四旋翼无人机制作简易教程

四轴飞行器又称四旋翼、四转子,是一种多轴飞行器,有四个旋翼来悬停、维持姿态及平飞。和固定翼飞机不同,它通过旋翼提供的推力使飞机升空。它的四个旋翼大小相同,分布位置接近对称。对于简单的设计来说,仅仅通过调整不同旋翼之间的相对速度来调节不同位置的推力,并克服每个旋翼之间的反扭力矩,就可以控制飞机维持姿态、或完成各种机动飞行。下面简单介绍四旋翼无人机的制作过程。

无人机硬件装配

组装一件无人机所需配件及其连接示意图如图1所示。

四旋翼无人机机硬件连接图

图1 四旋翼无人机机硬件连接图

所需配件主要有:

  • 机身骨架
  • 一对正浆和一对反浆。注意浆的固定方向与电机旋转方向要一致。
  • 遥控器及接收机
  • 无刷电机及电调
  • ppm sum receiver
  • pixhawk 1,内含安全开关和蜂鸣器
  • gps
  • 锂电池
  • 云台和摄像头(可选)
  • telemetry无线收发装置与图传(可选)

无人机软件调试

遥控器与接收机之间对码

遥控器和接收机之间是配对的,使用之前必须对码,可根据遥控器的使用说明书进行操作。其连接示意图如图2所示。

航模遥控器与接收机对码示意图

图2 航模遥控器与接收机对码示意图

电子调速器的油门行程和进角设置

电子调速器主要控制马达的转速,其调试连接示意图如图3所示。

电子调速器连接示意图

图3 电子调速器连接示意图

如图3所示将电子调速器连接后,即开始设置油门行程和电子调速器进角。设置油门行程即让电子调速器知道遥控器的油门输入范围。而电子调速器进角有高中低之分,类似于汽车档位。低进角速度慢但扭力大,高进角速度快但扭力小,一般设置电子调速器中进角即可满足大多数要求。具体设置说明参照电子调速器使用说明书。

pixhawk飞控平台的设置

Pixhawk是PX4飞行堆栈的标准微控制器平台。在pixhawk硬件平台上可运行PX4和ArduPilot两种不同的自动驾驶仪软件套件。如果在pixhawk平台上安装px4自驾仪软件,则使用QGroundControl地面站软件进行设置;如果在pixhawk平台上安装ArduPilot自驾仪软件,则使用MissionPlanner地面站软件进行设置。

Pixhawk和GPS按照方向捆绑好后,按照地面站软件的指示进行设置。设置好之后,长按Pixhawk的安全开关,再将遥控器油门拉动底并推向最右方,即可解锁Pixhawk。

参考链接

  1. 四轴飞行器,by wikipedia.
  2. PX4 autopilot, by px4 homepage.
  3. Crazepony开源四轴飞行器,by crazepony.
  4. ArduPilot,by wikipedia.
  5. PX4 autopilot,by wikipedia.
  6. 从建模分析到控制器设计,四轴飞行器是怎样炼成的?,by 机器人.