导图社区 无人机驾驶员课程—多旋翼无人飞行器
无人机驾驶员培训第9章,多旋翼无人飞行器,也称为多旋翼无人机或多轴飞行器,是一种具有3个及以上旋翼轴的无人驾驶直升机,常见的旋翼数量为偶数,如四轴、六轴、八轴等。以下是关于多旋翼无人飞行器的详细介绍,希望对大家有所帮助!
编辑于2024-07-17 11:40:20云南省政2024年府工作报告重点工作概览,通过深入解读这份工作报告,我们可以更加清晰地看到云南省在高质量发展道路上的坚定决心与实际行动,以及为人民群众谋福祉、推动经济社会全面进步的不懈努力。
视距内多旋翼无人机驾驶员理论课程(全套课程),包含无人机理论概述、无人机系统及组成、飞行原理与性能、无人机驾驶理论——气象、起降操作技术、Futaba遥控器、空域与法规、多旋翼无人飞行器,整理不易,欢迎点赞收藏!
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云南省政2024年府工作报告重点工作概览,通过深入解读这份工作报告,我们可以更加清晰地看到云南省在高质量发展道路上的坚定决心与实际行动,以及为人民群众谋福祉、推动经济社会全面进步的不懈努力。
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无人机驾驶员培训第9章,多旋翼无人飞行器,也称为多旋翼无人机或多轴飞行器,是一种具有3个及以上旋翼轴的无人驾驶直升机,常见的旋翼数量为偶数,如四轴、六轴、八轴等。以下是关于多旋翼无人飞行器的详细介绍,希望对大家有所帮助!
多旋翼无人飞行器
概念
概念及原理
多旋翼飞行器的概念
具有三个以上旋翼轴的特殊直升机
性质
重于空气
直升机
多个旋翼
多旋翼飞行原理
升力公式:
v:转速乘以旋翼某一位置半径
s:某一半径处旋翼单位面积
四轴旋翼运动
垂直运动
改变旋翼速度
绕横轴的俯仰运动
横轴前后侧螺旋桨转速不同
绕纵轴滚转运动
纵轴左右侧螺旋桨转速不同
绕立轴偏航运动
反扭力力矩改变航向
重心配平
通过任务设备或电池
重心
水平位置
居中稳定性好
垂直位置
过高或过低会降低机动性
多旋翼与直升机的区别
变速与变距的区别
多旋翼靠改变v
机械结构简单
控制简单
直升机靠改变旋翼总距从而改变升力系数
机械结构复杂
操纵方式不如电调方便
油动与电动的区别
反扭矩的区别
传统直升机克服反扭矩
尾桨
共轴
系统组成
机体结构
机架
支臂
云台
脚架
气动布局
数量
3旋翼
4旋翼
6旋翼
8旋翼
特点
单纯从气动效率出发,旋翼越多,效率越高
轴数越多,载重量不一定越大
结构和分布位置
Y型
优点
动力组少,成本低
外型炫酷,前方视野开阔
缺点
尾旋翼需要使用一个舵机来平衡扭矩,增加了机械复杂性和控制难度
X型
前后左右加减速电机较多,控制性比较好
十型
优点:飞行控制比较直观,只需改变少量电机转速
缺点:正前方有螺旋桨,航拍会造成影响
H型
比较容易设计成折叠结构,且拥有X型的特点
部分多轴飞行器会安装垂尾
部分多轴飞行器,机臂设计有上反角
增加稳定性
多旋翼结构形式
无边框常规固定式
简单适用
螺旋桨无保护,不够安全
脚架影响记载设备视线
带边框常规固定式
防止磕碰提高安全性
增加重量,减少航时
穿越式——追求速度
H型布局
动力强
多数无脚架
手动水平/垂直变现式
自动脚架收放式
自动整体变形式
典型应用
军事运用
航拍航测
多旋翼航拍
优势
成本低
快速便捷
安全高效
任务系统
云台
3轴未定云台
增稳和操纵装置
拍摄器材
飞行速度影响曝光
果冻效应
卷帘快门
逐行扫描速度不够
全局快门
另,高配震动
