多旋翼无人机的组装ppt课件.pptx

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1、,目 录,第一节 多旋翼无人机组装概述,第二节 多旋翼无人机机架系统的组装,第三节 多旋翼无人机动力系统的组装,第四节 多旋翼无人机飞控系统的组装,第五节 多旋翼无人机遥控装置的组装,第六节 无线图传设备的组装,第七节 云台的组装,1-机身；2-主旋翼；3-尾旋翼；4-操纵系统；5-动力系统；6-起落架图8-1无人直升机的基本构造,一、多旋翼无人机组装概述,1.多旋翼无人机的组成,多旋翼无人机一般由机架、动力系统、飞控系统、遥控装置和任务载荷等模块组成。如图所示，为多旋翼无人机组成结构框图。,多旋翼无人机组成结构框图,一、无人直升机装调概述,1、机架机架，指多旋翼无人机的机身，是多旋翼无人机其

2、他结构的安装基础，起承载作用。根据旋翼轴数的不同，可分为三轴、四轴、六轴、八轴甚至是十八轴等。而根据发动机个数分有三旋翼、四旋翼、六旋翼、八旋翼甚至十八旋翼等。轴数和旋翼数一般情况下是相等的，但也有特殊情况，比如三轴六旋翼。是在三轴每个轴上下各安装一个电机构成六旋翼。2、动力系统 动力系统，是指为无人机飞行提供动力的系统。目前多旋翼无人机采用的动力系统一般分为电动系统和油动系统，在民用和商用领域，多旋翼无人机常用的是电动系统。电动系统一般由电池、电机、电调和螺旋桨组成。3、飞控系统 无人机飞控系统是控制无人机飞行姿态和运动的设备，由传感器、机载计算机和执行机构三大部分组成。 飞控中一般集成了高

3、精度的感应器元件，包括陀螺仪、加速度计、角速度计、气压计、GPS、指南针、控制电路等。 多旋翼无人机常用的飞控主要有F3飞控、 A2飞控、 Naza飞控、 A3飞控。,1.多旋翼无人机的组成,一、无人直升机装调概述,4、遥控装置遥控装置一般指地面上可以对无人机发出指令以及接受无人机传回信息的设备，它的硬件可以是一个遥控器，也可以是一部手机，或一台笔记本电脑。在多旋翼无人机的应用中，遥控器是最常见的的一种遥控装置。遥控器集成了数传电台，通过控制摇杆的舵量向无人机发出控制信号，以此实现对无人机的控制。遥控器分美国手和日本手，区别在于一个是左手油门一个是右手油门。通常遥控器可以控制无人机飞行姿态如俯

4、仰运动、滚转运动、偏航运动和控制油门增减无人机飞行动力。5、任务载荷任务载荷，是指装备到无人机上用以实现无人机飞行所要完成的特定任务的设备、仪器和分系统，统称为无人机的任务载荷。无人机系统升空执行任务，通常需要搭载任务载荷。任务载荷一般与侦察、武器投射、通信、遥感或货物有关。无人机的设计通常围绕所应用的任务载荷进行。常用的任务载荷有图传及云台：（1）图传，是指无线图像传输，提供机载设备的无线图像系统的数据链路通道，负责记载图像采集数据实时无损/有损地传输到地面接收设备上，供实时观察和存储，以及图像分析等后续工作。（2）云台，是指安装、固定摄像机的支撑设备，主要的作用是防止拍摄画面抖以及控制云台

5、转动角度改变拍摄角度。,1.多旋翼无人机的组成,一、无人直升机装调概述,1-机架；2-电机；3-GPS；4-螺旋桨；5-飞控；6-接收机；7-电调；8-图传；9-分电板；10-云台相机；11-电池；12-遥控器多旋翼无人机硬件清单,1.多旋翼无人机的组成,一、无人直升机装调概述,多旋翼无人机组装步骤,2.组装步骤,组装步骤 多旋翼无人机的内部结构相对简单，组装的过程有很多相似性，建议一般的组装步骤为：机架的组装动力系统的组装飞控系统的组装遥控装置的组装和任务载荷的组装等 在不影响飞行性能的前提下，部分组装顺序可适当调整，不同的多旋翼无人机产品，其组装步骤可能会要求两个或两个以上的系统并行组装。

6、,目 录,第一节 多旋翼无人机组装概述,第二节 多旋翼无人机机架系统的组装,第三节 多旋翼无人机动力系统的组装,第四节 多旋翼无人机飞控系统的组装,第五节 多旋翼无人机遥控装置的组装,第六节 无线图传设备的组装,第七节 云台的组装,二、多旋翼无人机机架系统的组装,机架，通常由机臂、中心板和脚架等部分组成。1、旋翼轴数 按旋翼轴数分类一般分为四旋翼无人机、六旋翼无人机和八旋翼无人机等。,按旋翼轴数分类,1. 机架简介,二、多旋翼无人机机架系统的组装,2、机架轴距 轴距是指机架对角线两个电机或者桨叶中心的距离，机架按轴距一般分为180无人机、250无人机和450无人机等。,按机架尺寸分类,1. 机

