無人機(jī)組裝與調(diào)試 課件 項(xiàng)目1任務(wù)2 多旋翼無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)組裝調(diào)試

多旋翼無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)組裝調(diào)試任務(wù)二無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)作為無人機(jī)的關(guān)鍵組成部分，裝調(diào)質(zhì)量將直接影響無人機(jī)整機(jī)操控性和穩(wěn)定性，是無人機(jī)任務(wù)執(zhí)行與飛行狀態(tài)好壞的重要決定性因素。

任務(wù)導(dǎo)入1.通過小組分工合作，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)；2.通過焊接時(shí)安全規(guī)范的嚴(yán)格把控，樹立學(xué)生的安全操作意識(shí)；3.通過對(duì)裝調(diào)實(shí)施過程的細(xì)節(jié)把控，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的職業(yè)素養(yǎng)。知識(shí)目標(biāo)技能目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)任務(wù)目標(biāo)1.了解動(dòng)力系統(tǒng)中各部件的分類、組成、原理與功能；2.掌握多旋翼無人機(jī)電機(jī)、電調(diào)、電池和螺旋槳參數(shù)的含義；3.掌握多旋翼無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)組裝調(diào)試工藝。1.能夠完成無人機(jī)組裝調(diào)試中部件焊接；2.能夠按照要求完成動(dòng)力系統(tǒng)整體裝配；3.能夠按照要求完成動(dòng)力系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試。任務(wù)分析動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，直接決定著完成裝調(diào)后無人機(jī)的飛行品質(zhì)。想要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)在最佳工作狀態(tài)，首先需要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)中螺旋槳、電機(jī)、電調(diào)與電池選用時(shí)高度匹配，在裝配與調(diào)試過程中一絲不茍。奔著這樣的目標(biāo)，本任務(wù)我們先進(jìn)行動(dòng)力系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)，了解多旋翼無人機(jī)動(dòng)力設(shè)備相關(guān)參數(shù)的含義，了解動(dòng)力系統(tǒng)的工作原理及組裝調(diào)試工藝，完成組裝調(diào)試過程中部件焊接。按照任務(wù)實(shí)施步驟與要求，進(jìn)行多旋翼無人機(jī)動(dòng)力裝置的組裝調(diào)試，最終高質(zhì)量完成動(dòng)力系統(tǒng)組裝與調(diào)試任務(wù)。無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)無人機(jī)常見動(dòng)力系統(tǒng)無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)常見參數(shù)多旋翼無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)選用原則PART01PART02PART03PART04知識(shí)教學(xué)概覽多旋翼無人機(jī)常用動(dòng)力系統(tǒng)的使用PART05無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)焊接技術(shù)PART0601PartOne無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)電機(jī)俗稱馬達(dá)，是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換機(jī)械能的一種電磁裝置。概念將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)能，在工作過程中通過電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)槳葉，使無人機(jī)產(chǎn)生升力或推力。通過對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制（電調(diào)ESC),使無人機(jī)完成飛行姿態(tài)變化。作用電機(jī)的概念與作用電機(jī)的分類類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)有刷電機(jī)啟動(dòng)快、制動(dòng)快、結(jié)構(gòu)簡單噪聲大、壽命短、效率低無刷電機(jī)運(yùn)行聲音小、可靠性強(qiáng)、壽命長、效率高高磁場環(huán)境下容易失效、價(jià)格相對(duì)昂貴知識(shí)拓展—有刷電機(jī)的特點(diǎn)知識(shí)拓展—無刷電機(jī)的特點(diǎn)電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)能的裝置，通過給電機(jī)通電，線圈產(chǎn)生磁場與外圈磁鐵的磁場產(chǎn)生同性相斥，通過異性相吸的作用力帶動(dòng)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。如N極的磁體會(huì)永遠(yuǎn)追隨S極，通過不斷改變內(nèi)部磁場，使轉(zhuǎn)子追隨磁極變化反應(yīng)產(chǎn)生動(dòng)能進(jìn)而持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。知識(shí)拓展—電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理電調(diào)全稱為電子調(diào)速器，是動(dòng)力電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)。英文名稱為ElectronicSpeedControl，簡稱ESC。無人機(jī)上所使用的電調(diào)，主要作用是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并根據(jù)飛控的信號(hào)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。電調(diào)的概念電調(diào)的分類根據(jù)動(dòng)力電機(jī)類型的不同，電調(diào)可分為有刷電調(diào)和無刷電調(diào)。有刷電調(diào)輸出的是直流電，搭配有刷電機(jī)使用，而無刷電調(diào)輸出的是三相交流電，搭配無刷電機(jī)使用，多旋翼無人機(jī)中，常采用無刷電調(diào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。