無人機組裝與調(diào)試 課件 項目1任務(wù)6 多旋翼無人機任務(wù)載荷組裝調(diào)試

多旋翼無人機任務(wù)載荷組裝調(diào)試任務(wù)六無人機為完成應(yīng)用類任務(wù)一般會在飛行平臺上搭載一定的任務(wù)載荷。多旋翼無人機根據(jù)任務(wù)內(nèi)容不同，搭載的載荷也不相同。常見的任務(wù)載荷有航拍相機、空中拋投器、熱成像儀、紅外相機、空中喊話器、噴灑系統(tǒng)等。近日受一家民間救援機構(gòu)委托，需要在現(xiàn)有多旋翼無人機飛行平臺上分別搭載云臺相機和空中拋投器兩種任務(wù)載荷設(shè)備，用于突發(fā)災(zāi)害中人員搜索與救援醫(yī)療物資投送。通過客戶溝通與飛行平臺載重能力分析，最終確定方案為：飛行平臺單獨搭載云臺相機和空中拋投器，并且可以根據(jù)救援需求進行任務(wù)載荷更換。任務(wù)導(dǎo)入知識目標(biāo)技能目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握多旋翼無人機任務(wù)載荷的概念、分類和作用；2.掌握多旋翼無人機云臺相機和拋投器的工作原理；3.了解多旋翼無人機常見功能性任務(wù)載荷。1.能夠完成多旋翼無人機相機云臺和拋投器裝配；2.能夠根據(jù)安裝向?qū)瓿啥嘈頍o人機相機云臺調(diào)試；3.能夠根據(jù)安裝向?qū)瓿啥嘈頍o人機拋投器調(diào)試。1.通過任務(wù)中對載荷安裝質(zhì)量的控制，樹立認真嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度；2.通過對任務(wù)中更換載荷操作的品質(zhì)把控，培養(yǎng)遵章守紀的職業(yè)素養(yǎng)；3.通過合理安排裝調(diào)計劃與精準實施，培養(yǎng)精益求精的職業(yè)素養(yǎng)。任務(wù)分析想要完成多旋翼無人機云臺相機和拋投器任務(wù)載荷的組裝與調(diào)試，我們需要先進行任務(wù)載荷基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)，認識多旋翼無人機常見任務(wù)載荷，掌握云臺相機和拋投器的工作原理及組裝調(diào)試原則。在熟知任務(wù)載荷裝配與更換要點和使用注意事項的基礎(chǔ)上，按照任務(wù)的實施步驟與要求，最終保質(zhì)保量的完成多旋翼無人機任務(wù)載荷的組裝與調(diào)試任務(wù)。多旋翼無人機任務(wù)載荷概述多旋翼無人機常見任務(wù)載荷云臺及云臺控制系統(tǒng)噴灑系統(tǒng)和播撒系統(tǒng)PART01PART02PART03PART04目錄01PartOne多旋翼無人機任務(wù)載荷概述常見載荷播撒系統(tǒng)噴灑系統(tǒng)空中拋投器空中喊話器紅外相機熱成像儀航拍相機多旋翼無人機任務(wù)載荷概述無人機任務(wù)載荷是指裝配在無人機平臺上用來完成特定飛行任務(wù)的設(shè)備。概念通過將具備不同功能的任務(wù)載荷設(shè)備掛載在飛行平臺上，無人機便能夠完成不同需求的應(yīng)用類任務(wù)。作用02PartTwo多旋翼無人機常見任務(wù)載荷概念組成功能應(yīng)用領(lǐng)域空中喊話器是搭載在飛行器上用于空中無線擴音的設(shè)備空中喊話器由喊話裝置、擴音裝置和無線音源接收系統(tǒng)組成?？