7、架简介,二、多旋翼无人机机架系统的组装,3、机架布局 常见的机架布局有X型、I型、V型、Y型和IY型等。,按机架形状分类,1. 机架简介,二、多旋翼无人机机架系统的组装,4、机架材质 按机架材质一般有以下几种：（1）塑料：比较适合初学者，价格便宜。（2）玻璃纤维：相比塑料机架，玻纤强度高、重量轻、价格贵，中心板多用玻纤，机臂多用管型。（3）碳纤维：相比玻纤机架，强度更高、价格更贵。（4）铝合金/钢：适合自己制作。,1. 机架简介,二、多旋翼无人机机架系统的组装,机架的组装步骤 以F450多旋翼无人机为例，介绍其组装步骤，机架的组成如图。,2.机架的组装步骤,1、注意事项（1）检查机架零部件是否

8、缺少。（2）零部件是否有破损、变形。（3）螺丝数量是否足够、螺丝长度是否合适。（4）正常使用符合螺丝规格的螺丝批，防止螺丝滑丝。（5）焊接时注意不能有虚焊，防止在飞行过程中因为抖动而导致接口松动。（6）上螺丝时按照对角线原则拧螺丝，待所有螺丝上完再拧紧。（7）同颜色机臂装在同一侧，方便飞行时辨认机头方向。,F450机架,二、多旋翼无人机机架系统的组装,2、组装步骤（1）将电调的输入端两根电源线分别焊接到中心板（分电板）的正极（红线）和负极（黑线）上，如左图。（2）焊接动力电源线，如图。,电调、动力电源焊接,2.机架的组装步骤,二、多旋翼无人机机架系统的组装,（3）使用万用表检查电路是否联通。（

9、4）按照顺序把四个机臂安装在中心板上，同色机臂在同一侧。如图所示。（5）安装云台脚架。如下图。,安装机架、云台脚架,2.机架的组装步骤,目 录,第一节 多旋翼无人机组装概述,第二节 多旋翼无人机机架系统的组装,第三节 多旋翼无人机动力系统的组装,第四节 多旋翼无人机飞控系统的组装,第五节 多旋翼无人机遥控装置的组装,第六节 无线图传设备的组装,第七节 云台的组装,三、多旋翼无人机动力系统的组装,电动无人机与油动无人机特点比较,电动系统和油动系统的多旋翼无人机各具特点，应用场合和性能特性也有区别，两者的特点如下：,三、多旋翼无人机动力系统的组装,电池的截止电压（单位：V）,1.电动系统,电动系统

10、是将化学能转化为电能再转化为机械能为无人机飞行提供动力的系统，一般由电池、电调、电机和螺旋桨组成。1、电池 1）标称电压电池的电压是用伏特（V）来表示的。标称电压是厂家按照国家标准标示的电压，实际使用时电池的电压是不断变化的。一般说一组或一个电池的电压都是标称电压，比如锂聚合物电池，标称电压一般为3.7V，但使用中的实际电压往是高于或低于这个标称电压的，锂聚合物单块电芯电池正常使用的最低电压是2.7V，最高是4.2V，不同种类电池的截止电压,三、多旋翼无人机动力系统的组装,2）电池容量 电池的容量是用毫安时(mAh)来表示的。它的意思是电池在1h内可以放出或充入的电流量。 例如，1000mAh

11、就是这个电池能保持1000mA(1A)放电1h。但是电池的放电并非是线性的，所以不能说这个电池在500mA时能维持2h。不过电池的小电流放电时间总是大于大电流放电时间的，所以可以近似算出电池在其他电流情况下的放电时间。 某些厂家生产的电池标称电量往往高于它的实际电量。 3）充/放电倍率 （1）放电倍率：电池的放电能力是以倍数，即放电倍率(C)来表示的，即按照电池的标准容量可达到的最大放电电流。 此外，放电电流不但和C有关，还和容量相关，因此C小的电池有可能比C大的放电电流还要大。不论何种电池，放电倍率越大，寿命越短。 （2）充电倍率：一般用于充电时限制最大充电电流，以免充电电流过大损害电池使用

12、寿命，计算方法与放电电流相同、也用倍数(C)来表示。 C的倒数是电池放完电所用的时间，单位为h。 不能用低C的电池大电流充放电，这样会使电池迅速损坏，甚至自燃。,1.电动系统,三、多旋翼无人机动力系统的组装,4）串联并联数 经常用“XSXP”表示多少电芯并联或串联的情况。 XS（serice，串联）代表电池组中串联电池的个数，所以3S代表内有3个电芯串联。 XP（parallel，并联）代表并联电池的个数。因此，2100mAh电芯名为3S4P的电池组共有12个电芯。 5）循环寿命 电池的循环寿命一般指充满并放光一次电，即充电周期的循环数。 锂电池的寿命一般为300500个充电周期。 6）电池使