按照外觀結(jié)構(gòu)的不同，無刷電調(diào)還可分為單體電調(diào)和多合一電調(diào)。當(dāng)穩(wěn)壓電源或鋰電池為電調(diào)輸入直流電時(shí)，電調(diào)內(nèi)部電路根據(jù)接收接收機(jī)的信號(hào)，控制電調(diào)在單位時(shí)間內(nèi)交流電的轉(zhuǎn)化頻率與通電時(shí)間，進(jìn)而對(duì)電流作出恰當(dāng)?shù)恼{(diào)控后，轉(zhuǎn)換為三相交流電輸出到電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)的啟停和轉(zhuǎn)速調(diào)整。知識(shí)拓展—電調(diào)工作原理簡單來說，電池就是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的裝置。電池在工作時(shí)，電流由正極經(jīng)過外電路流到負(fù)極，而在電解質(zhì)內(nèi)，正負(fù)離子則分別向兩極遷移，電流從負(fù)極流到正極，進(jìn)而釋放電能。電池能量轉(zhuǎn)化原理電池是指能夠進(jìn)行電能儲(chǔ)存和輸出的裝置，其原理是將化學(xué)能與電能互相實(shí)現(xiàn)輸出和儲(chǔ)存，具有正極、負(fù)極之分。概念電池的概念及原理按照電池使用次數(shù)分類，可將電池分為一次性電池和可充電電池。按電池使用次數(shù)分類按電池的形狀分類，電池可以被分為紐扣電池、圓柱電池、方形電池。按電池形狀分類按電池材料分類，可將電池分為鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池以及聚合物鋰電池等。按電池材料分類電池的分類螺旋槳的定義及結(jié)構(gòu)組成01槳葉是螺旋槳產(chǎn)生推力的構(gòu)件，常用的有兩葉、三葉和四葉等。槳葉02槳轂是槳葉與槳軸的連接構(gòu)件。有些螺旋槳還安裝有導(dǎo)流罩（流線型槳帽）降低螺旋槳工作阻力。槳轂螺旋槳是指靠槳葉在空氣或水中旋轉(zhuǎn)，將電機(jī)（發(fā)動(dòng)機(jī)）轉(zhuǎn)動(dòng)功率轉(zhuǎn)化為推進(jìn)力的裝置。知識(shí)拓展—螺旋槳的工作原理螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)和空氣產(chǎn)生能力交換，將空氣下壓產(chǎn)生向上的反作用力也就是升力，當(dāng)升力大于無人機(jī)自身重力時(shí)，無人機(jī)就起飛了。根據(jù)之前講解的無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)各個(gè)部件的概念、分類及工作原理，每4人一組，每位同學(xué)都回憶一下，總結(jié)列出動(dòng)力系統(tǒng)各個(gè)部件的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。小組討論隨堂互動(dòng)02PartTwo無人機(jī)常見動(dòng)力系統(tǒng)無刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成無刷電機(jī)主要由永磁體轉(zhuǎn)子、多級(jí)繞組定子組成，電機(jī)的轉(zhuǎn)子在外層，其內(nèi)側(cè)有兩個(gè)永久性磁鐵（一個(gè)是N極，一個(gè)是S極）。定子在內(nèi)部是固定的,其結(jié)構(gòu)是由多個(gè)線圈（電磁鐵）組成。在無刷電機(jī)內(nèi)部還有位置傳感器、轉(zhuǎn)軸、軸承、硅鋼片等部件。無刷電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)無刷電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的保證，可分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸。軸承也稱為霍爾傳感器，主要功能為確定轉(zhuǎn)子的位置。位置傳感器它在整個(gè)系統(tǒng)中的作用主要是降低磁阻、參與磁路運(yùn)轉(zhuǎn)。硅鋼片其上方安裝有永久性磁鐵，是無刷電機(jī)的重要部分。轉(zhuǎn)子定子是由多個(gè)線圈構(gòu)成，主要作用通過交變電流，改變內(nèi)部磁場。定子是電機(jī)轉(zhuǎn)子的直接受力部位，轉(zhuǎn)軸的硬度必須滿足轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)的要求。轉(zhuǎn)軸通過給定子線圈輸入交流電，內(nèi)部線圈產(chǎn)生磁極，線圈的磁極隨著交流電的電平變化進(jìn)而發(fā)生不斷變化，這時(shí)無刷電機(jī)由于磁場異性相吸的原理就開始不斷轉(zhuǎn)動(dòng)。無刷電機(jī)線圈的通電時(shí)間和相鄰繞組電平的轉(zhuǎn)換速度（頻率）決定了無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。無刷電機(jī)工作原理無刷電調(diào)輸入端通常有四根線，兩根與電源正負(fù)極連接，另外兩根為電調(diào)信號(hào)線和地線與飛控進(jìn)行連接（有的電調(diào)是三根線，具有BEC供電功能）。無刷電調(diào)輸出端有三根線與電機(jī)的輸入線相連。多旋翼無人機(jī)多采用無刷電調(diào)。無刷電調(diào)簡單構(gòu)造無刷電調(diào)可以根據(jù)控制信號(hào)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速無刷電調(diào)具有把輸入的直流電，轉(zhuǎn)換為三相交流電輸出的功能。直流變交流BEC是指在電調(diào)里設(shè)置了可以將電池電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換的模塊，能夠在信號(hào)線的正負(fù)極之間形成5V左右的電壓輸出，通過信號(hào)線給接收機(jī)等設(shè)備使用。BEC供電當(dāng)油門搖桿降到最低點(diǎn)，此時(shí)油門為零，電調(diào)將會(huì)立刻啟動(dòng)剎車功能，電機(jī)將迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。剎車保護(hù)無刷電調(diào)的功能（上）當(dāng)推動(dòng)油門啟動(dòng)后，如果在兩秒內(nèi)未能正常啟動(dòng)電機(jī)，電調(diào)將會(huì)停止工作。啟動(dòng)保護(hù)超溫保護(hù)過載保護(hù)油門信號(hào)丟失保護(hù)編程功能當(dāng)檢測(cè)到油門遙控信號(hào)丟失一秒后，電調(diào)開始降低輸出功率，直到信號(hào)回復(fù)或功率將為零。無刷電調(diào)能夠在進(jìn)行編程設(shè)定，完成預(yù)定功能和參數(shù)設(shè)置。當(dāng)電調(diào)工作溫度超過110℃時(shí)，電調(diào)會(huì)降低輸出功率，但不會(huì)全部關(guān)閉輸出功率，以保證電機(jī)仍有動(dòng)力。當(dāng)出現(xiàn)螺旋槳或電機(jī)堵轉(zhuǎn)等情況而導(dǎo)致負(fù)載突然變得很大時(shí)，電調(diào)會(huì)進(jìn)入過載保護(hù)功能。無刷電調(diào)的功能（下）顧名思義，多合一電調(diào)就是把多塊電調(diào)合成一塊，然后將電機(jī)線和電源線進(jìn)行焊接即可使用。