罩泻霸捚骰跀?shù)字無線傳輸技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)文本生成語音播放、音頻播放、錄音上傳、文件上傳、實時喊話、藍牙收音、音頻輸入等功能?？罩泻霸捚髟趽岆U救災(zāi)、消防救援、森林防火、治安巡察、大型賽事活動等任務(wù)場景中應(yīng)用廣泛?？罩泻霸捚骺罩刑秸諢羰且环N高機動性的照明工具，可搭載在飛行器上實施空中照明工作?？罩刑秸諢粲晒庠春头瓷淦鳂?gòu)成。組成針對夜間工作環(huán)境可見度較低的情況，空中探照燈能夠為工作開展提供高空照明。作用空中探照燈主要應(yīng)用在夜間巡邏、夜間執(zhí)法、應(yīng)急照明、夜間救援指引等領(lǐng)域。應(yīng)用領(lǐng)域空中探照燈概念無人機氣體檢測儀是搭載在飛行器上用于進行大氣質(zhì)量監(jiān)測的設(shè)備。氣體檢測儀無人機氣體檢測儀主要由氣體傳感器單元、檢測主板單元、供電單元、報警器單元、采樣單元、人機交互單元等組成。無人機氣體檢測儀能夠用來檢測樣本環(huán)境中氣體的種類與成分含量。組成作用螺紋連接無人機氣體檢測儀主要應(yīng)用在空氣質(zhì)量監(jiān)測、環(huán)保監(jiān)測、污染排查、有毒有害氣體巡查等領(lǐng)域?？罩袙佂镀魇谴钶d在飛行器上用于將所攜帶物品遠距離投送至預(yù)定位置的設(shè)備。概念消防救援反恐突擊野外救援野外架線應(yīng)用領(lǐng)域空中拋投器空中拋投器能夠在突發(fā)災(zāi)害情況下，跨域因自然環(huán)境造成的人員難以抵達的目標(biāo)位置，并將所需醫(yī)療物資或救援物品進行投送。作用舵機脫鉤器組成通過遙控器與接收機通訊，拋投器舵機將控制信號發(fā)送至舵機，舵機搖臂帶動拋投器脫鉤實現(xiàn)物品投放。工作原理隨著無人機可掛載任務(wù)載荷設(shè)備的快速發(fā)展，無人機的應(yīng)用領(lǐng)域會發(fā)生怎樣的變化？思考提問隨堂互動03PartThree云臺及云臺控制系統(tǒng)云臺相機具有通過補償和增穩(wěn)措施，與搭載相機完成高質(zhì)量畫面拍攝的功能。功能云臺相機掛載裝置組成云臺相機影視航拍航空測繪執(zhí)法取證搜索救援應(yīng)用領(lǐng)域云臺相機是搭載在飛行器上進行多狀態(tài)、多角度影像采集的光學(xué)儀器。云臺由掛載部分、控制部分和執(zhí)行部分組成。組成云臺又稱相機增穩(wěn)系統(tǒng)，是為固定安裝攝像機提供支撐的設(shè)備。概念云臺的概念和組成按驅(qū)動方式分類固定云臺電動云臺按驅(qū)動軸數(shù)分類兩軸云臺三軸云臺云臺分類固定云臺適用于固定拍攝方向和角度的情況，在固定云臺上安裝攝像機后，可調(diào)整攝像機的水平和俯仰角度，調(diào)整好角度后鎖定調(diào)整機構(gòu)就可以進行拍攝了。目前，固定云臺一般在進行傾斜攝影拍攝的多鏡頭相機上使用。電動云臺適用于對拍攝物進行大范圍掃描拍攝的情況，它可以擴大攝像機拍攝范圍。電動云臺的姿態(tài)是由兩個交流電機來控制，電機通過接收控制器的信號來執(zhí)行水平和垂直方向運動。知識拓展隨堂互動云臺具有抵消機身對拍攝設(shè)備所產(chǎn)生的晃動和調(diào)整攝像機姿態(tài)的作用。由于無人機在飛行時會產(chǎn)生高頻振動，無人機在快速移動的時候相機也會因慣性作用產(chǎn)生運動，如果不采取相應(yīng)的補償和增穩(wěn)措施，無人機拍攝出來的畫面就會模糊，而云臺的主要作用就是讓攝像機保持穩(wěn)定。