无人机组装与调试 课件 项目1任务6 多旋翼无人机任务载荷组装调试

多旋翼无人机任务载荷组装调试任务六无人机为完成应用类任务一般会在飞行平台上搭载一定的任务载荷。多旋翼无人机根据任务内容不同，搭载的载荷也不相同。常见的任务载荷有航拍相机、空中抛投器、热成像仪、红外相机、空中喊话器、喷洒系统等。近日受一家民间救援机构委托，需要在现有多旋翼无人机飞行平台上分别搭载云台相机和空中抛投器两种任务载荷设备，用于突发灾害中人员搜索与救援医疗物资投送。通过客户沟通与飞行平台载重能力分析，最终确定方案为：飞行平台单独搭载云台相机和空中抛投器，并且可以根据救援需求进行任务载荷更换。任务导入知识目标技能目标素养目标学习目标1.掌握多旋翼无人机任务载荷的概念、分类和作用；2.掌握多旋翼无人机云台相机和抛投器的工作原理；3.了解多旋翼无人机常见功能性任务载荷。1.能够完成多旋翼无人机相机云台和抛投器装配；2.能够根据安装向导完成多旋翼无人机相机云台调试；3.能够根据安装向导完成多旋翼无人机抛投器调试。1.通过任务中对载荷安装质量的控制，树立认真严谨的工作态度；2.通过对任务中更换载荷操作的品质把控，培养遵章守纪的职业素养；3.通过合理安排装调计划与精准实施，培养精益求精的职业素养。任务分析想要完成多旋翼无人机云台相机和抛投器任务载荷的组装与调试，我们需要先进行任务载荷基础知识学习，认识多旋翼无人机常见任务载荷，掌握云台相机和抛投器的工作原理及组装调试原则。在熟知任务载荷装配与更换要点和使用注意事项的基础上，按照任务的实施步骤与要求，最终保质保量的完成多旋翼无人机任务载荷的组装与调试任务。多旋翼无人机任务载荷概述多旋翼无人机常见任务载荷云台及云台控制系统喷洒系统和播撒系统PART01PART02PART03PART04目录01PartOne多旋翼无人机任务载荷概述常见载荷播撒系统喷洒系统空中抛投器空中喊话器红外相机热成像仪航拍相机多旋翼无人机任务载荷概述无人机任务载荷是指装配在无人机平台上用来完成特定飞行任务的设备。概念通过将具备不同功能的任务载荷设备挂载在飞行平台上，无人机便能够完成不同需求的应用类任务。作用02PartTwo多旋翼无人机常见任务载荷概念组成功能应用领域空中喊话器是搭载在飞行器上用于空中无线扩音的设备空中喊话器由喊话装置、扩音装置和无线音源接收系统组成。空中喊话器基于数字无线传输技术，能够实现文本生成语音播放、音频播放、录音上传、文件上传、实时喊话、蓝牙收音、音频输入等功能。空中喊话器在抢险救灾、消防救援、森林防火、治安巡察、大型赛事活动等任务场景中应用广泛。空中喊话器空中探照灯是一种高机动性的照明工具，可搭载在飞行器上实施空中照明工作。空中探照灯由光源和反射器构成。组成针对夜间工作环境可见度较低的情况，空中探照灯能够为工作开展提供高空照明。作用空中探照灯主要应用在夜间巡逻、夜间执法、应急照明、夜间救援指引等领域。应用领域空中探照灯概念无人机气体检测仪是搭载在飞行器上用于进行大气质量监测的设备。气体检测仪无人机气体检测仪主要由气体传感器单元、检测主板单元、供电单元、报警器单元、采样单元、人机交互单元等组成。无人机气体检测仪能够用来检测样本环境中气体的种类与成分含量。组成作用螺纹连接无人机气体检测仪主要应用在空气质量监测、环保监测、污染排查、有毒有害气体巡查等领域。空中抛投器是搭载在飞行器上用于将所携带物品远距离投送至预定位置的设备。概念消防救援反恐突击野外救援野外架线应用领域空中抛投器空中抛投器能够在突发灾害情况下，跨域因自然环境造成的人员难以抵达的目标位置，并将所需医疗物资或救援物品进行投送。