概念多合一電調(diào)具有集成度高、質(zhì)量輕、裝機(jī)布線簡潔等特點(diǎn)。電調(diào)選型過程中，如需避免復(fù)雜的線路排布或降低整機(jī)重量的情況，可考慮多合一電調(diào)。特點(diǎn)多合一電調(diào)無刷多合一電調(diào)的概念與特點(diǎn)單體和無刷多合一電調(diào)對(duì)比類型單體電調(diào)多合一電調(diào)維護(hù)成本對(duì)比維護(hù)成本較低，一旦出現(xiàn)損壞，只需要換掉損壞的電調(diào)。維護(hù)成本較高，一旦電調(diào)某一分支損壞就需要更換整套電調(diào)。安裝難易程度安裝相對(duì)復(fù)雜，需要對(duì)多組電源線和信號(hào)線進(jìn)行連接。安裝相對(duì)簡單，把電機(jī)直接焊接到電調(diào)上即可使用。安裝空間選擇對(duì)機(jī)臂有尺寸要求，較難安裝至窄機(jī)臂的機(jī)架上。安裝時(shí)要考慮給電調(diào)留有足夠的安裝空間。鋰聚合物電池與常見電池相比具有能量密度大、體積小、重量輕等特點(diǎn)?？紤]到電池的重量和使用效率問題,無人機(jī)上使用的電池多采用鋰聚合物電池。鋰聚合物電池鋰離子電池常用在手機(jī)和筆記本電腦里面。與鎳鎘電池、鎳氫電池相比，鋰離子電池具有電量儲(chǔ)備更大、重量更輕、使用壽命更長，充電時(shí)間短且?guī)缀鯖]有記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。但其價(jià)格卻更加昂貴，安全性能低。鋰離子電池?zé)o人機(jī)常用電池及其特點(diǎn)不同類型電池優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比序號(hào)電池類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1鋰電池能量高、小型化、輕量化、放電電流大、單片電池電壓大導(dǎo)電性能差、低溫性能差、鋰電池組壽命短2鉛酸電池電壓穩(wěn)定、價(jià)格便宜、維護(hù)簡單、質(zhì)量穩(wěn)定，可靠性高體積大、壽命短、成本高、充電時(shí)間長、存在污染、日常維護(hù)頻繁3鎳鎘電池技術(shù)成熟、價(jià)格低廉對(duì)環(huán)境有污染、電池容量較小、壽命短、具有記憶效應(yīng)、充放電操作麻煩4鎳氫電池儲(chǔ)能高、重量輕、使用壽命長、對(duì)環(huán)境無污染、無記憶效應(yīng)充電效率低、標(biāo)稱電壓低、自放電大、材料成本高5石墨烯電池儲(chǔ)電量大、充電時(shí)間短、使用壽命長、重量輕工藝特性不兼容、石墨烯成本高、工藝不成熟電芯是電池的核心，電芯的性能直接體現(xiàn)了電池的關(guān)鍵指標(biāo)。電芯無人機(jī)鋰電池電源線有兩根，一正一負(fù)，主要用于電池的充放電。電源線平衡線用于檢測(cè)各電芯電壓，也在充電過程中用以平衡電壓。平衡線無人機(jī)鋰電池簡介概念智能電池是包含有電池管理系統(tǒng)(BMS)的電池。它通常用于需要實(shí)時(shí)跟蹤電池狀態(tài)的設(shè)備，包括移動(dòng)設(shè)備和無人機(jī)。功能特點(diǎn)無人機(jī)智能電池一般具有低溫自熱功能、健康自查功能、智能保護(hù)功能、自放電、異常記錄功能、防火功能、防水防塵功能、充電保護(hù)功能等。與普通電池的區(qū)別無人機(jī)智能電池與普通電池在電池信息查看、電池保護(hù)功能、自放電和自檢功能等方面存在一定的區(qū)別。無人機(jī)智能電池T型插頭由兩個(gè)導(dǎo)電的金屬部分組成，呈T型。主要適用于車輛模型、無人機(jī)、醫(yī)療線材、音響插頭及配件、高端鋰電池等高端產(chǎn)品的連接插頭。T型插頭XT60插頭里面是3.5mm的香蕉頭，XT90插頭外觀與XT60插頭一樣，只是尺寸大一號(hào)，里面是4.5mm的香蕉頭。XT60/XT90插頭AS150防火花插頭采用7mm超大規(guī)格低阻抗鍍金香蕉插頭，并且在公插頭內(nèi)嵌入了電阻，防止產(chǎn)生火花。AS150插頭JST插頭是一種小電流插頭。JST插頭常見電池插頭類型不同材質(zhì)螺旋槳優(yōu)缺點(diǎn)及適用場景材質(zhì)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用場景碳纖維重量輕、抗張強(qiáng)度高、耐摩擦材料無法修復(fù)、加工困難、制作成本高強(qiáng)度要求較高且重量要求較輕塑料易于加工，成本低，模具加工加工精度高，重量輕強(qiáng)度低，易斷槳加工要求簡單且成本要求較低木質(zhì)穩(wěn)定、振動(dòng)少、噪音低、厚度大、升力大制作工藝繁瑣、成品精度低、后期維護(hù)麻煩、易受天氣影響穩(wěn)定性要求較高且噪音要求較低尼龍易于加工、成本低、模具加工精度高、重量輕、韌性好不夠堅(jiān)硬、強(qiáng)度低、易斷槳、不適于重載螺旋槳加工要求簡單且成本要求較低，重量要求較輕電機(jī)上安裝槳座，用卡扣將螺旋槳夾緊?？