作用云臺利用了多旋翼無人機陀螺儀平穩(wěn)飛行時的原理，當(dāng)無人機出現(xiàn)姿態(tài)變化向某一角度產(chǎn)生傾斜時，陀螺儀會迅速感應(yīng)到傾斜角度變化并進行計算，通過調(diào)整云臺電機使相機仍然處于水平狀態(tài)。無人機云臺通常帶有俯仰、滾轉(zhuǎn)、航向三個軸向維度的控制功能。工作原理云臺的作用和工作原理保證云臺自身的穩(wěn)定性控制云臺的軸向運動功能云臺控制系統(tǒng)介紹云臺控制系統(tǒng)是以單片機作為主控芯片，結(jié)合各種傳感裝置和執(zhí)行部件實現(xiàn)云臺控制的組件。概念云臺控制板接口介紹名稱作用PITCH俯仰電機端口控制相機向上或向下傾轉(zhuǎn)ROLL橫滾電機端口控制相機水平方向穩(wěn)定YAW偏航電機端口控制相機向左或向右傾轉(zhuǎn)RC端口（9針）連接飛控，接收輸入信號USB端口用于固件更新電源輸入端口用于云臺供電云臺控制板各端口作用04PartFour噴灑系統(tǒng)和播撒系統(tǒng)組成噴灑系統(tǒng)通常是指搭載在無人機上用于農(nóng)林植保作業(yè)過程中藥劑噴灑的裝置。功能無人機噴灑系統(tǒng)通常由藥箱、濾網(wǎng)、液位計、流量計、水泵、噴頭、泄壓閥和軟管組成。噴灑系統(tǒng)無人機播撒系統(tǒng)通常是指搭載在無人機上用于農(nóng)林植保作業(yè)過程中施肥或播種的裝置。概念作業(yè)箱控制模塊稱重傳感器播撒機組成播撒系統(tǒng)播撒機鎖止旋鈕播撒盤農(nóng)業(yè)對國家發(fā)展起著十分重要的作用，針對傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)存在生產(chǎn)效率和自動化程度低下等問題進行分析，討論一下多旋翼植保無人機在農(nóng)業(yè)植保上的應(yīng)用的意義。小組討論隨堂互動多旋翼無人機任務(wù)載荷組裝調(diào)試任務(wù)實施任務(wù)實施1.查驗物料是否齊備，詳見《任務(wù)實施檢查單》；2.檢查各部件外觀是否有損壞；3.觀看微課，學(xué)習(xí)多旋翼無人機云臺相機和拋投器任務(wù)載荷的組裝與調(diào)試步驟。任務(wù)準備班級姓名學(xué)號組號組長指導(dǎo)教師小組成員姓名：學(xué)號：任務(wù)分配成員1成員2成員3成員4序號名稱型號/材質(zhì)數(shù)量是否齊全1無人機遙控器AT9SPro1個是否2遙控器接收機R9DS1個是否3云臺相機——1個是否4云臺——1個是否5拋投器——1個是否6鋰電池2S1個是否7鋰電池4S1個是否8電烙鐵——1個是否9焊錫絲錫合金1卷是否10十字螺絲刀——1把是否11內(nèi)六角螺絲刀——1把是否12M3*6盤頭螺釘304不銹鋼4顆是否13M3*6平頭螺釘304不銹鋼7顆是否14硅膠線——2根是否15杜邦線——若干是否16轉(zhuǎn)接線——1根是否任務(wù)操作步驟表云臺相機的安裝與調(diào)試步驟序號操作步驟名稱1安裝連接柱2安裝云臺3導(dǎo)線和接頭焊接4云臺供電連接5地線連接6俯仰控制線連接7橫滾控制線連接8偏航控制線連接9接收機供電連接10安裝相機11云臺通電自檢12遙控器設(shè)置13設(shè)備和線纜固定拋投器的安裝調(diào)試與載荷更換操作步驟序號操作步驟名稱1脫鉤器連桿拆卸2拋投器行程位置調(diào)試前線路連接3調(diào)整拋投器行程位置4脫鉤器連桿安裝5云臺拆卸6安裝拋投器7線路連接8拋投器工作狀態(tài)測試9設(shè)備和線纜固定云臺相機的安裝與調(diào)試模塊1取下云臺頂部安裝板上的減震球，取出M3*6盤頭螺釘4顆，將4根連接柱安裝在云臺頂部安裝板上方，然后將減震球裝回。