松動。取下螺絲的時候，用電烙鐵輕輕加熱螺絲就可以擰下

雙面膠海綿雙面膠用于器材的避震或者固定使用；普通雙面膠用于粘住電池的魔術(shù)帶表5-3輔助材料5.2.2材料工具的準(zhǔn)備2．裝配工具的準(zhǔn)備

在組裝多旋翼飛行器的時候，準(zhǔn)備一些必需的安裝工具可有效提高多旋翼飛行器裝機的質(zhì)量與效率，這也就是常說的“工欲善其事，必先利其器”。在此裝機實例中，需要準(zhǔn)備的工具有電烙鐵及焊錫、六角螺絲旋具、槳平衡器、電子稱及其他工具等。5.3機架及動力系統(tǒng)的安裝5.3.1電子調(diào)速器的焊接5.3.2機架的安裝5.3.1電子調(diào)速器的焊接1．處理電子調(diào)速器電源輸入線1）在電子調(diào)速器紅色和黑色兩條電源輸入線上，用直尺從熱縮膜的那頭開始量6cm的長度（根據(jù)機臂長度及電動機線長度決定），用剪刀剪斷，如圖5-15所示。圖5-15裁剪電源線5.3.1電子調(diào)速器的焊接2）在電源線末端用剝線鉗將約5mm左右的絕緣層剝離，露出裸線，用手把露出的裸線擰緊，如圖5-16所示。（a）剝離電源線絕緣層

（b）擰緊裸線

圖5-16處理電源輸入線5.3.1電子調(diào)速器的焊接3）在裸線上繞一小段焊錫絲，用電烙鐵加熱焊錫絲，讓整個裸線頭被焊錫包住。用焊錫處理過的裸線頭能避免受力時候而讓電線內(nèi)銅絲散開，如圖5-17所示。（a）纏繞焊錫絲

（b）鍍錫

圖5-17處理電源線5.3.1電子調(diào)速器的焊接2．處理電子調(diào)速器電源輸出線1）在電子調(diào)速器電源輸出線上，用直尺從寬熱縮膜的末端開始量3cm左右的長度（根據(jù)機臂長度及電動機線長度決定），用剪刀剪斷，如圖5-18所示。圖5-18裁剪電源輸出線5.3.1電子調(diào)速器的焊接2）觀察香蕉插頭母頭的一端（即焊接電源線的那一端，一般有個小孔）的深度，確定在電源線頭部用剝線鉗剝離絕緣層的長度，一般2-3mm即可。將剝開絕緣層露出的裸線用手?jǐn)Q緊，用電烙鐵加熱焊錫絲，讓整個裸線頭部被焊錫包裹。（a）觀察焊接深度

（b）確定剝離絕緣層長度

圖5-19處理電源輸出線5.3.1電子調(diào)速器的焊接3）在焊接前，要把熱縮套管提前套到電線上去，當(dāng)給這種套管加熱時，它們會收縮，緊緊裹在電線外面，使得電線連接更為牢固。圖5-20電源線套上熱縮套管5.3.1電子調(diào)速器的焊接4）用鋼絲鉗的鉗嘴夾住一個香蕉母頭，淺頭的向上。這時用電烙鐵頭插入香蕉插頭母頭的小孔里面加熱，往母頭端放焊錫絲直到焊錫融化，融化的焊錫不要將小孔完全充滿，到2/3處即可，如圖5-21（a）所示。在焊錫全部融化后，立即插入電源線裸線頭，撤走電烙鐵，直到焊錫冷卻，如圖5-21（b）所示。按同樣的方法裝上剩余兩個香蕉頭。（a）香蕉插頭鍍錫

（b）焊接電源線

圖5-21焊接電源輸出線5.3.1電子調(diào)速器的焊接5）把之前預(yù)先套上的熱縮套管推到與香蕉插頭平頭，熱縮套管要把整個香蕉插頭包住，這樣才能避免香蕉插頭間觸碰時候產(chǎn)生短路。用電吹風(fēng)加熱熱縮套管，直到熱縮套管緊緊的套住香蕉插頭，如圖5-22所示。（a）安裝熱縮套管

（b）加熱熱縮套管

圖5-22處理熱縮套管5.3.1電子調(diào)速器的焊接3．電子調(diào)速器與分電板的連接1）用細(xì)砂紙將分電板上標(biāo)記+和－的焊盤打磨干凈，在焊盤上放適量松香，一手用電烙鐵加熱焊盤，另外一只手不斷的送焊錫絲到焊盤上，直到整個焊盤都蓋一層較厚的焊錫。焊錫區(qū)不要超出焊盤的范圍，如圖5-23所示。（a）打磨焊盤