觳饦膬?yōu)點(diǎn)是安裝方便，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壽命低、價(jià)格高?？觳饦菽概c螺旋槳結(jié)合，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的風(fēng)阻使其緊固。自緊槳的優(yōu)點(diǎn)是安裝方便，成本相對(duì)較低，缺點(diǎn)是高速制動(dòng)時(shí)，反向扭矩可能導(dǎo)致射槳的可能性。自緊槳螺旋槳穿過電機(jī)軸，用固定螺母緊固，比較常見。普通槳的優(yōu)點(diǎn)有成本低，種類多，缺點(diǎn)是安裝復(fù)雜。普通槳螺旋槳按安裝方式分類根據(jù)之前講解的無人機(jī)常見動(dòng)力系統(tǒng)不同結(jié)構(gòu)或材料之間對(duì)比，每4人一組，每位同學(xué)都回憶一下，總結(jié)列出動(dòng)力系統(tǒng)不同類型各個(gè)部件的相關(guān)特點(diǎn)對(duì)比。小組討論隨堂互動(dòng)03PartThree無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)常見參數(shù)轉(zhuǎn)速/電壓，指的是電機(jī)的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速增加值，電機(jī)輸入電壓增加1伏特，無刷電機(jī)每分鐘空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的增加值。KV值無刷電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速和電子驅(qū)動(dòng)器可承受的最高工作頻率決定極對(duì)數(shù)P的選擇范圍,如果選擇極對(duì)數(shù)P較多，可得到較低的齒槽轉(zhuǎn)矩、較高的繞組系數(shù)。槽極結(jié)構(gòu)電機(jī)型號(hào)一般用4位數(shù)字表示，以2212無刷電機(jī)為例，前兩位數(shù)字22代表電機(jī)定子的直徑，后兩位數(shù)字表示電機(jī)定子的高度，單位為毫米。型號(hào)電機(jī)工作的最大電流/功率是有限的，即為電機(jī)工作所能夠承受的安全電流/功率，電流以安培（A）為單位，功率以瓦特（W）為單位。最大電流/功率無人機(jī)電機(jī)常見參數(shù)電調(diào)尺寸主要包括電調(diào)的長、寬、高以及導(dǎo)線的長度，電調(diào)的重量是指電調(diào)以及電調(diào)連接線的重量。尺寸和重量持續(xù)工作電流是電調(diào)可以持續(xù)工作的電流，超過該電流可能導(dǎo)致電調(diào)過熱燒毀。持續(xù)工作電流無人機(jī)電調(diào)常見參數(shù)表示電調(diào)所支持的最高電壓，電調(diào)的最高支持電壓決定了使用電池的電壓值。例如，電調(diào)上標(biāo)有2S-6SLiPo字樣是表示電調(diào)支持的電壓范圍，說明此電調(diào)適用于2S～6S鋰電池。輸入電壓最大瞬間電流表示允許流經(jīng)電調(diào)本身的最大電流值，是確保電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)電調(diào)不被燒毀的重要參數(shù)。電調(diào)上通常會(huì)帶有BEC字樣，它是表示能從電調(diào)信號(hào)線向外輸出供電，并且這個(gè)轉(zhuǎn)換的電壓不會(huì)受動(dòng)力電池電壓的下降而發(fā)生改變.BEC輸出電壓電池充放倍率電池容量電芯組合方式電池容量指電池能夠儲(chǔ)存電量的多少，單位為毫安時(shí)(mAh)。電池通常由多個(gè)電芯串、并聯(lián)而成，電芯的數(shù)量單位為S，電芯的組數(shù)為P。額定電壓是指電池工作時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電壓；開路電壓是指無負(fù)載使用情況下的電池電壓；工作電壓是指電池在負(fù)載工作情況下的放電電壓。電池充放倍率代表電池的充放電能力，充放電倍率=充放電電流/額定容量，單位為C。無人機(jī)電池常見參數(shù)實(shí)際螺距：槳葉旋轉(zhuǎn)一周無人機(jī)所前進(jìn)的距離。理論螺距：螺旋槳相對(duì)空氣而言所前進(jìn)的距離。

