四軸航拍飛行器結(jié)構(gòu)

　　1、機(jī)架：飛機(jī)的骨架，載有各種設(shè)備。

　　2、飛控：飛機(jī)的大腦，載有加速度計、陀螺儀、氣壓計、羅盤等傳感器。由它來控制四個電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)而控制飛機(jī)的姿態(tài)。或是加上GPS完成定高定點(diǎn)返航等功能。其本質(zhì)是單片機(jī)。常見的飛控有 xaircraft的superX、DJI的NAZA WKM A2、零度的X4 雙子星、APM、MWC、QQ飛控、CC3D等。

　　3、電調(diào)：全稱為電子調(diào)速器，它的輸入是直流，通常由2-6節(jié)鋰電池來供電。輸出是三相交流，可以直接驅(qū)動電機(jī)。另外航模無刷電子調(diào)速器還有三根信號輸出線，用于接接收機(jī)。信號線可以引出穩(wěn)定的5V電壓，一般可以帶2-4個舵機(jī)供電。航空模型就是通過遙控對航模無刷電子調(diào)速器的控制以達(dá)到調(diào)整飛機(jī)的各種飛行姿勢和動作。

　　4、無刷電機(jī)：通過三相交流電產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。有寬調(diào)速、小體積、高效率和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速誤差小等特點(diǎn)。無刷電機(jī)KV值定義為 轉(zhuǎn)速/V，意思為輸入電壓增加1伏特，無刷電機(jī)空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速增加的轉(zhuǎn)速值。但對于無刷電機(jī)來說不只是說明電機(jī)轉(zhuǎn)速與電壓成嚴(yán)格的線性比例關(guān)系。

　　5、遙控、接收：顧名思義；用來接收和發(fā)送指令。

　　自制航拍飛行器工具基礎(chǔ)

　　為了減少不必要的花費(fèi)，推薦大家一次性購買以下工具及耗材：

　　電烙鐵、剝線鉗、剪線鉛（普通鉗子hold不住粗的硅膠線）、內(nèi)六角一套、螺絲刀一套、小臺鉗、零件、水平泡、熱縮管（4mm和5mm的用的比較多，別的看情況）、BB響（容易丟可以買幾個備用）

　　航拍飛行器diy步驟教程

　　步驟一：打造機(jī)身

　　四軸飛行器的中心樞紐由兩塊PC板所組成。在這裡下載裁剪和鉆孔的模板，照原尺寸輸出，暫時黏貼在PC板上。先以塑膠雕刻刀劃出刻痕，再以1/8“鉆頭鉆孔。

　　步驟二：切割支架并鉆孔

　　鋸好四個10”–11“方型木榫支架。支臂愈短，飛行器愈敏捷，但支臂愈長，飛行器愈穩(wěn)定。各鉆兩個3mm的小孔，一個距離尾端6mm，另一個距離尾端26mm。

　　步驟三：組裝機(jī)身

　　用螺絲把支臂固定在PC板上。用M3×25mm螺絲瑣住內(nèi)孔，M3×20mm螺絲瑣住外孔。支臂用螺絲固定好以后，外觀看起來也不錯的話，「只要在外孔螺絲」涂上螺絲密封膠，套上并栓緊螺帽；內(nèi)孔螺絲則輕輕套上螺帽，還不用拴緊。

　　步驟四：連接動力核心

　　動力核心包括六個零件：四個電子速度控制器、電源模塊和攝影機(jī)穩(wěn)定器控制板。首先，分離XT60公連接座和APM電源模塊線。每條紅色和黑色電線大約都要剝除?”絕緣外皮，剝線的尾端鍍錫。從銅漸縮管兩端各鋸下?“的環(huán)圈，銼平凹凸不平的邊緣，六條紅色電線的正端子焊在內(nèi)環(huán)，相應(yīng)的六個黑色負(fù)端子連接外環(huán)，以泡綿防水膠條包裹內(nèi)環(huán)，以外環(huán)套住。最后，整個中心涂上絕緣膠。

　　連接馬達(dá)和電子速度控制器，可說是令人煩悶的工作，直接購買配電盤會很省事，卻會佔(zhàn)空間和徒增重量。我偏好自製配電盤，只要利用漸縮銅管的兩個環(huán)圈即可完成，看起來也很精間和整齊。

　　步驟五：馬達(dá)底座鉆孔

　　這里教你如何用一般的C型管夾輕松自制起落架。你也可以買便宜的組合式起落架／馬達(dá)底座，以間化制作流程。

　　若你打算自制降落支架，你將需要把馬達(dá)直接安裝在支架上。首先要在每根支架做記號，并鉆好不明顯的盲孔，好讓馬達(dá)轉(zhuǎn)軸可以自由旋轉(zhuǎn)。使用5/16”鉆頭是很好的選擇。

　　步驟六：安裝馬達(dá)