13、用注意事项 （1）禁止反向充电。 （2）新的锂电池组充电之前，应逐个检查电芯的电压。 （3）尽量减少快速充电的次数。 （4）必须等锂电池完全冷却后才能充电，否则会严重损坏电池；刚用过的锂电池会有余温，即使表而已完全冷却，内部依然有一定余温。因此，应至少静置锂电池40分钟以上再充电。 （5）考虑安全，充电时尽量使用防爆袋。 （6）切勿充电时无人看守。,1.电动系统,三、多旋翼无人机动力系统的组装,6）电池使用注意事项（7）放在阻燃材料上充电，着火时可以避免其他物体燃烧，减少损失。（8）放电电流不得超过说明书规定的最大放电电流。（9）充电电流不得超过说明书规定的最大化充电电流。（10）充电电压不得

14、超过规定的限制电压，通常4.2V为每个电芯充电电压的上限。（11）充电温度：电池必须在产品说明规定的环境温度在范围内进行充电，否则电池易受损坏。当发现电池表面温度异常（超过50）时，应立即停止充电。（12）放电温度：电池必须在说明书规定的工作温度范围内放电。（13）过放电：锂电池电压低于2.75V就属于过度放电。（14）如果不需供电，一定要断开电调上的插头，以免电池发生漏电情况。（15）要想发挥锂电池的最大效能，就要经常使用它，让电池内的电子始终处于流动状态。锂电池深度放电的程度越小，使用的时间越长，如果有可能，应尽量避免完全充放电。,1.电动系统,三、多旋翼无人机动力系统的组装,7）贮存 电

15、池应放置在阴凉的环境下贮存，长期存放电池（超过3个月）时，建议置于温度为1025且无腐蚀性气体的环境中。电池在长期贮存过程中，应每3个月充放电一次以保持电池活性，并保证每个电芯电压在3.73.9V范围内。 8）选用原则 （1）电池输出电流一定要大于电动机的最大电流。 （2）电动机工作电压由电调决定，而电调电压由电池输出决定，所以电池的电压要等于或小于电动机的最大电压。 （3）电池电压不能超过电调最高承载电压。 （4）电池的放电电流达不到电调的电流时，电调就发挥不了最高性能，而且电池会发热，产生爆炸，所以一般要求电池的持续输出电流大于电调的最大持续输出电流。 （5）电池容量与无人机续航能力密切相

16、关，电池容量越大，续航能力越强。 9）电池与机架常用搭配,1.电动系统,三、多旋翼无人机动力系统的组装,2、电机 1）无刷电机工作原理无刷电动机在电磁结构上与有刷直流电动机一样，但其电枢绕组放在定子上，转子上安装永磁铁。电动机的电枢绕组一般采用多相形式，经由驱动器接到直流电源上，定子采用电子换向代替有刷电动机的电刷和机械换向器，依靠改变输入到无刷电动机定子线圈上的电流频率和波形，在绕组线圈周围形成一个绕电动机几何轴心旋转的磁场，这个磁场驱动转子上的永磁铁转动，和转子磁极主磁场相互作用产生转矩使电动机旋转。 2）无刷电动机参数某无刷电动机X2212为例参数 。,1.电动系统,三、多旋翼无人机动力

17、系统的组装,朗宇无刷电动机X2212参数,1.电动系统,三、多旋翼无人机动力系统的组装,3）选用原则 电机与机架常用配制见下表。3、电子调速器 电子调速器，简称电调是控制电动机转速的调速器，必须与电动机相匹配。 1）电调的作用无人机用电调具有以下作用： （1）电调最基本的功能就是通过飞控板给定PWM 信号进行电动机调速。 （2）电调为遥控接收机上其他通道的舵机供电。 （3）电调为飞控供电。 （4）充当换相器的角色，因为无刷电动机没有电刷进行换相，所以需要靠电调进行电子换相。 （5）电调还有一些其他辅助功能，如电池保护、启动保护和刹车等。,电机与机架常用配制,1.电动系统,三、多旋翼无人机动力系

18、统的组装,电调参数表,2）电调的选择 常用的电调品牌有好盈、花牌和银燕等。某企业生产的电调型号及其参数如表。,1.电动系统,三、多旋翼无人机动力系统的组装,电调参数表,1.电动系统,三、多旋翼无人机动力系统的组装,3）选用原则 （1）在选择电调之前，应比较各品牌电调的性能参数和性价比，选择最合适的电调。 （2）电调和电动机要合理匹配。 （3）电调的输出电流必须大于电动机的最大电流。4、螺旋桨 1）螺旋桨的分类根据材质的不同，桨叶可以分成注塑类、碳纤桨和木桨。 （1）注塑桨 注塑桨，是指使用塑料等复合材料制成的桨叶，如下图所示。,三叶桨,1.电动系统,三、多旋翼无人机动力系统的组装,（2）碳纤桨

19、碳纤桨，是指使用碳纤维制成的桨叶，如图所示。碳纤维是一种与人造丝、合成纤维类似的纤维状碳材料。由于碳纤维的材料有优异的硬度，可制成合适的桨形，因此非常适合技巧性飞行，其效率优于木桨，价格比木桨更贵。 （3）木桨 木桨，是指使用木材制成的桨叶，硬度高、质量轻，材料多为榉木，经过风干、打蜡、上漆以后不怕受潮，如图所示。在航空史中，木桨在早期扮演了非常重要的角色。第一次世界大战时期的很多无人机都使用的木桨，后来才逐渐被铁桨取代。,碳纤桨,木桨,1.电动系统,三、多旋翼无人机动力系统的组装,2）螺旋桨的参数,性能参数表,1.电动系统,三、多旋翼无人机动力系统的组装,3）选用原则 在不超负载的情况下，多