作业形式
直线
斜线
定点
跟随
定点绕飞
航线绕行
边绕圈边上升能获得最佳航拍画面
注意事项
运输中做好减震措施,固定云台
在规定空域使用,提醒周边人群
注意电池电量
低温及潮湿环境
动力电池保温
注意镜头结雾
日出日落,白平衡调整为低色温值,拍摄出正常白平衡画面
当飞机超出视线范围无法辨别机头方向时,云台复位通过图像确定机头方向或一键返航
设定好曝光量
自然环境影响
温度
风力
风速大于4级会对安全和稳定有影响
前探式云台
避免穿帮
农林植保
优势
维护成本低
出勤率高
操纵简单
下沉气场稳定,雾滴穿透性好
国家鼓励政策,作业人员资质要求低
注意事项
高海拔地区,需要减重
高海拔地区,功率损耗增大,飞行时机减少
下降过程中,要先快后慢
线路巡检
货物运输
科学研究
飞控子系统
飞控是什么
组成
飞控子系统
角速度传感器
姿态传感器
加速度计
内环
导航子系统
空速传感器
高度计
位置传感器(GPS)
外环
执行机构-桨
飞控硬件——多旋翼飞控版
3轴角速度陀螺仪
3轴加速度计
3轴磁力计
高度计
空速传感器
GPS接收机
计算单元
飞控传感器
MEMS惯导传感器
姿态
速度
位置
参数
GPS接收机
位置感知
磁力计
提供角度信息
GPS定位校准
开源飞控软件
动力子系统
动力系统组成
螺旋桨
电机
电调
电池
螺旋桨
螺旋桨基本原理
提供升力装置
升力大小
平面形状
桨叶迎角
点击转速
剖面形状
凹凸型
接近固定翼飞机螺旋桨
悬停状态下,单个旋翼形成倒椎体
单个旋翼,前行桨叶相对气流速度大于后行桨叶
桨叶
两叶桨效率高
桨径和桨距
桨径
桨距
单位:英寸
1英寸=25.4mm
正、反桨
正桨
顶视逆时针旋转,CCW
顶视顺时针旋转,CW
注意事项
关注与电机的匹配问题
更换大尺寸桨时,转速变慢,桨盘载荷变小,升力不一定变大
桨叶总距不变,电机功率变大且桨叶直径变大才能提高载重
电机
无刷电机基本原理
主要使用:外转子三相交流无刷同步电机
外转子电机
电机外壳与轴一起旋转
短租
转速低
扭矩大
适合低速大桨
内转子电机
电机外壳不转
扭矩小
转速高
适合带高速小桨
电机规格及数据表示
大小尺寸
定子直径
KV值
电压增加1V,无刷电机每分钟增加的转速值
转速
转/分钟
桨机匹配
选布局—选桨—选电机—选电调—选电池
大螺旋桨用低KV电机,小螺旋桨用高KV电机
选择动力匹配冗余配置
6/8轴具有一定冗余度
某一电机发生故障,将对角电机做出类似停止
建议匹配
电调
电调基本原理
电子调速器ESC
多轴飞行器一般使用无刷电调
线组
最粗的红线和黑线连接电池
较细的白红黑3色排线,也叫杜邦线,连接飞控
另一端3根单线连接电机
任意调换其中2根与电机的连接顺序,电机反转
规格与数据表示
电流规格
最大瞬时电流
一般选择悬停电流的4-5倍
供电能力
杜邦线向外输出电压
电调与电机的匹配
堵转
缺相
测试匹配兼容性方案
动力电池
锂电子电池基本知识
优点
电压高
循环寿命长
安全性能好
比能量大
规格及数据表示
电池容量
安时(Ah)或毫安时(mAh)
放电倍率(C)
电池放电能力
电池电压
标称电压
充电后电压
放电保护电压
电池串并联
串联(S)
并联(P)
3S2P
3串联
电压翻倍
2并联
电流容量翻倍
多轴飞行器飞行中,图像叠加OSD信息显示的电压为电池的负载电压
电池的充电
选用专用充电器
尽量选用平衡充电器
链路子系统
概述
2-3条链路
遥控链路
数据链路
图传链路
遥控链路
上传单向链路
视距内控制飞机
数据链路
双向链路
视距外控制飞机
图传链路
下传单向链路
监控摄像头方向和效果