作用舵机脱钩器组成通过遥控器与接收机通讯，抛投器舵机将控制信号发送至舵机，舵机摇臂带动抛投器脱钩实现物品投放。工作原理随着无人机可挂载任务载荷设备的快速发展，无人机的应用领域会发生怎样的变化？思考提问随堂互动03PartThree云台及云台控制系统云台相机具有通过补偿和增稳措施，与搭载相机完成高质量画面拍摄的功能。功能云台相机挂载装置组成云台相机影视航拍航空测绘执法取证搜索救援应用领域云台相机是搭载在飞行器上进行多状态、多角度影像采集的光学仪器。云台由挂载部分、控制部分和执行部分组成。组成云台又称相机增稳系统，是为固定安装摄像机提供支撑的设备。概念云台的概念和组成按驱动方式分类固定云台电动云台按驱动轴数分类两轴云台三轴云台云台分类固定云台适用于固定拍摄方向和角度的情况，在固定云台上安装摄像机后，可调整摄像机的水平和俯仰角度，调整好角度后锁定调整机构就可以进行拍摄了。目前，固定云台一般在进行倾斜摄影拍摄的多镜头相机上使用。电动云台适用于对拍摄物进行大范围扫描拍摄的情况，它可以扩大摄像机拍摄范围。电动云台的姿态是由两个交流电机来控制，电机通过接收控制器的信号来执行水平和垂直方向运动。知识拓展随堂互动云台具有抵消机身对拍摄设备所产生的晃动和调整摄像机姿态的作用。由于无人机在飞行时会产生高频振动，无人机在快速移动的时候相机也会因惯性作用产生运动，如果不采取相应的补偿和增稳措施，无人机拍摄出来的画面就会模糊，而云台的主要作用就是让摄像机保持稳定。作用云台利用了多旋翼无人机陀螺仪平稳飞行时的原理，当无人机出现姿态变化向某一角度产生倾斜时，陀螺仪会迅速感应到倾斜角度变化并进行计算，通过调整云台电机使相机仍然处于水平状态。无人机云台通常带有俯仰、滚转、航向三个轴向维度的控制功能。工作原理云台的作用和工作原理保证云台自身的稳定性控制云台的轴向运动功能云台控制系统介绍云台控制系统是以单片机作为主控芯片，结合各种传感装置和执行部件实现云台控制的组件。概念云台控制板接口介绍名称作用PITCH俯仰电机端口控制相机向上或向下倾转ROLL横滚电机端口控制相机水平方向稳定YAW偏航电机端口控制相机向左或向右倾转RC端口（9针）连接飞控，接收输入信号USB端口用于固件更新电源输入端口用于云台供电云台控制板各端口作用04PartFour喷洒系统和播撒系统组成喷洒系统通常是指搭载在无人机上用于农林植保作业过程中药剂喷洒的装置。功能无人机喷洒系统通常由药箱、滤网、液位计、流量计、水泵、喷头、泄压阀和软管组成。喷洒系统无人机播撒系统通常是指搭载在无人机上用于农林植保作业过程中施肥或播种的装置。概念作业箱控制模块称重传感器播撒机组成播撒系统播撒机锁止旋钮播撒盘农业对国家发展起着十分重要的作用，针对传统的农业生产存在生产效率和自动化程度低下等问题进行分析，讨论一下多旋翼植保无人机在农业植保上的应用的意义。小组讨论随堂互动多旋翼无人机任务载荷组装调试任务实施任务实施1.查验物料是否齐备，详见《任务实施检查单》；2.检查各部件外观是否有损坏；3.观看微课，学习多旋翼无人机云台相机和抛投器任务载荷的组装与调试步骤。