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史上最详细的四轴飞行器组装图文教程,包你看

来源:苏州航拍     作者:杭州航拍     发布时间:2015-03-27 11:39    已经有:人看过

最近航拍非常火起来,连与航拍相关的股票如雷柏也活起来了,看了那么多专业的航拍视频,很多小伙伴都跃跃欲试了,因此很多朋友问组装一个四周的航拍飞行器要多少钱,是不是很容易,很便宜呢?其实并非如此,6轴飞行器的成品机造价动辄数万元到数十万元不等,而操控也 是个技术活,玩航模的都知道不摔个几次,不坏个几台机器想要操控自如谈何容易,所以你还会轻易的任数万元人民币在天上飘来飘去吗?

当然土豪有土豪的玩法,屌丝有屌丝的办法。既然不能一步到位,那我只能脚踏实地从几千元的组装4轴开始,搭载运动摄像机Gopro的拍摄效果虽说不比专业6轴细致震撼,却也能满足一般所需。因此本图文教程提供了一份详细的资料拱小伙伴们学习参考,应该您看了就会组装了。



     虽然看似神通广大的高科技产品,其实原理非常非常简单,而所需的零件在某宝上完全可以买到,只需要把他们有序的组装起来,并保障起正常运转。玩转航拍并不再是一个遥不可及的梦想,只要动手就变的容易实现。

  4轴飞行器的基本配件由机架、电池、电机、电调、飞控、螺旋桨、遥控器、拍摄相机(gopro、摄像头、微单等)组成,原理为遥控器发射遥控型号,遥控接 收器收到信号传输给飞控(飞行控制器,等同于电脑的主板),飞控将遥控信号转化传输给电调,电调调节不同电机的供电电流以控制螺旋桨的旋转速度从而完成前 后左右,高低上下的飞行动作,而电池负责供电,机架将所有的零件攥在一起,这样飞行器就能带拍摄机器完成在空中的各种拍摄需求。

    搞清楚所需配件和基本原理,接下来的事情就变得目标明确且容易执行。第一步在某宝上购买好配件,原则上只要你够NB,所有需要的东西你都可以通过原始材料 做出来,我就目睹过很多牛人自己做机架、绕电机、烧录飞控板等等.考虑到时间成本和性价比,购买基础零件才是最为理想的选择。

    至于4轴的机架说白了就是类似于宽高相等的十字架,理论上讲只要4个螺旋桨不打架就可以了,但考虑到螺旋桨之间因为旋转产生的乱流互相影响,建议还是不要 太近,否则影响效率;大疆F450是4轴常用机架,某宝上正品价格大概是200左右,山寨机架根据质量几十元到上百不等,好多模友说山寨太软、易摔坏,最终选择了DJI正品。

    如果玩过遥控飞机、遥控汽车的人对于电机并不陌生,有无刷电机和有刷电机之分。电动航模飞机一般采用无刷电机做动力,无刷电机相对有刷电机寿命更长、性能更稳定。无刷电机型号标称没有一个统一标准,目前比较通用的一种是内径标识法,即标识电机外转子内径,从一定程度上能够表明电机的线圈直径和匝数。经常看人说什么 2212电机,2018电机等等,其实就是电机的尺寸,不管什么牌子的电机,具体都要对应4位这类数字,其中前面2位是电机转子的直径,后面2位是电机转 子的高度。简单来说,前面2位越大、电机越肥,后面2位越大、电机越高。又高又大的电机,功率就更大,适合做大四轴,通常2212电机是最常见的配置。国产电机品牌新西达、朗宇等是性价比较高的电机品牌,新手用足够了。

   一般电机会标识KV值,如“新西达2212 1400KV”,KV值是电机输入电压每提高1v,电机空载转速提高的量。1400KV即说明电机空载情况下,加1V电压,转速为每分钟1400转,2V 电压每分钟2800转,依此类推。同型号电机低KV值比高KV值的提供的扭力大,类似于汽车1档的速度虽然慢,但是爬坡更容易。但是 低KV值需要配大桨,很多机型都不适合,会造成严重的反扭现象。 4轴2212 980KV、2212 1400KV是常用配置,最终我买了4个朗宇2216 880KV的电机。