螺距螺旋槳直徑指的是螺旋槳全部展開狀態(tài)下，兩個(gè)槳尖之間的直線距離。

直徑俯視順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的叫反槳，也叫順槳，可用MRP、CW、R表示。俯視逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的叫正槳，也叫逆槳，可用MR、CCW、L表示。

旋轉(zhuǎn)方向槳葉數(shù)目是指螺旋槳槳葉的數(shù)量。槳葉數(shù)目槳葉角隨半徑變化，其變化規(guī)律是影響螺旋槳工作性能最主要的因素之一。

槳葉角無人機(jī)螺旋槳常見參數(shù)根據(jù)之前講解的無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)各個(gè)部件常見參數(shù)，每4人一組，每位同學(xué)都回憶一下，總結(jié)列出動(dòng)力系統(tǒng)各個(gè)部件的常見參數(shù)有哪些，各自什么含義。小組討論隨堂互動(dòng)04PartFour多旋翼無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)選用原則首先要考慮無人機(jī)整體重量（包括電池）。除此之外，還要參考電機(jī)的功率及拉力。選擇電機(jī)時(shí)，拉力的合力一般要大于無人機(jī)整機(jī)重量的2.5倍，拉力過小或者無人機(jī)重量過大就會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒壞。根據(jù)電機(jī)的功率選擇選擇KV值高的電機(jī)反應(yīng)更加靈敏，需要安裝小槳葉，適合穿越機(jī)等小軸距無人機(jī)；選擇KV值低的電機(jī)扭矩大，可以驅(qū)動(dòng)更大的槳葉，同時(shí)電機(jī)低速振動(dòng)低，適合專業(yè)航拍無人機(jī)、農(nóng)業(yè)植保機(jī)等大型機(jī)型，電機(jī)與機(jī)架的常用配置。根據(jù)電機(jī)的KV值選擇多旋翼無人機(jī)電機(jī)選用原則機(jī)架的尺寸/mm（毫米）常用電機(jī)KV值350～4501000左右2502000左右1803000左右電調(diào)最高電壓要比電機(jī)能夠承受的最大電壓小電調(diào)能承受的最高電壓要高于電池電壓電調(diào)輸出電流要高于電機(jī)電流多旋翼無人機(jī)電調(diào)選用原則電調(diào)選擇時(shí)，要注意考慮尺寸是否能放到機(jī)臂里電調(diào)最大持續(xù)輸出電流要低于電池持續(xù)輸出電流多旋翼無人機(jī)使用的電池類型通常為鋰聚合物電池。電池類型選用多旋翼無人機(jī)電池插頭通常根據(jù)需要承受的電流進(jìn)行選用，常使用XT60、XT90等。電池接頭選用“C”表示電池的放電倍率。電池的放電能力，即最大的持續(xù)電流=額定電池容量*放電倍率。電池倍率選擇多旋翼無人機(jī)電池選用原則對(duì)于空中高速飛行的無人機(jī)所使用的螺旋槳，主要以大槳徑小槳距為主。但需要注意的是相同的電機(jī)，不同的KV值，用的螺旋槳也不一樣，相對(duì)來說螺旋槳配得過小，不能發(fā)揮最大推力；螺旋槳配得過大，電機(jī)會(huì)過熱，會(huì)使電機(jī)退磁，造成電機(jī)性能的永久下降。多旋翼無人機(jī)螺旋槳選用原則型號(hào)適用鋰電池節(jié)數(shù)KV值螺旋槳轉(zhuǎn)速（r/min）最大電流/A22032S1560804365006.822052S1660804315140822102S17808040112001322123S905104774501222183S930114770001728123S970115579402128153S1100115594003628204S850126087004128264S710147076005135204S925126098006535265S710137095805740206S470161068206540306S420168081006053258S2602010630080534510S1702412638075534512S1702410650080根據(jù)之前講解的無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)各個(gè)部件的選用原則，每4人一組，每位同學(xué)都回憶一下，總結(jié)列出動(dòng)力系統(tǒng)各個(gè)部件的選用原則有哪些。小組討論隨堂互動(dòng)05PartFive多旋翼無人機(jī)常用動(dòng)力系統(tǒng)的使用需要在電機(jī)上安裝一個(gè)快拆槳夾，使用卡扣將螺旋槳卡緊，其優(yōu)點(diǎn)是安裝便利，但卻缺點(diǎn)是壽命短，會(huì)導(dǎo)致螺旋槳卡不緊?？觳鹗綐~安裝電機(jī)上自帶螺桿，螺旋槳上帶有螺紋，可以將螺旋槳直接安裝在電機(jī)上，其安裝便利，成本相對(duì)較低。自緊式槳葉安裝需將螺旋槳穿過電機(jī)軸安裝桿，用固定螺絲將螺旋槳卡緊。普通式槳葉安裝安裝時(shí)需要在電機(jī)上方安裝墊片，安裝螺旋槳后使用螺釘將進(jìn)行緊固的方式。螺釘緊固式常用電機(jī)的固定方法知識(shí)拓展—螺絲刀的使用方法電調(diào)布線時(shí)盡量確保電調(diào)與各機(jī)臂的距離相等，盡量保證分電板處于下中心板的中心位置。電調(diào)線布線將電調(diào)逐一進(jìn)行固定，盡可能選擇散熱較好的固定位置。固定電調(diào)逐一將電調(diào)進(jìn)行焊接，電調(diào)焊接是盡可能將電調(diào)分布在分電板兩側(cè)。注意電調(diào)紅線（正極）和黑線（負(fù)極）在分電板上的焊接位置要準(zhǔn)確，并涂上絕緣膠。電調(diào)焊接將電調(diào)與電機(jī)進(jìn)行連接，電機(jī)和電調(diào)連接時(shí)通常采用香蕉頭進(jìn)行連接，特殊情況也會(huì)采用航空插頭進(jìn)行連接。