步驟1：安裝連接柱拆下無人機電池倉底板，取出M3*6平頭螺釘4顆，將4根云臺連接柱另一端固定在電池底板下表面，將電池底板裝回原位。步驟2：安裝云臺步驟3：導(dǎo)線和接頭焊接取出長度為20厘米的24AWG標(biāo)號的紅黑兩種顏色硅膠線各一根，將紅黑兩根線的一端分別焊接至無人機分電板的正負極，將XT30母頭焊接至紅黑線的另一端。將XT30公頭焊接到云臺供電線末端。將焊接好的XT30母頭和XT30公頭進行連接。溫馨提示：1.XT30公頭和母頭連接時需要連接緊固；2.云臺所需的供電電壓為10-16.8V，因此，可以從無人機分電板引線對其進行供電。步驟4：云臺供電連接使用棕色單插頭杜邦線，將云臺控制板9針RC端口上第一排的四個插針中的任意一個與接收機負極線路進行連接。步驟5：地線連接俯仰控制線連接使用紅色單插頭杜邦線，將云臺控制板9針RC端口上第二排左邊起第2個插針與接收機第二通道進行連接。橫滾控制線連接使用橙色單插頭杜邦線，將云臺控制板9針RC端口上第二排左邊起第3個插針與接收機第一通道進行連接。偏航控制線連接使用黃色單插頭杜邦線，將云臺控制板9針RC端口上第二排左邊起第4個插針與接收機第四通道進行連接。步驟6-8：控制線連接使用帶有杜邦插頭的紅褐色兩根三插線，將2S鋰電池連接到接收機任意通道接口進行供電。步驟9：接收機供電連接取出相機安裝在云臺上，安裝位置在控制俯仰軸電機的左側(cè)。調(diào)整好相機左右位置，保證橫滾軸水平，并緊固扎帶。步驟10：安裝相機①使用4s鋰電池與無人機分電板進行通電；②使用2s鋰電池為接收機進行供電；③云臺控制板綠燈狀態(tài)顯示為“慢閃-快閃-常亮”狀態(tài)，同時云臺會發(fā)出提示音，云臺回中自檢完成。步驟11：云臺通電自檢在遙控器和接收機對頻狀態(tài)良好的情況下，撥動遙控器滾轉(zhuǎn)通道搖桿，觀察云臺動作方向反饋是否正確，如果不正確需在遙控器舵機相位設(shè)置中進行對應(yīng)通道的反向設(shè)置。步驟12：遙控器設(shè)置使3M雙面膠將接收機固定，使用扎帶對接收機供電電池進行固定，并將線纜整理后使用扎帶固定。步驟13：設(shè)備和線纜固定拋投器安裝與調(diào)試模塊2使用十字螺絲刀拆下脫鉤器連桿，防止因測試時舵機卡頓，導(dǎo)致舵機損壞。溫馨提示：拆裝過程注意保存好拆卸下來的連桿配件和螺釘，避免丟失。步驟1：脫鉤器連桿拆卸使用舵機連接線將舵機和接收機通道進行連接（這里以第六通道為例），使用帶有杜邦插頭的紅褐色三插線兩根，將2S鋰電池連接到接收機任意一個通道接口進行供電。步驟2：拋投器行程位置調(diào)試前線路連接調(diào)整遙控器第六通道舵機行程量，使舵機搖臂處于恰當(dāng)位置，確保脫鉤器連桿不對結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生干涉。步驟3：調(diào)整拋投器行程位置脫鉤器連桿安裝斷開舵機、接收機和電池之間的連接線，使用十字螺絲刀將脫鉤器連桿裝回。云臺拆卸取下無人機電池底板，將云臺從電池底板拆下，將云臺控制線從接收機上拔出。步驟4-5：脫鉤器連桿安裝及云臺拆卸步驟6：安裝拋投器取出M3*6平頭螺釘3顆，將拋投器固定在電池底板下表面，電池底板裝回原位。線路連接拋投測試撥動遙控器第六通道功能撥桿，測試拋投器工作狀態(tài)。使用舵機連接線將舵機和接收機通道進行連接（這里以第六通道為例），使用帶有杜邦插頭的紅褐色三插線兩根，將2S鋰電池連接到接收機任意通道接口進行供電。步驟7-8：線路連接及拋投測試使用3M膠對接收機固定，使用扎帶對接收機供電電池固定，并將線纜進行整理后使用扎帶固定。步驟9：設(shè)備和線纜固定