20、旋翼无人机可以更换很多不同的螺旋桨。同样可以飞起来，但是飞行效果和续航时间却是大相径庭。螺旋桨选得适合，飞行更稳，航拍效果、续航时间都兼得；选得不好，可能效果就相反。 相同的电动机，不同的KV值，用的螺旋桨也不一样，每个电动机都会有一个推荐的螺旋桨。相对来说，螺旋桨配得过小，不能发挥最大推力；螺旋桨配得过大，电动机会过热，会使电机退磁，造成电机性能的永久下降。 选择螺旋桨时应考虑以下因素。 （1）不同材质的螺旋桨，价格和性能差别较大，根据实际需要，选择最适合的螺旋桨。 （2）螺旋桨的型号必须与电动机的型号相匹配，可参考电动机厂家推荐使用的螺旋桨型号。,1.电动系统,三、多旋翼无人机动力系统的组

21、装,2 电动系统的组装步骤,1、电机与电调的连接 （1）电调的3根输出线与电机的3根输入线焊接。 （2）电调的2根输出线与电机的2根输入线互换可改变电机的旋转方向。 （3）连接焊接处要牢固、可靠，不能有虚焊，防止无人机在飞行过程中因为抖动而导致意外。 （4）线缆长度适宜，合理布线，保障无人机外表美观。 （5）所有焊接连接处以及铜线裸露的地方都必须套上热缩管。 （6）为方便替换零部件一般在连接处使用香蕉头连接。,三、多旋翼无人机动力系统的组装,2 电动系统的组装步骤,2、电机的安装 （1）安装电机时无人机机头方向的左上和右下为顺时针（CW）电机，右上和左下为逆时针（CCW）电机。 （2）安装电机

22、时使用的螺丝长度要合适，螺丝过长会顶到电机定子导致烧坏电机，太短不能完全把电机固定锁在机臂上。 （3）保证电机座与机臂连接牢固。飞行中电机座松动，造成电机偏转也是炸机的重要原因之一。 （4）电机安装好后要校正水平，电机不平会使多轴无人机的稳定性大大降低。,三、多旋翼无人机动力系统的组装,2 电动系统的组装步骤,3、螺旋桨的安装 （1）螺旋桨一般在飞行前才安装。 （2）安装螺旋桨前一定要分清正桨和反桨。螺旋桨如果装反，起飞时由于受力不平衡，无人机必然会倾覆。 （3）固定螺旋桨的螺帽一定要锁紧。飞行中由于电机的高频振动很容易引起螺丝松动造成射桨，射桨不仅肯定会造成炸机，也可能会对飞手和其他人的生命

23、安全造成威胁。,目 录,第一节 多旋翼无人机组装概述,第二节 多旋翼无人机机架系统的组装,第三节 多旋翼无人机动力系统的组装,第四节 多旋翼无人机飞控系统的组装,第五节 多旋翼无人机遥控装置的组装,第六节 无线图传设备的组装,第七节 云台的组装,四、多旋翼无人机飞控系统的组装,1.PIXHAWK飞控介绍,PIXHAWK飞控介绍 PIXHAWK飞控，如图所示，是一款基于32位ARM芯片的开源飞控，其前身是APM。 最初采用的是分体式的设计即PX4，PX4系列可以单独使用PX4FMU，但是接线很复杂，也可以配合输入输出接口板PX4IO来使用，但是因为没有统一的外壳，不好固定。 之后通过PX4系列的

24、经验，厂商简化了结构，把PX4FMU和PX4IO 整合到一块板子上，并加上了骨头形状的外壳，优化了硬件和走线之后合并成一个整体形成现在的PIXHAWK。,PIXHAWK飞控,四、多旋翼无人机飞控系统的组装,1、飞控组成 PIXHAWK飞控的零部件组成，如下图所示。,PIXHAWK飞控零部件,1.PIXHAWK飞控介绍,1-附带SD卡的PIXHAWK；2-蜂鸣器；3-安全开关；4-SD卡USB适配器；5-USB连接线；6-六线制连接线2；7-电源模块；8-I2C分配器模块；9-四接口I2C分配器连接线；10-三线制伺服连接线；11-泡沫双面黏胶,四、多旋翼无人机飞控系统的组装,2、飞控接口,PI

25、XHAWK飞控的接口定义如图。,PIXHAWK飞控正面接口介绍,1.PIXHAWK飞控介绍,1-输入/输出重置按钮；2-SD卡插槽；3-飞行管理重置按钮；4-Micro-USB接口PIXHAWK飞控前端面和侧面接口介绍,1-接收机输入；2-S.BUS输出；3-主输出；4-辅助输出PIXHAWK飞控后端面接口介绍,四、多旋翼无人机飞控系统的组装,2. PIXHAWK飞控的组装步骤,1、减震座安装 减震座的安装，如左图所示。 （1）把减震球安装在减震板上。 （2）使用3M胶把减震座固定在沉金板重心位置上。 2、飞控安装 飞控的安装，如右图所示。 （1）使用3M胶将飞控固定在减震座上。 （2）确保飞

