智能测量技术-智能建造技术专58课件讲解

主讲人：李璇琼智能测量技术智能建造技术专业资源库知识点无人驾驶飞行平台（一）无人驾驶飞行平台（一）多旋翼无人机01无人驾驶飞行平台（一）1.概念多旋翼无人机：也称多轴无人机，是一种具有三个及以上的旋翼轴的特殊直升机。常见的有四旋翼、六旋翼、八旋翼等。一、多旋翼无人机

优点安全性高便于小型化、批量化生产结构简单体积小、重量轻无人驾驶飞行平台（一）四旋翼无人机六旋翼无人机八旋翼无人机一、多旋翼无人机1.概念多旋翼无人机：无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机2.系统组成多旋翼无人机机体主要由动力系统、主体、飞行控制系统（简称飞控系统）以及其他辅助设备组成。无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机多旋翼飞行器动力系统主体飞行控制系统其他辅助设备：电台/WiFi模块等，增益天线、跟踪天线、HDMI转AV模块电机动力（锂电池及充电器）电子调速器手动控制飞行控制器浆机架脚架云台地面站遥控接收器遥控主控GPSIMU电子陀螺LED状态显示2.系统组成机架类型无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机2.系统组成

竹蜻蜓：当手的搓动给了竹蜻蜓一个旋转的速度后就会产生升力，让竹蜻蜓起飞。同理，多旋翼无人机也是由电机的旋转，使螺旋桨产生升力而飞起来的。比如四旋翼无人机，当飞机四个螺旋桨的升力之和等于飞机总重量时，飞机的升力与重力相平衡，飞机就可以悬停在空中了。竹蜻蜓与多旋翼无人机无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机3.飞行原理根据牛顿第三定律，旋翼在旋转的同时，也会向机身施加一个反作用力(反扭矩)，促使机身向反方向旋转。这也是为什么直升机会带一个「小尾巴」，在水平方向上施加一个力，去抵消这种反作用力，保持直升机机身的稳定。无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机3.飞行原理无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机3.飞行原理

所以为了避免飞机疯狂自旋，四旋翼飞机的四个螺旋桨中，相邻的两个螺旋桨旋转方向是相反的。

多旋翼飞行器上，它的螺旋桨也会产生这样的力。BA如图所示，三角形红箭头表示飞机的机头朝向，螺旋桨M1、M3的旋转方向为逆时针，螺旋桨M2、M4的旋转方向为顺时针。当飞行时，M2、M4所产生的逆时针反作用力(反扭矩)和M1、M3产生的顺时针反作用力(反扭矩)相抵消，飞机机身就可以保持稳定。无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机3.飞行原理垂直升降无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机3.飞行原理

当飞机需要升高高度时，四个螺旋桨同时加速旋转，升力加大，飞机就会上升；

当飞机需要降低高度时同理，四个螺旋桨会同时降低转速，飞机也就下降了。原地旋转当要飞机原地旋转时，我们就可以利用反扭矩，M2、M4两个顺时针旋转的电机转速增加，M1、M3两个逆时针旋转的电机转速降低，由于反扭矩影响，飞机就会产生逆时针方向的旋转。无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机3.飞行原理无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机3.飞行原理水平移动如图，当需要按照三角箭头方向前进时，M3、M4电机螺旋桨会提高转速，同时M1、M2电机螺旋桨降低转速，由于飞机后部的升力大于飞机前部，飞机的姿态会向前倾斜。无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机3.飞行原理水平移动倾斜时，螺旋桨产生的升力除了在竖直方向上抵消飞机重力外，还在水平方向上有一个分力，这个分力就让飞机有了水平方向上的加速度，飞机也因而能向前飞行。相反的：当M1、M2电机加速、M3、M4电机减速时，飞机就会向后倾斜，从而向后飞行。无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机3.飞行原理左右移动当M1、M4电机加速，M2、M3电机减速时，飞机向左倾斜，从而向左飞行;当M2、M3电机加速，M1、M4电机减速时，飞机向右倾斜，从而向右飞行。xy4213z无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机3.飞行原理滚转运动改变电机2和电机4的转速，保持电机1和电机3的转速不变，则可使机身绕

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轴旋转（正向和反向），实现飞行器的滚转运动。无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机3.飞行原理偏航运动

当四个电机转速相同时，四个旋翼产生的反扭矩相互平衡，四旋翼飞行器不发生转动。0102

当四个电机转速不完全相同时，不平衡的反扭矩会引起四旋翼飞行器转动。无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机3.飞行原理偏航运动当电机1和电机3的转速上升，电机2和电机4的转速下降时，旋翼1和旋翼3对机身的反扭矩大于旋翼2和旋翼4对机身的反扭矩，机身便在富余反扭矩的作用下绕

z

轴转动，实现飞行器的偏航运动，转向与电机1、电机3的转向相反。xy4213z无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机4.遥控系统遥控系统由遥控器和接收机组成，是整个飞行系统的无线控制终端。遥控器具有以下四个主通道：无人驾驶飞行平台（一）一、多旋翼无人机4.遥控系统1

第一通道指副翼（Aileron），用来控制和改变机身横滚方向的姿态变化。2

第二通道指升降（Elevator），用来控制机身前进与后退的。3

第三通道指油门（Throttle），用来控制发动机或电机转速的。4

第四通道指方向舵（Rudder），用于改变机头朝向。不同点：美国手，右边摇杆向上推，机身向前飞行；向下拉，机身向后退；日本手则是左边摇杆的上下控制飞机前进与后退。美国手，左边摇杆的上下控制油门输出，摇杆向上为拉升；日本手