在了解多旋翼無人機任務(wù)載荷的概念和作用，掌握多旋翼無人機常見任務(wù)載荷的概念、組成、功能和應(yīng)用領(lǐng)域，重點掌握拋投器和云臺相機的工作原理，了解云臺控制板各端口作用的前提下。檢查多旋翼無人機任務(wù)載荷組裝調(diào)試的物料是否齊備，檢查各裝調(diào)部件外觀是否有損壞，并填寫《任務(wù)實施檢查單》。在確保物料齊備和部件完好的后，嚴格按照組裝調(diào)試標(biāo)準工藝流程，參照實訓(xùn)任務(wù)詳細步驟，完成多旋翼無人機云臺相機和拋投器的組裝調(diào)試工作。實訓(xùn)練習(xí)任務(wù)實施評價序號實施流程操作內(nèi)容要點是否完成1組裝調(diào)試前準備及檢查裝調(diào)所需部件和工具是否齊全，外觀是否完好。是否2安裝連接柱連接柱正確安裝在云臺頂部安裝板上方，并將減震球裝回。是否3安裝云臺云臺連接柱另一端固定在電池底板下表面，并將電池底板裝回原位。是否4導(dǎo)線和接頭焊接正確將24AWG標(biāo)號紅黑兩種顏色硅膠線焊接至無人機分電板的正負極，XT30母頭和XT30公頭焊接正確。是否5云臺供電連接將焊接完成的XT30母頭和XT30公頭進行正確連接。是否6地線與俯仰、橫滾、偏航控制線連接正確將云臺控制板與接收機使用信號線連接。是否7接收機供電正確使用帶有杜邦插頭的兩根紅褐色三插線，將2S鋰電池連接到接收機任意通道接口進行供電。是否8安裝相機正確將相機安裝在云臺上。是否9云臺通電自檢能夠通過指示燈和聲音提示確認云臺是否完成自檢。是否10遙控器設(shè)置能夠通過觀察云臺動作方向反饋，查驗云臺動作方向是否正確，如果錯誤能夠進入遙控器舵機相位設(shè)置菜單進行對應(yīng)通道的反向設(shè)置。是否序號實施流程操作內(nèi)容要點是否完成11云臺設(shè)備和線纜固定能夠?qū)邮諜C、接收機供電電池、線纜進行固定。是否12脫鉤器連桿拆卸能夠使用十字螺絲刀正確拆下脫鉤器連桿。是否13拋投器行程位置調(diào)試前線路連接使用舵機連接線正確將舵機和接收機通道進行連接，正確使用帶有杜邦插頭的兩根紅褐色三插線，將2S鋰電池連接到接收機通道接口。是否14調(diào)整拋投器行程位置正確進行遙控器舵機行程量調(diào)整。是否15脫鉤器連桿安裝斷開舵機、接收機和電池之間的連接線，使用十字螺絲刀將脫鉤器連桿準確裝回。是否16云臺拆卸取下無人機電池底板，將云臺從電池底板拆卸，將云臺控制線從接收機上拔出。是否17安裝拋投器正確將拋投器固定在電池底板下表面，并將電池底板裝回原位。是否18線路連接使用舵機連接線正確將舵機和接收機通道進行連接，正確使用帶有杜邦插頭的兩根紅褐色三插線，將2S鋰電池連接到接收機任意接口。是否19拋投器工作狀態(tài)測試能夠通過撥動遙控器功能撥桿測試拋投器工作狀態(tài)。是否20拋投器設(shè)備和線纜固定正確將接收機、接收機供電電池、線纜進行固定。是否任務(wù)完成方式¨小組協(xié)作完成¨個人獨立完成任務(wù)完成度評定ABC總結(jié)與反思1.什么是無人機任務(wù)載荷？2.你能列舉出不少于3種多旋翼無人機常見任務(wù)載荷嗎？3.無人機拋投器的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？快速測試