26、控上的飞行方向箭头指向无人机机头反向。 （3）为方便拆卸不要整个飞控板都粘上3M胶，一般在飞控的四个角粘上部分3M胶。,减震座和飞控的安装图,四、多旋翼无人机飞控系统的组装,3、蜂鸣器安装 （1）将蜂鸣器使用3M胶固定在机臂上。 （2）将蜂鸣器的线插到飞控的BUZZER插口上。4、安全开关安装 （1）将安全开关固定在机架上。 （2）将安全开关的线插到飞控SWITCH插口上。,蜂鸣器和安全开关的安装图,2. PIXHAWK飞控的组装步骤,四、多旋翼无人机飞控系统的组装,5、电调杜邦线安装 电调杜邦线的安装，如图所示。 （1）杜邦线按照电机编号顺序分别插在飞控MAIN OUT的对应编号插口上，电机

27、编号如图所示。 （2）插线时注意负极在上，信号线在下。 （3）布线要合理，不能互相干扰。,PIXHAWK飞控电调杜邦线接线图,2. PIXHAWK飞控的组装步骤,目 录,第一节 多旋翼无人机组装概述,第二节 多旋翼无人机机架系统的组装,第三节 多旋翼无人机动力系统的组装,第四节 多旋翼无人机飞控系统的组装,第五节 多旋翼无人机遥控装置的组装,第六节 无线图传设备的组装,第七节 云台的组装,五、 多旋翼无人机遥控装置的组装,1.常见遥控介绍,1、常见遥控介绍 遥控器各类繁多，遥控接收也有多种类型，目前的遥控器功能越来越强大，目前在市面上的遥控器比较常见的有乐迪、Futaba、睿思凯、天地飞和富斯

28、等。 下面以乐迪AT9作为例进行介绍。乐迪AT9遥控器，它可遥控直升机、固定翼、滑翔机和多旋翼四大类飞行器，通信系统采用抗干扰较强的DSSS（直接序列扩频系统），功能全面且人性化的菜单设计对初学者与熟练者均适用。 （1）遥控器面板，如图所示。,五、 多旋翼无人机遥控装置的组装,遥控器面板图,1.常见遥控介绍,五、 多旋翼无人机遥控装置的组装,（2）接收机通道定义。,接收机通道定义图,1.常见遥控介绍,五、 多旋翼无人机遥控装置的组装,2.遥控装置的组装步骤,1、接收机的安装 （1）使用泡沫双面胶将接收机安装在沉金板或者机臂上，如图。 （2）接收机是由精密的电子部件组成，应避免剧烈的震动并使其远

29、离高温。为了更好地保护接收机，可以使用泡沫或其它吸振材料将其缠绕起来。将接收机放在塑料袋中并用橡皮筋将其扎紧是很好的防水方法。如果不小心有水分或燃料进入到接收机，可能会导致间断性失控甚至坠毁。,接收机的安装,五、 多旋翼无人机遥控装置的组装,2、接收机与飞控接线 在S.BUS情况下，用一根杜邦线连接接收机的S.BUS插口，另一端连接飞控的RC插口，如图所表示。,接收机与飞控的接线图,2.遥控装置的组装步骤,五、 多旋翼无人机遥控装置的组装,3、遥控器电池的安装 将电池插头完全插入遥控器插槽至最底部。当需要断开连接时，不要拉扯电线，而应该握住塑料连接头将其拔下。4、接收机天线的安装 （1）一般情

30、况下接收机的天线比较长，安装时不要折断或者将其缩进去，否则将缩短可控制的范围，接收机的天线应尽可能的远离金属物，在飞行之前请执行飞行范围检测。 （2）尽量保证天线笔直，否则将会减小控制范围。 （3）无人机上可能会存在影响信号发射的金属部件，在这种情况下，天线应处于无人机的两侧。这样在任何飞行姿态下都能保持拥有最佳的信号状态。 （4）天线应该尽可能远离金属导体和碳纤维，至少要有半英寸的距离，但不能过度弯曲。 （5）尽可能保持天线远离马达、电调和其他可能的干扰源。5、发射机的天线安装 （1）发射机的天线是可调整的，因此要确保飞行过程中天线不要直接对着无人机，这可能会减弱接收机信号强度。 （2）保持

31、天线垂直于发射机的表面，能使接收机收到最佳的接收信号。请根据握持发射机的方式调整发射机的天线。 （3）在飞行过程中请不要握住天线，这样会削弱发射机的信号。,2.遥控装置的组装步骤,目 录,第一节 多旋翼无人机组装概述,第二节 多旋翼无人机机架系统的组装,第三节 多旋翼无人机动力系统的组装,第四节 多旋翼无人机飞控系统的组装,第五节 多旋翼无人机遥控装置的组装,第六节 无线图传设备的组装,第七节 云台的组装,六、无线图传设备的组装,1.图传介绍,图传介绍无线图像传输系统，简称无线图传，是用作无线图像传输和视频实时传输的设备。无人机图像传输系统就是将天空中处于飞行状态的无人机所拍摄的画面实时稳定的