任务准备班级姓名学号组号组长指导教师小组成员姓名：学号：任务分配成员1成员2成员3成员4序号名称型号/材质数量是否齐全1无人机遥控器AT9SPro1个是否2遥控器接收机R9DS1个是否3云台相机——1个是否4云台——1个是否5抛投器——1个是否6锂电池2S1个是否7锂电池4S1个是否8电烙铁——1个是否9焊锡丝锡合金1卷是否10十字螺丝刀——1把是否11内六角螺丝刀——1把是否12M3*6盘头螺钉304不锈钢4颗是否13M3*6平头螺钉304不锈钢7颗是否14硅胶线——2根是否15杜邦线——若干是否16转接线——1根是否任务操作步骤表云台相机的安装与调试步骤序号操作步骤名称1安装连接柱2安装云台3导线和接头焊接4云台供电连接5地线连接6俯仰控制线连接7横滚控制线连接8偏航控制线连接9接收机供电连接10安装相机11云台通电自检12遥控器设置13设备和线缆固定抛投器的安装调试与载荷更换操作步骤序号操作步骤名称1脱钩器连杆拆卸2抛投器行程位置调试前线路连接3调整抛投器行程位置4脱钩器连杆安装5云台拆卸6安装抛投器7线路连接8抛投器工作状态测试9设备和线缆固定云台相机的安装与调试模块1取下云台顶部安装板上的减震球，取出M3*6盘头螺钉4颗，将4根连接柱安装在云台顶部安装板上方，然后将减震球装回。步骤1：安装连接柱拆下无人机电池仓底板，取出M3*6平头螺钉4颗，将4根云台连接柱另一端固定在电池底板下表面，将电池底板装回原位。步骤2：安装云台步骤3：导线和接头焊接取出长度为20厘米的24AWG标号的红黑两种颜色硅胶线各一根，将红黑两根线的一端分别焊接至无人机分电板的正负极，将XT30母头焊接至红黑线的另一端。将XT30公头焊接到云台供电线末端。将焊接好的XT30母头和XT30公头进行连接。温馨提示：1.XT30公头和母头连接时需要连接紧固；2.云台所需的供电电压为10-16.8V，因此，可以从无人机分电板引线对其进行供电。步骤4：云台供电连接使用棕色单插头杜邦线，将云台控制板9针RC端口上第一排的四个插针中的任意一个与接收机负极线路进行连接。步骤5：地线连接俯仰控制线连接使用红色单插头杜邦线，将云台控制板9针RC端口上第二排左边起第2个插针与接收机第二通道进行连接。横滚控制线连接使用橙色单插头杜邦线，将云台控制板9针RC端口上第二排左边起第3个插针与接收机第一通道进行连接。偏航控制线连接使用黄色单插头杜邦线，将云台控制板9针RC端口上第二排左边起第4个插针与接收机第四通道进行连接。步骤6-8：控制线连接使用带有杜邦插头的红褐色两根三插线，将2S锂电池连接到接收机任意通道接口进行供电。步骤9：接收机供电连接取出相机安装在云台上，安装位置在控制俯仰轴电机的左侧。调整好相机左右位置，保证横滚轴水平，并紧固扎带。步骤10：安装相机①使用4s锂电池与无人机分电板进行通电；②使用2s锂电池为接收机进行供电；③云台控制板绿灯状态显示为“慢闪-快闪-常亮”状态，同时云台会发出提示音，云台回中自检完成。步骤11：云台通电自检在遥控器和接收机对频状态良好的情况下，拨动遥控器滚转通道摇杆，观察云台动作方向反馈是否正确，如果不正确需在遥控器舵机相位设置中进行对应通道的反向设置。步骤12：遥控器设置使3M双面胶将接收机固定，使用扎带对接收机供电电池进行固定，并将线缆整理后使用扎带固定。步骤13：设备和线缆固定抛投器安装与调试模块2使用十字螺丝刀拆下脱钩器连杆，防止因测试时舵机卡顿，导致舵机损坏。温馨提示：拆装过程注意保存好拆卸下来的连杆配件和螺钉，避免丢失。步骤1：脱钩器连杆拆卸使用舵机连接线将舵机和接收机通道进行连接（这里以第六通道为例），使用带有杜邦插头的红褐色三插线两根，将2S锂电池连接到接收机任意一个通道接口进行供电。步骤2：抛投器行程位置调试前线路连接调整遥控器第六通道舵机行程量，使舵机摇臂处于恰当位置，确保脱钩器连杆不对结构件产生干涉。