電調(diào)與電機(jī)連接常用電調(diào)的連接與固定方法常用電池的使用基礎(chǔ)知識(shí)無人機(jī)鋰電池檢測(cè)的主要工具是測(cè)電器，其主要功能是電壓顯示和低電壓報(bào)警，可自動(dòng)檢測(cè)鋰電池每個(gè)電芯的電壓和總電壓，當(dāng)電池電壓低于設(shè)定值電壓時(shí)，報(bào)警器就會(huì)響起，且LED燈閃爍。電量檢測(cè)一般而言，多旋翼無人機(jī)的電池需要找到無人機(jī)中心點(diǎn)居中放置。電池位置調(diào)整檢查無人機(jī)電池安裝是否正確，電池電量是否充足，電池有無破損、鼓包脹氣、漏液等現(xiàn)象。飛行降落后及時(shí)切斷無人機(jī)電源，檢查電池電量。電池通電電池充放電充放電電流不得超過最大充放電電流。電池必須在規(guī)定環(huán)境溫度范圍內(nèi)進(jìn)行充放電。無人機(jī)電池應(yīng)放置在陰涼的環(huán)境下貯存，長期存放電池時(shí)（超過3個(gè)月），建議置于溫度為10-25℃且低溫度無腐蝕性氣體的環(huán)境中。電池儲(chǔ)存電池剛開始放電時(shí)，電壓下降較快，放電到3.9-3.7V之間，電壓下降放緩。但一旦降至3.7V以后，電壓下降速度就會(huì)加快，可能會(huì)導(dǎo)致電池過放。電池請(qǐng)勿過放無人機(jī)在起飛之前，氣溫過低時(shí)，電池要保存在溫暖的環(huán)境中，如房屋內(nèi)、車內(nèi)、保溫箱內(nèi)等。溫度過高或過低切勿強(qiáng)制飛行電池使用知識(shí)拓展—電池使用注意事項(xiàng)檢查螺旋槳的槳葉曲度是否正常，檢查螺旋槳是否有裂紋和凹陷，螺旋槳表面是否光滑等等。外觀檢查當(dāng)螺旋槳每一葉片的重量或相鄰兩葉間的夾角不等時(shí)，就產(chǎn)生整個(gè)螺旋槳重心不在旋轉(zhuǎn)軸線上不平衡現(xiàn)象。若不加以平衡就會(huì)影響螺旋槳的工作性能，產(chǎn)生振動(dòng)。靜平衡檢查若各槳葉重心的軸向位置不一致，則螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)各葉片產(chǎn)生的離心力，不在垂直于槳軸軸線的同一平面內(nèi)，將導(dǎo)致螺旋槳和軸系的振動(dòng)。動(dòng)平衡檢查螺旋槳使用前檢查折疊式旋翼也叫折疊式槳葉，使用折疊槳時(shí)，務(wù)必要全部展開之后，再檢查螺旋槳安裝是否緊固，螺旋槳有無破損彎曲等，方可進(jìn)行安裝和使用。折疊槳的使用常見的螺旋槳大多為一體式螺旋槳，槳葉有字的一面是向上的。一般都配有兩組螺旋槳，分別有兩個(gè)CW和兩個(gè)CCW。確定了螺旋槳正反面和旋轉(zhuǎn)方向，就可以安裝在多旋翼機(jī)架上面。一體槳的使用螺旋槳使用根據(jù)之前講解的無人機(jī)常見動(dòng)力系統(tǒng)的簡單使用方法，每4人一組，每位同學(xué)都回憶一下，總結(jié)列出常見動(dòng)力系統(tǒng)各個(gè)部件的簡單使用方法，以及注意事項(xiàng)。小組討論隨堂互動(dòng)06PartSix無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)焊接技術(shù)焊接技術(shù)，也稱作熔接技術(shù)，是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料的制造工藝及技術(shù)。在多旋翼無人機(jī)的組裝里，最常使用的是錫焊。錫焊屬于釬焊的一種，是通過將低熔點(diǎn)金屬焊料加熱到適當(dāng)溫度使其融化成液體，滲入并充填至金屬件連接處間隙的焊接方法。焊接的定義加熱需要焊接的物件，使其局部熔化發(fā)生混合現(xiàn)象，待溫度降低后產(chǎn)生凝結(jié)使焊接物件含在一起的方法，它是適合各種金屬和合金的焊接加工。熔焊將焊接物在加熱或不加熱的狀態(tài)下實(shí)施一定的壓力，使其產(chǎn)生塑性變化或融化，并通過再結(jié)晶和擴(kuò)散等作用，使兩個(gè)分離表面的原子達(dá)到形成金屬鍵而連接的方法。適用于各種金屬材料的加工。壓焊采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料做釬料，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙，并與母材互相擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)鏈接焊件。適合于各種材料的焊接加工，也適合于不同金屬或異類材料的焊接加工釬焊焊接分類電烙鐵簡介電烙鐵是進(jìn)行多旋翼無人機(jī)組裝焊接的主要工具，常用的是直熱式電烙鐵。其主要由發(fā)熱元件、烙鐵頭、手柄、接線柱等四部分組成。按結(jié)構(gòu)分類按功能分類吸錫式電烙鐵吸錫電烙鐵是一種將活塞式吸錫器與電烙鐵融為一體的拆焊工具，其具有使用方便、靈活、適用范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。無吸錫式電烙鐵與吸錫式電烙鐵相反，屬于常規(guī)電烙鐵的一種內(nèi)熱式電烙鐵內(nèi)熱式電烙鐵發(fā)熱快，熱利用率高，且省電、體積小因而得到了更加普遍的應(yīng)用。外熱式電烙鐵其烙鐵頭安裝在烙鐵芯里面。烙鐵頭的作用是儲(chǔ)存和傳導(dǎo)熱。使用時(shí)烙鐵頭的溫度必須要高于被焊接物的熔點(diǎn)。電烙鐵的分類電烙鐵的規(guī)格電烙鐵的種類及規(guī)格有很多種，而且被焊工件的大小又有所不同，因而合理地選用電烙鐵的功率及種類，對(duì)提高焊接質(zhì)量和效率有直接的關(guān)系。