32、发射给地面无线图传遥控接收设备。图像传输的实时性、稳定性是关键。其组成部分主要由图像采集端、发射端、接收端和显示端组成，如图所示，为图像采集、发射、地面接收及显示流程。,无线图传,六、无线图传设备的组装,2.图传结构,1、图像采集端 图像采集端，是指在无人机端用来采集图像的设备，如：摄像头、运动相机和单反相机等，如图。2、图像发射端 图像发射端，是指无线图像传输设备的发射设备，包括发射器和天线。通常安装在无人机飞行平台上，随无人机飞行，配合摄像头或相机使用。,a）摄像头 b）运动相机 c）单反相机图像采集设备,六、无线图传设备的组装,2、图像发射端 选配原则： 1）图传类型选择 图传分模拟图传

33、和数字图传，模拟图传延迟少、画质清晰度一般，数字图传画面清晰度高、画面延迟较大。 2）频道选择 5.8GHz是国家开放的业余频段，目前在5.8G工作的设备很少，这个频段相对比较纯静，干扰较少。 3）频率的选定 同频段的图传在使用过程中很容易受到干扰，甚至出现串频（显示了别人的画面），当目前频率有干扰时可以选择其他频率，通常发射机都有多种频率可供选择。常用的发射机有32个频道或40个频道甚至更多。常见的频道对应表，如表。,2.图传结构,常用发射机频道,六、无线图传设备的组装,a）小功率发射机 b）大功率发射机,4）功率大小 发射端功率从由几十毫瓦到几百毫瓦，功率大的能达到瓦级别，有些发射机为满足

34、更多要求，采用功率可调的形式。通常功率越大传输距离越远，信号越稳定，但同时发热也更大，耗电量也更大。小功率的发射机发热少，使用导热金属片散热，如左所示，甚至无散热，大功率发射机使用导热金属加散热风扇散热，如图所示。,2.图传结构,六、无线图传设备的组装,3、图像接收端 图像接收端，是指无线图像传输设备在地面的接收器，包括接收机和天线两部份。通常直接和显示器连接，以一款常用的接收机RC832为例进行介绍，如图。,RC832接收机,2.图传结构,六、无线图传设备的组装,选用原则：（1）接收端和发射端如果不是成套购买的需要根据发射要求类型购买，如模拟发射机配模拟接收机。（2）接收机通常都带有多个频率

35、可以搜索，常用的接收机有8个频道，传输信号类型一样的情况下只要频率一样就可以接收到图像信号，如表所示。（3）有些显示屏带接收机的，可以直接使用。,接收机常用的8个频点,2.图传结构,六、无线图传设备的组装,4、图像显示端 图像显示端，是指在地面的显示器，和接收机配套使用，通常包括三角架、显示屏和电池等。根据传输信号类型选择显示屏类型，如模拟信号和和数字信号。选用原则： （1）根据使用习惯选用FPV显示屏，如左图所示，或选用视频眼镜，如右图所示。 （2）根据是否带接收机来选择是否含接收机的显示屏，如果是带接收机的显示屏，还要选择天线的类型。 （3）根据信号类型选择模拟信号显示屏（如，莲花头接口，

36、雪花屏）、数字信号屏（如，带HDMI接口）。,FPV显示屏、视频眼镜,2.图传结构,六、无线图传设备的组装,5、天线 1）全向天线 全向天线，是比较常用的一种形式，在无线电专业里常叫鞭状天线。虽然叫全向天线，其实还是有局限性的，它就像一个灯管，它的发射范围，垂直放置时，是在水平方向上向周围散射，在360度范围内都有均匀的场强分布。 垂直天线，主要针对水平方向的目标，水平天线主要针对垂直高度上的目标，和窄范围内的水平目标。通常可以用两根全向天线，垂直安放，如图所示，以增强接收信号强度。,全向天线,2.图传结构,六、无线图传设备的组装,2）蘑菇头天线 蘑菇头天线，其内部就是三叶草或四叶草天线，如图

37、所示，通常三叶草用在发射机上，四叶草天线用在接收机上。 这种天线的特性和平板天线的特性刚好是相反的，如果它原来应该是直的那它的特性就和棒子天线是一样的，但是它被掰弯了，掰的每个方向对与它来说都是一样的，不存在指向性。,蘑菇头天线,2.图传结构,六、无线图传设备的组装,3）八木天线 八木天线，是定向传输天线。 八木天线在垂直安装时，上下的场强分布角与全向天线差不多，在水平方向上场强分布角，与引向器的多少有关，引向器越多，夹角越小，方向性越强，夹角内的场强越高。一般常见引向器3-5支，再多效果亦不明显。主要特点是在有效范围内场强分布均匀，方向性好，干扰能力强。 4）抛物面天线 抛物面天线，其场强分