    电调全称电子调速器,针对电机不同,可分为有刷电子调速器和无刷电子调速器。它根据控制信号调节电动机的转速。简单来讲它的功能是将电池的直流电转化为三 项交流电,并按照接收机的指令调整供给电机的电压,实现电机转速可控。因为电机的电流很大,通常每个电机正常工作时,平均有3A左右的电流,如果没有电调 的存在,飞控板根本无法承受这样大的电流(另外也没驱动无刷电机的功能)。同时电调在四轴当中还充当了电压变化器的作用,将11.1v的电压变为低电压为飞控板和遥控器供电。

   电调都会标上多少A,如20A,40A这个数字就是电调能够提供的电流。大电流的电调可以兼容用在小电流的地方,小电流电调不能超标使用。常见新西达2212加1045浆最大电机电流有可能达 到了5A,为了保险起见,建议这样配置用20A或40A电调。常见的有好盈、中特威、新西达等品牌,我选购的是好盈40A.

  由于同样的电池容量锂电最轻,起飞效率最高,所以电池一般使用锂聚合物电池,锂聚合物电池单片电压为3.7V,两片或三片串联得到的电压即为上面说到的 7.4V或者11.1V。mah表示电池容量,如1000mah电池,即如果以1000ma放电,可持续放电1小时。如果以500mh放电,可以持续放电2小时。

   在实际选购过程中电池后面有2S、3S、5C等字样,S代表锂电池的节数,锂电池1节标准电压为3.7v,那么3S电池,就是代表有3个3.7v电池在里 面,电压为11.1v。C代表电池放电能力,这是普通锂电池和动力锂电池最重要区别,动力锂电池需要很大电流放电,这个放电能力就是C来表示。如 1000mah电池标准为5c,那么用5x1000mah,得出电池可以以5000mh的电流强度放电。这很重要,如果用低C的电池,大电流放电,电池会 迅速损坏,甚至自燃。与上面的C一样,多少C快充即快速充电的能力,如1000mah电池,2C快充,就代表可以用2000ma的电流来充电。千万不要图 快冒然用大电流,超过规定参数充电,电池很容易损坏。

    有了电池,充电器自然必不可少,一般选用平衡充。如3s电池,内部是3个锂电池,因为制造工艺原因,没办法保证每个电池完全一致,充电放电特性都有差异,电池串联的情况下,就容易造成某些放电过度或充电过度,充电不饱满等,所以解决办法是分别对内部单节电池充电,而平衡充则很好的解决了这个问题。

    首先,你要选择适合你飞机的电机,再选择一个能满足你电机峰值功率的电调,最后选择一个能满足电调峰值功率的电池即可,如电机达最大效率时,电流为30A,那么你选择的电调起码要30A ,但是一般出去安全考虑,电调要选择大一点的! 如:35A -40A;电池是根据你的飞机具体来确定用哪种规格,选好规格,那么就可以选择容量倍率了。

    飞行控制板简称飞控,如果没有飞控板,四轴飞行器就会因为安装、外界干扰、零件之间的不一致型等原因形成飞行力量不平衡,后果就是左右、上下的胡乱翻滚, 根本无法飞行,飞控的作用就是通过飞控板上的陀螺仪,对四轴飞行状态进行快速调整,如发现右边力量大,向左倾斜,那么就减弱右边电流输出,电机变慢,升力变小,达到平衡的状态。

    同电机类似,螺旋桨也有如1045,7040等4位数字,前面2位代表桨的直径,也就是从桨的一头到另一头的长度,单位是英寸。后面两位数是指几何螺距,螺距指螺纹上相邻两牙对应点之间的轴向距离,可以理解为螺丝转动一圈,前进的距离。而螺旋桨的螺距,是螺旋桨在固体介质内无摩擦旋转一周所前进的距离。简单 来说可以理解为螺旋桨桨叶的“倾斜度”,螺距标称越大,倾斜度越大。桨长度和螺距越大,所需要的电机或发动机级别就越大,桨的长度越大,某种程度上能够保 证飞机俯仰稳定性越高,螺距越大,飞行速度越快。