焊件及工作性質(zhì)烙鐵頭溫度（室溫220V電壓）選用烙鐵一般印制電路板，安裝導(dǎo)線20W內(nèi)熱式，30W外熱式，恒溫式集成電路250℃~400℃20W內(nèi)熱式，恒溫式，儲(chǔ)能式焊片，電位器，2~8W電阻，大電解功率管350℃~450℃35~50W內(nèi)熱式，調(diào)溫式50~75W外熱式8W以上大電阻，Φ2以上導(dǎo)線400℃~550℃100W內(nèi)熱式等較大元器件150~200W外熱式匯流排，金屬板等500℃~630℃300W以上外熱式或火焰錫焊維修，調(diào)試一般電子產(chǎn)品20W內(nèi)熱式，恒溫式，感應(yīng)式，儲(chǔ)能式，兩用式電烙鐵的溫度判斷觀察現(xiàn)象煙細(xì)長，持續(xù)時(shí)間>20S煙稍大，持續(xù)時(shí)間，10～15S煙大，持續(xù)時(shí)間，7～8S煙很大，持續(xù)時(shí)間約，3～5S估計(jì)溫度<200℃230℃～250℃300℃～350℃>350℃焊接達(dá)不到焊錫溫度PCB及小型焊點(diǎn)導(dǎo)線焊接，預(yù)熱等較大焊點(diǎn)粗導(dǎo)線，焊材及大焊點(diǎn)焊錫絲又稱焊錫線、錫絲，它是由錫合金和助焊劑（松香）兩部分組成。在電子元器件的焊接中需要與電烙鐵配合使用，電烙鐵提供穩(wěn)定持續(xù)的熔化熱量，焊錫絲以作為填充物的金屬加到電子原器件的表面和縫隙中。焊錫絲在無人機(jī)焊接中使用的最多的阻焊劑為樹脂類，樹脂類助焊劑通常以松香為主要成分的混合物，主要有輔助熱傳導(dǎo)、去除氧化物、降低被焊接材質(zhì)表面張力、去除被焊接材質(zhì)表面油污、增大焊接面積、防止再氧化等幾個(gè)方面作用。助焊劑熱縮管及熱縮材料也被稱為高分子記憶材料，熱縮管可以將導(dǎo)線套入其中然后加熱將其收縮，起到了維護(hù)的功效，且都具備絕緣、防潮等特性。熱縮管焊接所使用的工具—焊錫材料使用電烙鐵時(shí)一般烙鐵離開鼻子的距離通常以40cm時(shí)為宜，握法通常包括反握法、正握法和握筆法，無人機(jī)焊接常使用握筆法電烙鐵握法進(jìn)行焊接時(shí)，焊錫絲有連續(xù)焊接、斷續(xù)焊接兩種拿法。焊錫絲拿法電烙鐵握法與焊錫絲拿法錫焊操作五步法錫焊操作五步法左手拿焊絲，右手握烙鐵，進(jìn)入備焊狀態(tài)。此時(shí)需要注意的是烙鐵頭部要保持干凈，無焊渣等氧化物，并在烙鐵頭上鍍一層錫。準(zhǔn)備施焊將烙鐵頭刃面緊貼在焊點(diǎn)處，加熱整個(gè)焊接部位，時(shí)間大約1～2秒鐘。要注意使烙鐵頭同時(shí)接觸兩個(gè)被焊接物，使其達(dá)到能夠熔化焊錫的溫度。加熱焊件當(dāng)焊件加熱到能熔化焊料的溫度后將焊絲置于焊點(diǎn)，焊料開始熔化并潤濕焊點(diǎn)。送入焊絲時(shí)電烙鐵與水平面大約成60℃角。熔化焊料當(dāng)焊絲熔化一定量后，立即向左上45°方向移開焊絲。一定注意焊錫絲的用量，少則不牢固。多則可能造成短路。移開焊錫絲當(dāng)焊錫浸潤焊件的施焊部位以后，移開烙鐵的方向應(yīng)該是大致45度的方向。移開烙鐵知識(shí)拓展—焊接操作五步法知識(shí)拓展—焊接注意事項(xiàng)焊接注意事項(xiàng)電烙鐵接上電源后，不可將其放在易燃物品旁，也不可用手直接觸碰電烙鐵焊接頭。焊接中途將電烙鐵放回底座時(shí)，注意烙鐵頭是否觸碰導(dǎo)線以及易燃物。每次焊接作業(yè)完成后，首先將電烙鐵斷電，然后待電烙鐵冷卻后，放回原處。電烙鐵接上電源之前仔細(xì)檢查導(dǎo)線是否完好無損，是否有導(dǎo)線裸露的情況，以及電烙鐵焊接頭是否牢固。在電烙鐵接電的情況下，不可手持電烙鐵打鬧。焊接時(shí)的松香煙霧有少量毒性，切記不要過多吸入。根據(jù)之前講解的無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)焊接技術(shù)所用的工具材料，以及具體操作方法，每4人一組，每位同學(xué)都回憶一下，總結(jié)列出動(dòng)力系統(tǒng)焊接技術(shù)的工具材料以及使用方法。小組討論隨堂互動(dòng)多旋翼無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)組裝調(diào)試任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施1.檢查物料是否齊備，詳見《任務(wù)實(shí)施檢查單》；2.檢查多旋翼無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)各部件外觀是否有損壞；3.觀看微課視頻，學(xué)習(xí)多旋翼無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)組裝調(diào)試的操作。任務(wù)準(zhǔn)備班級(jí)姓名學(xué)號(hào)組號(hào)組長指導(dǎo)教師小組成員姓名：學(xué)號(hào)：任務(wù)分配成員1成員2成員3成員4序號(hào)名稱型號(hào)/材質(zhì)數(shù)量是否齊全1多旋翼飛行平臺(tái)碳纖維1臺(tái)是否2遙控器——1個(gè)是否3無刷電機(jī)高磁能級(jí)的稀土釹鐵硼4個(gè)是否4電調(diào)——4個(gè)是否5電池鋰聚合物1個(gè)是否6螺旋槳碳纖維4個(gè)是否7電池固定扎帶尼龍1個(gè)是否8XT60插頭——1對(duì)是否9分電板——1塊是否10香蕉頭黃銅12個(gè)是否11熱縮管聚氯乙烯12個(gè)是否12焊錫絲錫合金1卷是否13電烙鐵——1套是否14測(cè)電器——1個(gè)是否152.5mm內(nèi)六角螺絲刀內(nèi)六角1個(gè)是否16M3*8圓柱頭螺釘304不銹鋼16個(gè)是否任務(wù)操作步驟表操作階段序號(hào)操作步驟名稱組裝前材料準(zhǔn)備及檢查1組裝前材料準(zhǔn)備2組裝前材料檢查裝調(diào)部件焊接3電機(jī)導(dǎo)線香蕉頭焊接4焊接無人機(jī)電源插頭動(dòng)力系統(tǒng)安裝與接線5電機(jī)電調(diào)連接6焊接電調(diào)輸入線7安裝電池及位置調(diào)整8安裝螺旋槳?jiǎng)恿ο到y(tǒng)調(diào)試9動(dòng)力系統(tǒng)調(diào)試及檢查步驟1：組裝前材料準(zhǔn)備①