步骤3：调整抛投器行程位置脱钩器连杆安装断开舵机、接收机和电池之间的连接线，使用十字螺丝刀将脱钩器连杆装回。云台拆卸取下无人机电池底板，将云台从电池底板拆下，将云台控制线从接收机上拔出。步骤4-5：脱钩器连杆安装及云台拆卸步骤6：安装抛投器取出M3*6平头螺钉3颗，将抛投器固定在电池底板下表面，电池底板装回原位。线路连接抛投测试拨动遥控器第六通道功能拨杆，测试抛投器工作状态。使用舵机连接线将舵机和接收机通道进行连接（这里以第六通道为例），使用带有杜邦插头的红褐色三插线两根，将2S锂电池连接到接收机任意通道接口进行供电。步骤7-8：线路连接及抛投测试使用3M胶对接收机固定，使用扎带对接收机供电电池固定，并将线缆进行整理后使用扎带固定。步骤9：设备和线缆固定

在了解多旋翼无人机任务载荷的概念和作用，掌握多旋翼无人机常见任务载荷的概念、组成、功能和应用领域，重点掌握抛投器和云台相机的工作原理，了解云台控制板各端口作用的前提下。检查多旋翼无人机任务载荷组装调试的物料是否齐备，检查各装调部件外观是否有损坏，并填写《任务实施检查单》。在确保物料齐备和部件完好的后，严格按照组装调试标准工艺流程，参照实训任务详细步骤，完成多旋翼无人机云台相机和抛投器的组装调试工作。实训练习任务实施评价序号实施流程操作内容要点是否完成1组装调试前准备及检查装调所需部件和工具是否齐全，外观是否完好。是否2安装连接柱连接柱正确安装在云台顶部安装板上方，并将减震球装回。是否3安装云台云台连接柱另一端固定在电池底板下表面，并将电池底板装回原位。是否4导线和接头焊接正确将24AWG标号红黑两种颜色硅胶线焊接至无人机分电板的正负极，XT30母头和XT30公头焊接正确。是否5云台供电连接将焊接完成的XT30母头和XT30公头进行正确连接。是否6地线与俯仰、横滚、偏航控制线连接正确将云台控制板与接收机使用信号线连接。是否7接收机供电正确使用带有杜邦插头的两根红褐色三插线，将2S锂电池连接到接收机任意通道接口进行供电。是否8安装相机正确将相机安装在云台上。是否9云台通电自检能够通过指示灯和声音提示确认云台是否完成自检。是否10遥控器设置能够通过观察云台动作方向反馈，查验云台动作方向是否正确，如果错误能够进入遥控器舵机相位设置菜单进行对应通道的反向设置。是否序号实施流程操作内容要点是否完成11云台设备和线缆固定能够对接收机、接收机供电电池、线缆进行固定。是否12脱钩器连杆拆卸能够使用十字螺丝刀正确拆下脱钩器连杆。是否13抛投器行程位置调试前线路连接使用舵机连接线正确将舵机和接收机通道进行连接，正确使用带有杜邦插头的两根红褐色三插线，将2S锂电池连接到接收机通道接口。是否14调整抛投器行程位置正确进行遥控器舵机行程量调整。是否15脱钩器连杆安装断开舵机、接收机和电池之间的连接线，使用十字螺丝刀将脱钩器连杆准确装回。是否16云台拆卸取下无人机电池底板，将云台从电池底板拆卸，将云台控制线从接收机上拔出。是否17安装抛投器正确将抛投器固定在电池底板下表面，并将电池底板装回原位。是否18线路连接使用舵机连接线正确将舵机和接收机通道进行连接，正确使用带有杜邦插头的两根红褐色三插线，将2S锂电池连接到接收机任意接口。是否19抛投器工作状态测试能够通过拨动遥控器功能拨杆测试抛投器工作状态。是否20抛投器设备和线缆固定正确将接收机、接收机供电电池、线缆进行固定。是否任务完成方式¨小组协作完成¨个人独立完成任务完成度评定ABC总结与反思1.什么是无人机任务载荷？2.你能列举出不少于3种多旋翼无人机常见任务载荷吗？3.无人机抛投器的应用领域有哪些？快速测试