多旋翼飞行原理,多旋翼飞行器怎么飞起来的

首页 > 生活常识 > 作者:YD1662023-07-09 03:52:43

相比而言,多旋翼的飞行原理简单,机身结构也就更加简单可靠,消费者可以很快的上手飞行而不需要过多的调试和保养,因此多旋翼很快占领了航拍市场。

二、无人机的几大系统

中学生物课我们都学过,人体可以被分为运动系统、神经系统、呼吸系统、消化系统等几大系统。

和人体一样,一架完整的多旋翼航拍无人机也可以被分为以下几大系统:飞控系统、遥控系统、动力系统、图传系统、云台、航拍相机。

飞控系统

飞行控制系统(Flight control system)可以看做无人机的大脑,飞机是悬停还是飞行、向哪个方向飞,都是由飞控下达指令的。

飞控是如何做到控制飞机保持姿态的呢?这是由于飞控包含“小脑”,也就是有数个传感器,基础的飞控包含了如下传感器:

GPS:用于获取飞机的经纬度信息,确定自己的位置;

气压计:用于测量当前大气压,获取飞机的高度信息;

IMU:惯性测量单元,包含一个三轴加速度计和一个三轴陀螺仪,来测量飞机在三维空间中的角速度和加速度,并以此解算出物体的姿态。

指南针:用于分辨飞机在世界坐标系中的朝向,也就是把东南西北和飞机的前后左右联系起来。

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一套飞控

随着科技的发展,现在的一些航拍无人机上还加入了更多的传感器,例如超声波可在近地面测量精准高度、光流可在没有GPS的室内帮助飞机定位悬停。

用以上传感器收集到信息后,飞控会对数据进行融合,判断出飞机当下的位置、姿态、朝向等信息,然后对如何飞行进行决策。

遥控系统

遥控系统包含地面的遥控器和飞机端的接收模块。除了俯仰(pitch)、横滚(roll)、航向(yaw)、油门(throttle)两个摇杆的四个通道外,还包含了切换飞行模式、控制云台转动、控制相机拍照等功能。这些指令都会通过遥控器的发射系统,用无线信号传递给飞机,由飞机上的接收模块接收信号,目前主流无线电信号是2.4G信号。

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遥控器与接收机

动力系统

动力系统包括无人机的电调、电机、桨叶、动力电池。

电调:全称电子调速器,把动力电池提供的直流电转换为可直接驱动电机的三项交流电。电调接收飞控指令后,控制电机转速,从而实现飞机的倾角改变。

电机:目前主流电机为无刷电机,电机的作用就是通过转动,带动螺旋桨的转动,从而提供升力。

桨叶:桨叶固定在电机轴上,随电机的转动而转动,为无人机带来升力,实现飞行。

动力电池:航拍无人机目前多使用锂聚合物为动力,把数片电芯串并联在一起,为飞行提供动力。

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桨叶、电调、电机

图传系统

图传顾名思义就是把飞机上看到的图像传输到使用者面前的屏幕上,除画面外,图传也传输飞机的飞行数据。因此使用者可在显示屏、APP上看到飞机实时的图像和高度、速度信息。图传通常使用5.8G、2.4G频段。

常用的图传有模拟图传和数字图传两种,目前在航拍无人机中数字图传以质量高、传输距离远的优势更受消费者青睐。

而数字图传中,又以大疆的LightBridge技术效果最为拔群,不过最近以色列的Amimon CONNEX公司也推出了低延时的数字图传,不知道效果怎样呢?

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