智能測量技術(shù)-智能建造技術(shù)專58課件講解

主講人：李璇瓊智能測量技術(shù)智能建造技術(shù)專業(yè)資源庫知識點無人駕駛飛行平臺（一）無人駕駛飛行平臺（一）多旋翼無人機01無人駕駛飛行平臺（一）1.概念多旋翼無人機：也稱多軸無人機，是一種具有三個及以上的旋翼軸的特殊直升機。常見的有四旋翼、六旋翼、八旋翼等。一、多旋翼無人機

優(yōu)點安全性高便于小型化、批量化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)簡單體積小、重量輕無人駕駛飛行平臺（一）四旋翼無人機六旋翼無人機八旋翼無人機一、多旋翼無人機1.概念多旋翼無人機：無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機2.系統(tǒng)組成多旋翼無人機機體主要由動力系統(tǒng)、主體、飛行控制系統(tǒng)（簡稱飛控系統(tǒng)）以及其他輔助設(shè)備組成。無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機多旋翼飛行器動力系統(tǒng)主體飛行控制系統(tǒng)其他輔助設(shè)備：電臺/WiFi模塊等，增益天線、跟蹤天線、HDMI轉(zhuǎn)AV模塊電機動力（鋰電池及充電器）電子調(diào)速器手動控制飛行控制器漿機架腳架云臺地面站遙控接收器遙控主控GPSIMU電子陀螺LED狀態(tài)顯示2.系統(tǒng)組成機架類型無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機2.系統(tǒng)組成

竹蜻蜓：當手的搓動給了竹蜻蜓一個旋轉(zhuǎn)的速度后就會產(chǎn)生升力，讓竹蜻蜓起飛。同理，多旋翼無人機也是由電機的旋轉(zhuǎn)，使螺旋槳產(chǎn)生升力而飛起來的。比如四旋翼無人機，當飛機四個螺旋槳的升力之和等于飛機總重量時，飛機的升力與重力相平衡，飛機就可以懸停在空中了。竹蜻蜓與多旋翼無人機無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機3.飛行原理根據(jù)牛頓第三定律，旋翼在旋轉(zhuǎn)的同時，也會向機身施加一個反作用力(反扭矩)，促使機身向反方向旋轉(zhuǎn)。這也是為什么直升機會帶一個「小尾巴」，在水平方向上施加一個力，去抵消這種反作用力，保持直升機機身的穩(wěn)定。無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機3.飛行原理無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機3.飛行原理

所以為了避免飛機瘋狂自旋，四旋翼飛機的四個螺旋槳中，相鄰的兩個螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向是相反的。

多旋翼飛行器上，它的螺旋槳也會產(chǎn)生這樣的力。BA如圖所示，三角形紅箭頭表示飛機的機頭朝向，螺旋槳M1、M3的旋轉(zhuǎn)方向為逆時針，螺旋槳M2、M4的旋轉(zhuǎn)方向為順時針。當飛行時，M2、M4所產(chǎn)生的逆時針反作用力(反扭矩)和M1、M3產(chǎn)生的順時針反作用力(反扭矩)相抵消，飛機機身就可以保持穩(wěn)定。無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機3.飛行原理垂直升降無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機3.飛行原理

當飛機需要升高高度時，四個螺旋槳同時加速旋轉(zhuǎn)，升力加大，飛機就會上升；

當飛機需要降低高度時同理，四個螺旋槳會同時降低轉(zhuǎn)速，飛機也就下降了。原地旋轉(zhuǎn)當要飛機原地旋轉(zhuǎn)時，我們就可以利用反扭矩，M2、M4兩個順時針旋轉(zhuǎn)的電機轉(zhuǎn)速增加，M1、M3兩個逆時針旋轉(zhuǎn)的電機轉(zhuǎn)速降低，由于反扭矩影響，飛機就會產(chǎn)生逆時針方向的旋轉(zhuǎn)。無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機3.飛行原理無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機3.飛行原理水平移動如圖，當需要按照三角箭頭方向前進時，M3、M4電機螺旋槳會提高轉(zhuǎn)速，同時M1、M2電機螺旋槳降低轉(zhuǎn)速，由于飛機后部的升力大于飛機前部，飛機的姿態(tài)會向前傾斜。無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機3.飛行原理水平移動傾斜時，螺旋槳產(chǎn)生的升力除了在豎直方向上抵消飛機重力外，還在水平方向上有一個分力，這個分力就讓飛機有了水平方向上的加速度，飛機也因而能向前飛行。相反的：當M1、M2電機加速、M3、M4電機減速時，飛機就會向后傾斜，從而向后飛行。無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機3.飛行原理左右移動當M1、M4電機加速，M2、M3電機減速時，飛機向左傾斜，從而向左飛行;當M2、M3電機加速，M1、M4電機減速時，飛機向右傾斜，從而向右飛行。xy4213z無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機3.飛行原理滾轉(zhuǎn)運動改變電機2和電機4的轉(zhuǎn)速，保持電機1和電機3的轉(zhuǎn)速不變，則可使機身繞

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軸旋轉(zhuǎn)（正向和反向），實現(xiàn)飛行器的滾轉(zhuǎn)運動。無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機3.飛行原理偏航運動

當四個電機轉(zhuǎn)速相同時，四個旋翼產(chǎn)生的反扭矩相互平衡，四旋翼飛行器不發(fā)生轉(zhuǎn)動。0102

當四個電機轉(zhuǎn)速不完全相同時，不平衡的反扭矩會引起四旋翼飛行器轉(zhuǎn)動。無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機3.飛行原理偏航運動當電機1和電機3的轉(zhuǎn)速上升，電機2和電機4的轉(zhuǎn)速下降時，旋翼1和旋翼3對機身的反扭矩大于旋翼2和旋翼4對機身的反扭矩，機身便在富余反扭矩的作用下繞

z

軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)飛行器的偏航運動，轉(zhuǎn)向與電機1、電機3的轉(zhuǎn)向相反。xy4213z無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機4.遙控系統(tǒng)遙控系統(tǒng)由遙控器和接收機組成，是整個飛行系統(tǒng)的無線控制終端。遙控器具有以下四個主通道：無人駕駛飛行平臺（一）一、多旋翼無人機4.遙控系統(tǒng)1

第一通道指副翼（Aileron），用來控制和改變機身橫滾方向的姿態(tài)變化。2

第二通道指升降（Elevator），用來控制機身前進與后退的。3

第三通道指油門（Throttle），用來控制發(fā)動機或電機轉(zhuǎn)速的。4

第四通道指方向舵（Rudder），用于改變機頭朝向。不同點：美國手，右邊搖桿向上推，機身向前飛行；向下拉，機身向后退；日本手則是左邊搖桿的上下控制飛機前進與后退。美國手，左邊搖桿的上下控制油門輸出，搖桿向上為拉升；日本手