   四轴飞行为了抵消螺旋桨的自旋,相隔的桨旋转方向是不一样的,所以需要正反桨。正反桨的风都向下吹。顺时针旋转的叫正浆、逆时针旋转的是反浆。安装的时候,一定记得无论正反桨,有字的一面是向上的。

     螺旋桨越大,升力就越大,但对应需要更大的力量来驱动;螺旋桨转速越高,升力越大;电机的kv越小,转动力量就越大;综上所述,大螺旋桨就需要用低kv电机,小螺旋桨就需要高kv电机(因为需要用转速来弥补升力不足),如果高kv带大桨,力量不够,那么就很困难,实际还是低速运转,电机和电调很容易烧掉。如果低kv带小桨,完全没有问题,但升力不够,可能造成无法起飞。常用1000kv电机, 配10寸左右的桨。

    遥控器从几百到数千不等,常见品牌有国产天地飞,日本futaba等,根据所需通道和预算购买即可;通道就是遥控器控制的动作路数,比如遥控器只能控4制轴上下飞,那么就是1个通道。但四轴在控制过程中需要控制的动作路数有:上下、左右、前后、旋转,所以最低得4通道遥控器。

  当你下定决心做这件事的时候其实最困难的部分已经解决了,明白了四轴组装的基本原理,其实发现并没有我们想象的复杂。在某宝上购买到所需配件接下来的工作就 是大胆心细的去组装了,当然还需要一些基本的工具及小附件,如螺丝刀、热熔枪、双面胶、硅胶线、热缩管、魔术扎带等,备好这些就可以开始组装了。

    复合PCB电路板,其作用是供电调、电源的连线可以更加方便、快捷、安全,将4个电调和电源输入线用电烙铁焊在板子上。放心大胆的操作;焊接的时候正负极千万不能弄错,红色的线连接正极,黑色的线连接负极,线路板上有正负极标识,正极焊接红线,负极焊接黑线,对于正负极的焊接一定要非常仔细,千万不要搞错。

  用双面胶把飞控板粘在线路板上之后尽量多挤压几次,保障粘贴结实,这里需要主要的是电路输入的一头,即飞控板上箭头的指向的一方朝着飞机机头的方向。固定好之后就需要将电调、遥控接收器的线路连接到飞控板上,注意线路有正负极以及信号线之分,连接的时候需要一一对应,至于具体接法按照下图来接就行。

    最后一步是安装螺旋桨,这一步需要注意的是螺旋桨是一正一反、一正一反的相邻安装,保证螺旋桨有字的部分朝上,即螺旋桨旋转的时候气流向下,这样飞机才能起飞。电机的转动方向还是前面飞控连接的线路图所示,相对的电机转向一致、相邻的电机转向相反,机头朝向的两个电机都是向内旋转,机尾朝向的两个电机都是向外旋转。至于电机和电调的线路接法,随意连接,调整其中的任意两根的线路连接保证电机的转向如上所说即可。完成之后把电池用魔术粘带绑定在飞机机架上,电池输出连接线路输入。一个能飞的四轴飞行器基本上完成,为了保证4个电机旋转速度一致,需要设置油门行程等,这个在电调说明书有详细说明, 非常简单,照说明操作即可。

    4轴新手在操控的时候难免会缺乏经验,加之由于组装机器本身优劣问题并不能保证飞行和降落会非常平稳,为了减少对四轴飞行器的损伤制作一个简易的起落架非常必要。下图是我后来购买的所需材料,碳纤管、起落架、海绵减震套筒等。

   小型的4轴飞行器可以自由地实现悬停和空间中的自由移动,具有很大的灵活性。此外,因为它结构简单,机械稳定性好,所以成本低廉、性价比很高。主要的应用是玩具、航模,以及航拍,新的应用也在不断的拓展之中。

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