四旋翼套件

四旋翼飞行器也称为四旋翼直升机,是一种有 4 个螺旋桨且螺旋桨呈十字形交叉的飞行器,可以搭配 GoPro 或者其它微型相机录制空中视频。

在大学里,一些对四旋翼直升机感兴趣的大学生将数学算法运用到机器当中,创造出了极富智能的四旋翼直升机,TED 讲坛中有所诠释

四旋翼飞行器采用四个旋翼作为飞行的直接动力源,旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向,四个旋翼处于同一高度平面,且四个旋翼的结构和半径都相同,旋翼 1 和旋翼 3 逆时针旋转,旋翼 2 和旋翼 4 顺时针旋转,四个电机对称的安装在飞行器的支架端,支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。

典型的传统直升机配备有一个主转子和一个尾浆。他们是通过控制舵机来改变螺旋桨的桨距角,从而控制直升机的姿态和位置。四旋翼飞行器与此不同,是通过调节四个电机转速来改变旋翼转速,实现升力的变化,从而控制飞行器的姿态和位置。由于飞行器是通过改变旋翼转速实现升力变化,这样会导致其动力不稳定,所以需要一种能够长期确保稳定的控制方法。四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直起降机,因此非常适合静态和准静态条件下飞行。但是四旋翼飞行器只有四个输入力,同时却有六个状态输出,所以它又是一种欠驱动系统。

套件内容:

无刷电机                                 *4

电子调速器                               *4

两页螺旋桨                               *4

飞行控制板                               *1

3S 航模电池                               *1

遥控器                                   *1

平衡充电器                               *1

四旋翼机架                               *1

套件图片及简介:

1. 无刷电机

无刷电机.jpg

无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步。中小容量的无刷直流电动机的永磁体,现在多采用高磁能积的稀土钕铁硼(Nd-Fe-B)材料。因此,稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。

2. 电子调速器

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航模无刷电子调速器,是根据电子调速器在航空模型上的应用而命名的。它的输入是直流,通常由 2-6 节锂电池来供电。输出是三相交流,可以直接驱动电机。另外航模无刷电子调速器还有三根信号输出线,用于接接收机。信号线可以引出稳定的 5V 电压,一般可以带 2-4 个舵机供电。航空模型就是通过遥控对航模无刷电子调速器的控制以达到调整飞机的各种飞行姿势和动作。

3. 螺旋桨

螺旋桨.jpg

螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转,将发动机转动功率转化为推进力的装置,可有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种船用推进器。螺旋桨分为很多种,应用也十分广泛,如飞机、轮船的推进器等。

4. 飞行控制板

飞行控制板.gif

如果没有飞控板,四轴飞行器就会因为安装、外界干扰、零件之间的不一致型等原因形成飞行力量不平衡,后果就是左右、上下的胡乱翻滚,根本无法飞行,飞控板的作用就是通过飞控板上的陀螺仪,对四轴飞行状态进行快速调整(都是瞬间的事,不要妄想用人肉完成),如发现右边力量大,向左倾斜,那么就减弱右边电流输出,电机变慢,升力变小,自然就不再向左倾斜。

5.3S 11.1V 航模锂电池

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航模电池全称锂聚合物电池,锂离子聚合物电池一般采用 6-7 位数进行命名,分别表示厚/宽/高,如 PL6567100 表示厚度为 6.5mm,宽度为 67mm,高度为 100mm 的锂离子聚合物电池,其中 PL 表示该电池属聚合物类别。

锂离子聚合物电池制作工艺一般采用叠片软包装,所以尺寸改变很灵活方便,型号相对多。相对以前的电池,来说、能量高、小型化、轻量化,是一种化学性质的电池。在形状上,锂聚合物电池具有超薄化特征,可以配合一些产品的需要,制作成一些形状与容量的电池。该类电池,理论上的最小厚度可达 0.5mm。主要应用于航模飞机系列玩具的锂电池,具有高倍率、安全等特点。

6. 航模遥控器

航模遥控器.jpg

航模遥控器最少要求 4 通道的。通道就是可以遥控器控制的动作路数,比如遥控器只能控制四轴上下飞,那么就是 1 个通道。但四轴在控制过程中需要控制的动作路数有:上下、左右、前后、旋转。所以最低得 4 通道遥控器。

7.     平衡充电器

平衡充电器.jpg

平衡充电是所有锂电池组所需要的充电方式,但是很多小功率的应用中实际是没有平衡充电的,如大多数的笔记本电脑电池组,这样做实际上对电池寿命的影响是相当大的。平衡充电器可以对锂电池组进行平衡充电。

8.     四旋翼机架

非必要,如有条件可以用碳纤维杆自己制作。理论上讲,只要机架上的 4 个螺旋桨不打架就可以了,但要考虑到,螺旋桨之间因为旋转产生的乱流互相影响,建议还是不要太近,否则影响效率。

发布者:MakerCollider,转载请注明出处:http://www.makercollider.com/kit/1456

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