準(zhǔn)備4個(gè)無刷電機(jī)，2個(gè)CW電機(jī)、2個(gè)CCW電機(jī)，檢查4個(gè)電機(jī)是否完好，外觀是否有裂紋；②

準(zhǔn)備香蕉頭12個(gè)（需要將其焊接在電機(jī)上）；③

準(zhǔn)備焊接工具一套，包括：1套電烙鐵、1卷焊錫絲；④

準(zhǔn)備組裝工具，包括內(nèi)六角螺絲刀、M3*8圓柱頭螺釘16個(gè)；⑤

準(zhǔn)備2厘米熱縮管12個(gè)；⑥

準(zhǔn)備4個(gè)電調(diào)及對(duì)應(yīng)接線；⑦

準(zhǔn)備鋰聚合物電池1組，尼龍?jiān)鷰?個(gè)，XT60插頭（公頭）1個(gè)；⑧

碳纖維螺旋槳4個(gè)（兩個(gè)正槳，兩個(gè)反槳）；⑨

測(cè)電器1個(gè)。檢查電機(jī)、電調(diào)、電池、螺旋槳的型號(hào)，是否符合要求。檢查型號(hào)檢查電機(jī)和螺旋槳的轉(zhuǎn)向是否符合兩正兩反（兩個(gè)正槳逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)反槳順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)）檢查轉(zhuǎn)向檢查電機(jī)、電調(diào)外觀有無破損，線頭是否脫落；檢查電池外觀是否無破損、電池電量是否處于滿電狀態(tài)、電池狀態(tài)是否符合飛行要求；檢查螺旋槳外觀是否有明顯損壞，及螺旋槳表面是否光滑等。檢查外觀步驟2：組裝前材料檢查④

然后從側(cè)面取出電烙鐵，等待焊錫冷卻，在香蕉頭外面套上熱縮管絕緣。（剩下香蕉頭焊法一致）③

待融化的焊錫足夠后，從上方放入電機(jī)導(dǎo)線，等待焊錫充分填充到導(dǎo)線中②

將電烙鐵從香蕉頭側(cè)面的圓孔中伸入進(jìn)行加熱，同時(shí)從上方添加焊錫①

先將需要焊接的香蕉頭固定并預(yù)熱尖頭電烙鐵，再將電機(jī)導(dǎo)線套上熱縮管步驟3：電機(jī)導(dǎo)線香蕉頭焊接按照焊接香蕉插頭與電調(diào)輸入線的方法將無人機(jī)電池XT60公頭插頭焊接到分電板上。溫馨提示：1.焊接XT60公頭時(shí)需插入母頭后再進(jìn)行，避免焊接后插頭無法連接電池；2.注意區(qū)分正、負(fù)極，紅色線為正極，黑色線為負(fù)極，切勿焊反。步驟4：焊接無人機(jī)電源插頭步驟5：電機(jī)電調(diào)連接01030204先將電機(jī)的三根線從電機(jī)底座三個(gè)孔穿出并穿過電機(jī)固定座。使用帶有香蕉頭的三根電調(diào)輸出線和電機(jī)的三根輸入線進(jìn)行連接。將電機(jī)座從機(jī)臂上拆下。然后取出M3*8圓柱頭螺釘4個(gè)，使用內(nèi)六角螺絲刀將電機(jī)固定在電機(jī)固定座上。注意電機(jī)安裝順序機(jī)頭右前電機(jī)逆時(shí)針依次為

：

CCW→CW→CCW→CW對(duì)電機(jī)座進(jìn)行定位過程中，要小心螺釘不要擠壓電機(jī)的導(dǎo)線安裝標(biāo)有CCW的電機(jī)要求逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，標(biāo)有CW的電機(jī)要求順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)和電機(jī)座安裝完成后需要在機(jī)臂上貼上電機(jī)序號(hào)標(biāo)識(shí)知識(shí)拓展—電機(jī)電調(diào)連接注意事項(xiàng)①將上中心板拆下。②依次將M1、M2、M3、M4電調(diào)電源線穿管機(jī)臂碳管，然后將電調(diào)電源線焊接到分電板上。焊接步驟：分電板預(yù)焊上錫→電調(diào)導(dǎo)線預(yù)焊上錫→將電調(diào)輸入線按照紅正黑負(fù)焊接在電路板上。③安裝上中心板。步驟6：焊接電調(diào)輸入線焊接時(shí)，焊點(diǎn)不要加熱時(shí)間過長，焊錫附著到焊點(diǎn)即可焊點(diǎn)應(yīng)該圓潤光滑，避免虛焊電調(diào)紅黑線在焊點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)要正確，紅（+）黑（-）知識(shí)拓展—焊接電調(diào)輸入線注意事項(xiàng)將電池放入無人機(jī)的電池倉內(nèi)，檢查電池是否處于無人機(jī)重心位置，若有偏移，應(yīng)對(duì)電池位置進(jìn)行調(diào)整，使其處于重心位置，最后用電池固定扎帶固定。步驟7：安裝電池及位置調(diào)整將螺旋槳安放在電機(jī)上面，并確認(rèn)孔位對(duì)準(zhǔn)，且擺放無傾斜。根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)向定義，安排好螺旋槳的安裝位置，使用對(duì)應(yīng)工具進(jìn)行安裝并旋緊。步驟8：安裝螺旋槳本教材為例的多旋翼無人機(jī)，右上角為1號(hào)電機(jī)，對(duì)應(yīng)安裝螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，即需要安裝正槳（逆槳），相鄰的旋轉(zhuǎn)方向相反，即需要安裝正槳（逆槳），相對(duì)的旋轉(zhuǎn)方向一致，即也是需要安裝正槳（逆槳）。其他多旋翼