上一集給大家介紹了無(wú)人機(jī)的歷史和無(wú)人機(jī)按平臺(tái)構(gòu)型的分類,,可分為固定翼無(wú)人機(jī)、單旋翼無(wú)人機(jī),、共軸往復(fù)旋翼無(wú)人機(jī),、多旋翼無(wú)人機(jī)等。這一集給大家重點(diǎn)介紹多旋翼無(wú)人機(jī)的組成部件與常見(jiàn)的傳感器,。 多旋翼無(wú)人機(jī)是指具有三個(gè)或三個(gè)以上旋翼軸的無(wú)人機(jī),,最常見(jiàn)的有四旋翼無(wú)人機(jī)。多旋翼無(wú)人機(jī)能夠垂直起飛并在空中懸停,,飛行動(dòng)作靈活,。相比單旋翼無(wú)人機(jī),它具有操作簡(jiǎn)單,、安全可靠,、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用非常廣泛,。 多旋翼無(wú)人機(jī)的組成可以分為機(jī)身系統(tǒng),、動(dòng)力系統(tǒng)、飛控系統(tǒng),、遙控系統(tǒng)和機(jī)載設(shè)備等,。最直觀能夠看到的就是機(jī)身系統(tǒng),包括機(jī)架,、起落架,、槳葉保護(hù)罩和云臺(tái)。機(jī)架是整個(gè)飛行系統(tǒng)的飛行載體,,電機(jī),、螺旋槳、電路板,、傳感器等眾多設(shè)備都安裝在機(jī)架上,。無(wú)人機(jī)機(jī)架一般使用高強(qiáng)度重量輕的碳纖維、玻璃纖維,、鋁鎂合金等材料制成,,選擇好的機(jī)架可以增加無(wú)人機(jī)飛行的穩(wěn)定性。起落架用來(lái)支撐無(wú)人機(jī)的停放,,也為降落起到緩沖作用,。槳葉保護(hù)罩用來(lái)保護(hù)飛行中的螺旋槳。無(wú)人機(jī)云臺(tái)是無(wú)人機(jī)用于安裝,、固定攝像機(jī)等任務(wù)載荷的支撐設(shè)備,。 多旋翼無(wú)人機(jī)能夠起飛就離不開(kāi)動(dòng)力系統(tǒng),,包括電機(jī)、電調(diào),、螺旋槳和電池,,它們?yōu)闊o(wú)人機(jī)的飛行提供動(dòng)力。電機(jī)分為有刷電機(jī)和無(wú)刷電機(jī),,多旋翼無(wú)人機(jī)一般使用無(wú)刷電機(jī),,無(wú)刷電機(jī)的壽命和性能相對(duì)較好。電調(diào)(全稱為電子調(diào)速器)是無(wú)人機(jī)最重要的部件之一,,它將電源的直流電轉(zhuǎn)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的交流電,,并且會(huì)將飛控板的控制信號(hào)轉(zhuǎn)為電流大小,以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,。無(wú)人機(jī)的前進(jìn),、后退、左轉(zhuǎn),、右轉(zhuǎn)等動(dòng)作都是通過(guò)電調(diào)來(lái)完成的,。 螺旋槳是提供升力的部件。例如,,四旋翼無(wú)人機(jī)分為正槳和反槳,,對(duì)角上的槳葉方向相同,相鄰槳葉方向相反,。正槳和反槳之間反向旋轉(zhuǎn),,在保證升力的同時(shí),抵消螺旋槳產(chǎn)生的反作用力,,也叫反扭矩,。直升機(jī)的尾槳就是用來(lái)抵消反扭矩,實(shí)現(xiàn)機(jī)身平衡的,。 電池主要用于為無(wú)人機(jī)飛行提供能量,。多旋翼無(wú)人機(jī)上最常用的是鋰電池,它的優(yōu)點(diǎn)是重量輕,、容量大,、電流大、壽命長(zhǎng),、無(wú)記憶效應(yīng)等,。電池的電量決定了無(wú)人機(jī)的續(xù)航時(shí)間,現(xiàn)有多旋翼無(wú)人機(jī)最長(zhǎng)可以在空中飛行10多個(gè)小時(shí),。 接下來(lái)是非常重要的飛控系統(tǒng),,全稱為飛行控制系統(tǒng),,它是無(wú)人機(jī)的“大腦”,。飛控系統(tǒng)由主控器和各類傳感器組成,。主控器的主要功能是發(fā)送指令和處理回收數(shù)據(jù),無(wú)人機(jī)的飛行,、懸停,、姿態(tài)變化等數(shù)據(jù)通過(guò)傳感器傳回主控器,通過(guò)運(yùn)算和判斷下達(dá)指令,,完成無(wú)人機(jī)的動(dòng)作和姿態(tài)調(diào)整,。 傳感器部分包括常見(jiàn)的三軸陀螺儀、加速度計(jì),、氣壓計(jì),、磁力計(jì)、超聲波傳感器,、GPS,、電子羅盤等。其中把能夠測(cè)量無(wú)人機(jī)空間姿態(tài),、速度和位置參數(shù)的裝置合稱為慣性測(cè)量單元(IMU),,一般包括三軸陀螺儀、加速度計(jì)和磁力計(jì),。氣壓計(jì)可以測(cè)量無(wú)人機(jī)的高度,。GPS和電子羅盤為無(wú)人機(jī)提供位置和方向信息。 無(wú)人機(jī)的操作需要配合遙控系統(tǒng),。遙控系統(tǒng)由多通道遙控器和接收機(jī)組成,,是整個(gè)飛行系統(tǒng)的無(wú)線控制終端。通過(guò)遙控器可以控制無(wú)人機(jī)的速度和方向,。 無(wú)人機(jī)通常需要完成特定的任務(wù),,需要搭載相應(yīng)的儀器和設(shè)備。常見(jiàn)的機(jī)載設(shè)備有光學(xué)相機(jī),、攝像機(jī),、紅外熱像儀等。 |
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