　　裁切馬達(dá)的支架，用兩個M3×20mm螺絲將馬達(dá)和馬達(dá)支架固定在四旋翼支架的尾端。你必須瑣緊每個螺絲，并確保馬達(dá)軸可以自由旋轉(zhuǎn)，若無法自由旋轉(zhuǎn)，再度檢查四旋翼支架的凹槽，最后以銼刀磨平馬達(dá)支架的邊緣。

　　步驟七：加上起落架

　　將動力核心滑入兩片透明板之間，再將電子變速器的電源線纏繞在四條支架上。若馬達(dá)和電子變速器的製造商相同，很可能會有預(yù)先安裝好的「子彈」接頭，這時候直接把馬達(dá)導(dǎo)線插入變速器導(dǎo)線，多馀的電線盤繞在支架底下。你也可以把電線直接焊在電子變速器控制板上以間化結(jié)構(gòu)。固定好馬達(dá)導(dǎo)線和電子變速器導(dǎo)線，再以束線帶綑好支架底下多馀的電線。

　　用剪線鉗將四個C型夾剪成對半，J型底座擱置一旁，以銼刀磨平切割面，接著在安裝孔兩側(cè)磨出兩個小凹槽，把這個底座安裝在每條支架的尾端，亦即馬達(dá)機(jī)架內(nèi)側(cè)，束線帶則繞過剛剛磨好的凹槽。

　　步驟八：安裝防震座

　　移除PVC軟管的水管扣環(huán)，留待其他專題使用。利用筆式美工刀，從橡膠軟管切下兩個3/4“的塑膠環(huán)，對好機(jī)身突出來的內(nèi)孔螺絲，以拇趾用力擠壓，形成兩個凹痕，再以?”鉆頭在凹痕鉆洞，但不要鉆過另一面。以M3平墊圈和螺帽把塑膠環(huán)瑣在機(jī)身上，調(diào)整好鬆緊度后，就用螺絲密封膠固定住。

　　從軟管上裁切兩個防震座，之后會用來安裝云臺和電池座，以免攝影機(jī)受到螺旋漿震動而受影響。順便在上方騰出一點(diǎn)空間，來安裝云臺控制器。

　　步驟九：安裝攝相機(jī)和電池座

　　萬象支架和電池支架主要由三組間單的L型支架便可組裝而成，我將他們稱為支架、翻滾軸和俯仰軸支架。

　　把鋁棒（1/8“×?”×36“）鋸成兩根18”鋁條，再把其中一根鋸成9“的鋁條，總共會拿到三根鋁條。每一根鋁條都折成直角，可利用有斜邊的木塊或鋁塊，把彎曲的半徑增加到?”（居烈彎曲可能帶給鋁條過多壓力，進(jìn)而有損鋁條的支撐力）。鋁條彎曲好以后，把每個支架割成洋板大小。

　　將支架放在正確的安裝位置上，并在X軸與Y 軸支架上較短的那一端，劃記并在正中央鉆出3個半徑1/8“ 的孔。在兩個支架上，外側(cè)的小孔應(yīng)該要距離支架尾端3mm遠(yuǎn)，而兩個小孔之間的距離則應(yīng)為9.5mm。最后，使用階梯鉆頭將中間孔擴(kuò)成2” 大，以便馬達(dá)軸保有轉(zhuǎn)動空間。

　　用兩個M3×6mm的螺絲將云臺馬達(dá)的底部固定在支架上，再用另外兩個螺絲將馬達(dá)頂端固定到翻滾軸支架的長邊上。

　　將第二個馬達(dá)的底部接翻滾軸支架的另一端上，而馬達(dá)的頂端則依照同洋的方式接到俯仰軸支架上。

　　步驟十：安裝攝影機(jī)和電池

　　我設(shè)計的這臺四旋翼可以這當(dāng)?shù)仄胶?S 2，200mAh鋰電池和GoPro Hero3白色款的重量。若你使用其他設(shè)備，請確保你的CG（重心）維持在機(jī)身中央。以下示范如何使其達(dá)到平衡。

　　小提示：雖然GoPro 這款相機(jī)相當(dāng)耐摔，但你或許也會想制作一臺具有相同重量與大小的「假」相機(jī)，在首次與后續(xù)幾次試飛時可以先裝在機(jī)上。

　　若要讓云臺馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)平順，相機(jī)必須要在兩軸上達(dá)成平衡。將雙面膠帶的其中一側(cè)先黏在自己的襯衫上以減弱其黏性。將膠帶另一面貼在俯仰支架上，再把你的GoPro固定在黏性較弱的那一側(cè)， 慢慢找出平衡只需使用兩支螺絲便可將馬達(dá)固定在支架上，裁切馬達(dá)支架以減輕重量?？捎煤裣鹉z軟管來製作兩組防震裝置，也可以做出方向控制器支架與電池支架，以防止相機(jī)受螺旋漿震動影響，并且預(yù)留可安裝方向控制板的空間。