38、布有两部分，类似手电光，一部分是灯泡直接射出的散射光，另部分，也是主要部分，是反射器反射形成的直射光，如右图所示。 所以抛物面天线的效率是最高的，但方向性也是最强的，最常见是用在固定点对点的微波通信，如果用在飞行器上的通信，必须装在高精度跟踪云台上才可以，另外抛物面天线对组装精度要求也很高。,八木天线和抛物面天线,2.图传结构,六、无线图传设备的组装,5）平板状天线 平板状天线，其特性和八木天线基本相同，好的平板天线结构较复杂，但体积小，重量轻，安装简单，是野外FPV的首选天线，有较强的定向性，需配合跟踪云台使用，如图所示。,平板天线,2.图传结构,六、无线图传设备的组装,3.图传的组装步骤,

39、图传的组装一般分硬件组装和线路连接两大部分。1、硬件的组装 （1）摄像头的安装，穿越机一般安装在前方或上方，注意做好保护措施，保护摄像头。 （2）图传发射机安装，通常用双面海绵胶粘在机架内部，将天线引出至外部。2、线路的连接 根据无人机安装布局将电线裁减好长度并制作好接头（如摄像头和图传发射机电压一致，可并用电源），图传和摄像头品牌多种多样，但接线原理基本一致，根据电路图将线路接好即可。,图传系统电路图,六、无线图传设备的组装,3、注意事项 （1）确认图传电压和摄像头电压分别是多少伏，如果都在同样的范围，则可以共用电源，如果图传电压12V，摄像头电压是5V，此时要注意单独给摄像头供5V电源，可

40、考虑从分电板接电。 （2）要注意发射机的安装最佳位置，避免产生干扰，多旋翼无人机要注意尽量让图传、GPS、遥控接收机这三种分开装，图传天线尽量靠机身尾部。 （3）如果图传发射机是双天线的，尽量让两天线垂直，扩大发射方向。 （4）穿越机上的图传要注意保护好，尽量安装在机身内部，避免炸坏。 （5）图传的线为插头连接时，要注意是否有松动，如有，要采取紧固措施，如打热熔胶。,3.图传的组装步骤,目 录,第一节 多旋翼无人机组装概述,第二节 多旋翼无人机机架系统的组装,第三节 多旋翼无人机动力系统的组装,第四节 多旋翼无人机飞控系统的组装,第五节 多旋翼无人机遥控装置的组装,第六节 无线图传设备的组装,

41、第七节 云台的组装,七、 云台的组装,1.云台介绍,云台，又称增稳云台，是指安装、固定摄像机的支撑设备，如下图所示。 云台主要有两大作用： （1）防止拍摄画面抖动，航拍云台通过传感器感知机身的动作，通过电机驱动让相机保持原来的位置，抵消机身晃动或者震动的影响。 （2）可遥控控制云台转动角度改变拍摄角度。通过配制好的遥控器通道控制两轴或三轴云台平缓的动作达到所需的角度。 云台主要考察几个性能：增稳精度、兼容性（一款云台能适配几款相机和镜头）和转动范围（分为俯仰、横滚和偏航三个轴）。,航拍云台,七、 云台的组装,2.云台的分类,1、按驱动方式分 按驱动方式分为固定云台和电动云台。 （1）固定云台，

42、是将相机与飞行器固定在一起，运用提前调整好的角度来拍摄，或调整无无人机的角度来调整航拍时的视角。 （2）电动云台主要是指其驱动方向是电动驱动的，是相对固定运动而言的。2、按驱动轴数分 按驱动轴数分为两轴云台和三轴云台。 （1）两轴云台，如右图所示，是指在横滚方向、俯仰方向两个方向控制的云台，也就是两个自由度。 （2）三轴云台，如右图所示，是指除横滚方向、俯仰方向外偏航方向也能得到控制，总共有三个自由度，这样控制的转向角度更大。,a）两轴云台 b）三轴云台,七、 云台的组装,3.云台组成,1-挂载部分；2-控制部分；3-执行部分云台组成,2、按执行机构分按执行机构分为伺服舵机驱动、步进电机驱动和

43、直流无刷电机驱动等。（1）伺服舵机驱动，是指其驱动的方式采用舵机驱动，一般该控制方式无云台控制板，通过飞控控制。（2）步进电机驱动，是指其驱动方式采用步进电机。（3）直流无刷电机驱动，是指其驱动方式采用直流无刷电机，是目前最常用的驱动方式，采用云台控制板驱动，转动平稳、相同质量的情况下力矩较大，无噪音。,云台一般由云台挂载部分、控制部分和执行部分等三个部分组成，如图所示。（1）挂载部分，是指云台和无人机的连接板，通常用碳纤维板或玻纤板通过减震球连接。（2）控制部分，是指通过陀螺仪等传感器检测姿态后控制云台进行姿态补偿的控制板，一般分为两轴控制版和三轴控制版。（3）执行部分，是指控制板控制的直流