（b）焊盤鍍錫

圖5-23處理焊盤5.3.1電子調(diào)速器的焊接2）拿出一個電子調(diào)速器，平整面向上，電子調(diào)速器紅黑兩線端對著分電板的一組+和-的焊盤處，加少量的焊錫絲在焊盤上，用電烙鐵把紅色線焊接在+號的焊盤上，把黑色先焊接在-號的焊盤上。（a）焊接電子調(diào)速器（b）電子調(diào)速器與分電板圖5-24焊接電子調(diào)速器5.3.1電子調(diào)速器的焊接3）拿出電源主線，用直尺從接口處量一合適長度，用剪刀剪斷。剝開5mm長的電線絕緣層，焊接在分電板的電源輸入+和-上。如圖5-25（a）所示。另外，應(yīng)該用一些電工膠帶將焊接點覆蓋起來，對接頭實施絕緣保護(hù)，這將有效防止電子調(diào)速器發(fā)生意外短路，如圖5-25（b）所示。（a）焊接電源主線

（b）焊點絕緣處理圖5-25焊接電源主線5.3.2機架的安裝1．安裝電調(diào)1）為了防止安裝電子調(diào)速器后會松動，需要剪一塊3cm×1cm的海綿雙面膠，撕掉海綿雙面膠一面的薄膜，粘在電子調(diào)速器平整面的中間，如圖5-26所示。

電子調(diào)速器的這面裝有散熱片，不能把整個面都用海綿雙面膠覆蓋。圖5-26電子調(diào)速器粘貼雙面膠5.3.2機架的安裝2）取一機臂，把電子調(diào)速器上海綿雙面膠的另一面薄膜撕掉，粘在機臂上，如圖5-27（a）所示。需要注意扎帶打結(jié)的位置要放在機臂上，不能打在電子調(diào)速器上，防止壓壞電子調(diào)速器。（a）粘貼電子調(diào)速器

（b）固定電子調(diào)速器

圖5-27安裝電子調(diào)速器5.3.2機架的安裝3）輕輕的反轉(zhuǎn)焊接好電子調(diào)速器的分電板，用腳架附帶的螺絲，把腳架、分電板、機臂擰緊，如圖5-28所示。4）用上述同樣的方法，把剩余的電子調(diào)速器、機臂和腳架進(jìn)行安裝，使用尼龍束線帶把電子調(diào)速器紅色和黑色的電源線固定在機臂上，如圖5-29所示。（a）安裝機臂

（b）安裝腳架

圖5-28安裝腳架和機臂（a）安裝完成

（b）固定電源線

圖5-29機架安裝5.3.2機架的安裝2．安裝電動機1）處理電動機電源線

由于電動機電源線長度過長，用直尺從電動機電源線根部開始量合適的長度，用剪刀剪斷。逐一焊接好香蕉插頭公頭，如圖5-30所示。2）安裝槳夾輸出軸在安裝過程中，對于每一個槳夾輸出軸安裝螺絲，滴一點螺紋膠，使用六角螺絲批擰緊在電動機上，如圖5-31所示。

（a）量取合適長度

b）焊接香蕉插頭

圖5-30處理電動機電源線（a）滴螺紋膠

（b）固定槳夾輸出軸

圖5-31安裝槳夾輸出軸5.3.2機架的安裝3）安裝電動機在機臂上

把電動機放在機臂電動機安裝座上，電動機電源線朝向分電板方向，三條電源線分別向下穿過機臂孔。拿出機臂附帶的電動機安裝螺絲，在螺絲上滴一點螺紋膠，把電動機擰緊在機臂上。擰緊后，要通過電動機座的散熱孔觀察下，螺絲有沒有太長而頂?shù)诫妱訖C定子上，如圖5-32所示。（a）電動機電源線處理

（b）固定電動機

圖5-32安裝電動機在機臂上5.3.2機架的安裝4）連接香蕉插頭

取出直徑約5cm的熱縮管套，用剪刀剪成12個長度是2cm左右的小管，每個電動機香蕉公頭套一個，再接上電子調(diào)速器和電動機的香蕉插頭。

電子調(diào)速器的3條電源線和電動機的3條電源線可以隨便接，到調(diào)試飛行控制器階段，才能確定電動機旋轉(zhuǎn)方向是否正確，因此現(xiàn)在只是插上接頭，等調(diào)試完畢再加熱熱縮管套和困扎好電源線，如圖5-33所示。