　　將骨架反過來放，讓攝影機(jī)、支架與電池在骨架底部的防震裝置中央點(diǎn)取得平衡。將組裝的裝置沿骨架前后調(diào)整位置，直到整臺四旋翼裝置可在你的兩指間取得平衡點(diǎn)，且平衡點(diǎn)也位于任兩端的中心。

　　找到重心之后，將兩組束線帶以交叉的方式將支架邦在防震裝置上。在電池底部黏上魔鬼氈膠帶，再將電池固定在支架上。你也可以在支架和電池上添加魔鬼氈膠帶以提供額外的固定效果。

　　步驟十一：架設(shè)航空電子設(shè)備

　　先將飛行控制板、接收器和其他模組排列好之后，再安裝到機(jī)身上。找出你滿意的擺放方式之后， 用雙面膠帶將所有零件固定到機(jī)身上。

　　進(jìn)行飛行控制器的安裝，這次我使用3DRobotics 所推出內(nèi)含加速度計的ArduPilot Mega（ APM ）2.6，其有特定的正確安裝方向。請將APM盒上的箭頭對齊四旋翼的正前方，再以雙面膠帶將其固定。

　　安裝GPS/ 邏盤模組時， 需對齊骨架底部的延伸線，同時模組上的箭頭也必須對準(zhǔn)前方。同洋用雙面膠固定住，再把線接到APM的「GPS 」接頭。

　　從右前方開始，依順時針方向（由上往下看）將ESC線接到APM的1、4、2和3號接頭上。

　　將接收器沿著APM安裝，并用雙面膠固定，再將其1至5頻道接到APM上的相對應(yīng)輸入孔。

　　步驟十二：安裝云臺控制器

　　云臺控制器包含兩塊電路板：較大的控制板和較小的IMU傳感器，也就是在安裝防震裝置時所預(yù)留的空間里。

　　用泡棉膠帶覆蓋支架的表面，以防焊點(diǎn)與裸露的鋁發(fā)生短路，接著將控制板以束線帶固定于其上。IMU能偵測相機(jī)方向，但需要安裝在同一架飛機(jī)上才行。用雙面膠將它安裝于俯仰軸支架的底部，接著把線接回控制板上。將云臺馬達(dá)的3條線接至控制板的接頭上。用束線帶固定每條線，預(yù)留一部分電線讓云臺馬達(dá)可自由旋轉(zhuǎn)。

　　步驟十三：安裝軟件

　　飛行控制板、ESC和方向控制器都需在起飛前先進(jìn)行校準(zhǔn)與設(shè)定，可依照裝置上隨附的說明書或線上說明的步驟來進(jìn)行。

　　步驟十四：加上螺旋漿

　　在安裝螺旋漿之前，可在馬達(dá)轉(zhuǎn)軸貼一些遮蔽膠帶，以方便觀察它們旋轉(zhuǎn)的方向。從上方往下看，馬達(dá)3與馬達(dá)4應(yīng)該以順時鐘旋轉(zhuǎn)，而馬達(dá)1與馬達(dá)2則是以逆時鐘旋轉(zhuǎn)。如果其中一個馬達(dá)方向錯置，只要將其連接至ESC的3條線中的2條互換即可。

　　警告：如果你需要使其中一顆馬達(dá)反轉(zhuǎn)，只要將馬達(dá)的控制線對調(diào)即可，而不是改變ESC 的線。千萬不要將ESC 的電線反接！

　　對穩(wěn)定飛行而言，最重要的便是螺旋漿需要平衡！有一些間單的小方法，但最間單的莫過于打磨每片螺旋漿上較厚的部分，直到螺旋漿與水平軸達(dá)成平衡為止（只磨平整面，不要動到前緣或尾緣）。

　　一旦螺旋漿取得平衡之后，將它們裝到馬達(dá)轉(zhuǎn)軸上并瑣緊螺絲。你會用到兩個傳統(tǒng)的「拖曳式」螺旋漿和兩個反向的「推進(jìn)式」螺旋漿。馬達(dá)1與馬達(dá)2使用拖曳式螺旋漿，馬達(dá)3與4則使用推進(jìn)式螺旋漿（若你并非使用APM飛行控制器，你的螺旋漿配置可能會有所不同）。待配置完畢后，在各個馬達(dá)支架上劃記其編號和轉(zhuǎn)動方向以利參考。

　　確定螺旋漿達(dá)到平衡，所有零件都安裝牢固，且沒有任何螺旋漿、陀螺儀或控制器反裝。檢查你所有的無線電修改設(shè)定皆已歸零（若你需要修改，請透過APM進(jìn)行，不要在無線電上進(jìn)行修改），請等到無風(fēng)的時候再對自制航拍飛行器進(jìn)行首航測試。