44、无刷电机、伺服舵机或步进电机，两轴云台两个电机或舵机，三轴云台三个电机或舵机。,七、 云台的组装,3.云台的组装步骤,某品牌云台控制板的连接图,由于云台结构比较简单通常都是成套购买，所以安装主要是云台和无人机之间的安装。通常的安装方法有螺纹连接，挂载板连接等。1、安装步骤（1）云台与无人机的安装。（2）云台线路的连接，根据电路图依次连接云台电源线、信号线和控制线。某品牌云台电路，如图所示。（3）遥控器通道的配制。（4）运动相机的安装。（5）通电试机。,七、 云台的组装,2、安装注意事项 （1）看清云台电源电压、正负极，切勿接错。 （2）传感器通常在相机座底部，注意传感器信号线不要缠绕，保护好线

45、路。 （3）通电前务必装好相机，在带有负载的情况下通电。 （4）调整相机安装位置要尽量使相机在自然状态下保持平衡。3、调参软件使用说明 电动云台通常分有免调试版和调试版，不同品牌的云台调试界面不一致，下面以某品牌云台的调试软件为例进行介绍。 1）调参软件介绍 该无刷云台控制器板采用双处理器方案，分为云台主控处理器和云台电机驱动处理器。调参软件的云台主控调参界面，如左图所示，云台电机驱动调参界面，如右图所示。,3.云台的组装步骤,七、 云台的组装,云台主控调参界面,电机驱动调参界面,3.云台的组装步骤,七、 云台的组装,软件界面,2）云台主控调参界面说明将附带的USB模块连接至云台主控调参接口，

46、并将USB 模块连接至计算机，双击打开ZYX-BMGC.exe 文件，运行ZYX-BMGC调参软件，软件界面如图所示。,3.云台的组装步骤,七、 云台的组装,（1）打开端口 点击端口选择的下拉列表框，选择USB 模块对应的端口号，然后点击“打开端口”按钮。成功打开端口后，再给云台通电，电压应保证云台正常工作。 （2）云台主控模块连接状态 等待云台主控模块初始化成功后，软件界面状态提示栏显示“软件界面参数已更新”，表明云台主控模块已经成功连接。这时用手拨动云台任意轴，软件中三维模型显示界面即会显示当前摄像设备的姿态角度。为了方便用户配置参数，云台主控模块连接成功后会自动设置为“电机停止”模式。

47、（3）传感器模块安装方式 在软件的“传感器模块安装方向”中选择对应的安装方式，然后观察“三维模型显示”界面中相机模型是否能够正确反映云台上的摄像设备的真实运动。 （4）接收机类型 将接收机连接至对应接口。选择对应的接收机类型，当接收机类型改变时，软件会弹出提示消息，请根据提示文字先点击“烧写参数至flash”按钮，然后将云台重新通电，使接收机类型生效。,3.云台的组装步骤,七、 云台的组装,（5）摇杆监视 当您选择完接收机类型并重新通电之后，打开遥控器，拨动摇杆，可以从摇杆监视界面观察对应的摇杆变化。R：滚转摇杆输入量；T：俯仰摇杆输入量；S：拍照输入量；C：摇杆速率模式和位置模式输入量。当使

48、用S-BUS 接收机、DSM2/DSMJ/DSMX 接收机时，自动选择发射机的第5 通道作为模式切换通道。Mode1：摇杆速率模式Mode2：摇杆位置模式 （6）角度限制 用户可以根据需要对云台的滚转和俯仰的转动角度进行限制。滚转角度限制的范围为-4545，俯仰角度限制的范围为-13590。 注意：当云台的角度超过角度限制范围后，云台将自动关闭电机输出以保护云台和摄像设备，调试时建议先设置小的角度范围以保证安全。,3.云台的组装步骤,七、 云台的组装,（7）电机反向 电机方向选择根据电机的转向进行选择。 （8）初始俯仰角度初始俯仰角度为“摇杆速率“模式下云台上电后的初始角度。 （9）电机开关模

49、式 电机开关模式用于调试云台参数时关闭电机输出信号/开启电机输出信号，以保护云台和摄像设备。“电机停止”模式：关闭电机信号。“电机启动”模式：输出电机信号，并且开启姿态感应反馈，此时云台有増稳效果。 （10）PID参数调整 感度参数范围是0500，基本规则为总感度不能为0，速度感度和累积感度不能同时为0。如果违反上述规则会关闭电机输出以保护云台及摄像设备。 加速感度调整，速度感度调整，累积感度调整，感度细微调整 （11）烧写参数至flash 在完成调试后，请点击“烧写参数至flash”按钮，以确保参数烧写至云台的flash 中，云台下次通电时将自动从flash中加载该组参数。,3.云台的组装步

50、骤,七、 云台的组装,3）云台电机驱动调参界面说明 将附带的USB 模块连接至云台电机驱动调参接口，并将USB 模块连接至计算机，双击打开ZYX-BMGC.exe 文件，运行ZYX-BMGC 调参软件，点击”电机配置”按钮，弹出电机配置软件界面，如图所示。,电机配置,3.云台的组装步骤,七、 云台的组装,（1）打开端口 点击端口号选择的下拉列表框，选择USB模块对应的端口号，然后点击“打开端口”按钮。成功打开端口后，再给云台通电，电压应保证云台正常工作。 （2）电机驱动模块连接状态 等待电机驱动模块初始化成功后，软件界面状态提示栏显示“软件界面参数已更新”，表明电机驱动模块已经成功连接，同时更