圖5-33連接香蕉插頭5.3.2機架的安裝3．安裝飛行控制器電源模塊1）取直徑是20mm的熱縮管，剪3cm長的一截，套在電源模塊的母頭上，再把母頭跟電源主線的公頭插到一起，套上熱縮膜后加熱套牢，如圖5-34所示。插上T型插頭后，加熱熱縮管套包住整個插頭，注意熱縮管套要大于插頭長度才能緊緊包住插頭不會松脫。

圖5-34連接電源主線和供電模塊5.3.2機架的安裝2)取出中央機架，把中央機架擰緊在機臂上。按照圖5-35所示的方法，把電源模塊用扎帶扎在中央機架上，注意安裝的方向一定要與圖中一致，這樣才能保證電源模塊中給飛行控制器供電的電線不用跨越飛行控制器表面。圖5-35安裝飛行控制器電源模塊5.4飛行控制器、接收機、電池的安裝5.4.1飛行控制器的安裝5.4.2遙控器接收機的安裝5.4.3電池的安裝5.4.4電子調(diào)速器數(shù)據(jù)線的連接5.4.1飛行控制器的安裝

為了確保飛行控制器有足夠的精度，需要將它安裝在一個隔振架上，這個架子由兩塊玻璃纖維板組成，中間使用軟橡膠球隔開，以吸收振動。1）取出大的減震板，在4個孔上裝上軟橡膠球，如圖5-36所示。安裝過程中應(yīng)注意不要戳穿或撕裂這些軟橡膠球。圖5-36安裝軟橡膠球5.4.1飛行控制器的安裝2）在中央機架上，找到減震大板安裝的中心位置。確定好安裝位置后，在四個軟橡膠球位置貼一小塊海綿雙面膠（能減少減震大板上的軟橡膠球脫落機率），再把減震大板粘貼到中央機架上。按圖5-37中的位置用扎帶把減震大板扎穩(wěn)。（a）粘貼海綿雙面膠

（b）固定減震大板圖5-37安裝減震大板5.4.1飛行控制器的安裝3）把小避震板裝到減震球上。。安裝的時候，飛行控制器外殼上寫著“FORWARD”的箭頭對著機頭方向，飛行控制器外殼上寫著PM的接口要與電源供電模塊電源線在同一個方向。裝好后，把電源供電模塊的電源線插到飛行控制器的PM端口上，再用熱熔膠槍把PM插頭固化住。安裝過程如圖5-38所示。圖5-38安裝飛行控制器5.4.2遙控器接收機的安裝

遙控接收機與飛行控制器的連接端口如圖5-39所示。

在圖5-39中，飛行控制器的每個INPUT通道從上到下分別是信號端、電源端、接地端，遙控接收機的輸出通道也是從上到下分別是信號端、電源端、接地端。連接時飛行控制器INPUT輸入端的信號端、電源端、接地端要與接收機輸出通道的信號端、電源端、接地端一一對應(yīng)。圖5-39飛行控制器與遙控接收機5.4.2遙控器接收機的安裝

1）用一條杜邦線插在飛行控制器的INPUT的1接口，另外一頭插到接收機的輸出通道的1接口。連接好通道1后，再檢查下飛行控制器端和接收機端的信號端、電源端、接地端3根線是否一一對應(yīng)。如圖5-40所示。（a）連接一個通道

（b）通道連接

圖5-40飛行控制器與遙控接收機連接5.4.2遙控器接收機的安裝2）在遙控接收機底部粘貼一塊海綿雙面膠，按圖5-41（a）中的位置粘在分電板上，再用尼龍束線帶將遙控接收機固定。遙控接收機的天線端用尼龍束線帶困扎在腳架上，否則飛行器飛行時容易損壞天線頭，如圖5-41（b）所示。（a）固定遙控接收機

（b）固定遙控接收機天線

圖5-41固定遙控接收機及天線5.4.3電池的安裝1）電池是放在分電板下方（沒有標(biāo)記正負(fù)極的那面），為了讓電池盡量居于整個機架的中心位置，需要先在分電板上標(biāo)記下中心位置，并用雙面膠把長約11cm的勾面魔術(shù)貼粘在下分電板上，以方便以后放電池之用，如圖5-42所示。（a）標(biāo)記中心位置

（b）固定魔術(shù)貼

圖5-42處理電池放置位置5.4.3電池的安裝2）為了確保電池固定牢靠，不至于四處滑落，需要在電池的正面上，用雙面膠粘上絨面魔術(shù)貼。用直尺量分別量出長邊和短邊的中心位置，用記號筆做標(biāo)記。如圖5-43所示。（a）電池粘貼絨面魔術(shù)貼

（b）標(biāo)記中心位置