一定要看的无人机原理总结（三）无人机的外观介绍

兰博

一定要看的无人机原理总结（三）无人机的外观介绍 [复制链接]

今天的「飞手百科」，我们就来给新手们简单讲解一下，无人机身上的各个部件，到底有什么作用~？这里以常见的DJI 精灵4为例。



1，电机




消费级航拍无人机多为四轴和六轴，每个轴上的电机带动螺旋桨旋转来产生升力，并以此飞行。目前主流的电机是无刷电机，电机分为定子和转子，下图的绕组线圈就是电机的定子，通过磁场驱动永磁磁钢也就是转子转动，电机就转起来了。



左边为转子，右边为定子


常听人们问这个电机是2212还是2312的？这四位数字到底是什么意思呢，其实这是电机的尺寸。 例如精灵4电机是2312的，这表示电机定子的直径是23mm，定子的高度是12mm。前两位数字越大的电机越宽，后两位数字越大的电机越高。



细心的朋友会发现，精灵4的电机有3°的向外倾斜 ，这样设计可以使精灵4的方向旋转更加灵活。



2，螺旋桨

常见的螺旋桨有塑料、碳纤等材质，还有2、3叶之分，精灵4用的是两叶的桨。为什么不用三叶桨呢？因为简单的增加叶数并不能增加升力，还要考虑阻力，电池放电能力等因素。

螺旋桨也常用4位数来表示尺寸，例如精灵4采用9450桨叶，其中前两位表示桨叶的直径，后两位表示桨叶的螺距。

螺旋桨的安装的方式也各不相同，消费级航拍无人机有以下几种安装螺旋桨的方式。



螺丝固定桨叶

通过螺丝来固定桨叶，常见于航模。



通过螺纹把螺旋桨旋转固定在电机上，在电机旋转的过程中由于旋转的力会拧紧桨叶，但某些情况下会有射桨的风险。



快拆桨

如自紧桨螺纹损坏或电机由于堵转陡停，会导致桨叶脱离电机飞出（射桨），因此最新的飞机倾向于使用可靠性更高的快拆桨，例如精灵4就采用快拆桨。


3，LED灯



消费级航拍无人机在机臂下方一般都有着LED灯，这灯并非仅为装饰，而是大有用处的。

在飞行中前方红色的LED灯起到了表明飞机位置和机头朝向的作用，后方的灯则表明飞机的实时状态，例如飞机正常情况下绿灯慢闪，失控时黄灯快闪，低电量时红灯慢闪。


4，电调



把精灵4的电池拔出后，从电池仓看进去，会看到部分电路板，这就是飞机的电调板，用于控制电机的电流大小。

无人机的电子设备也是怕水的，像手机一样，进水后会影响保修，因此在机身中贴有一张防水标签，遇水变红，如果维修时这张标签是红色，就会影响保修。所以雨天、大雾天还是不要飞行，回南天也要注意防止进水。


5，超声波/视觉定位/视觉避障



上图中间两个大的圆孔是超声波模块，运用了超声波原理来在低空情况下精准定高；两侧较小的两个圆形是视觉定位模块，类似两个眼睛，利用了图像识别技术使其在室内也可悬停。



在精灵4前方的脚架上，我们也可看到两个“小镜头”，这是精灵4避障的关键所在，依靠这两个镜头的立体成像，精灵4可以实现视觉主动避障。目前无人机避障有几种技术，精灵4的视觉避障、英特尔realsense技术、超声波避障技术。



6，镜头



连接着相机和机身的部件叫做云台，云台可以保持相机在飞行时的稳定，消除画面抖动。精灵4将部分云台做到了机身中，使得整个机身线条更加流畅。

为保证画面实现各个方向上的增稳，云台分别有三个轴：俯仰、横滚、航向，每个轴都有一个电机，用于在飞机倾斜时让画面仍保持平稳。


7，遥控器

其实在最早飞的时候，飞无人机用的遥控器差不多都是长这个样子的：


虽然看着很多按钮、拨杆很酷炫，但是使用难度也很高，什么功能对应哪个开关都需要进行设置，油门行程校准之类的操作也要自行完成。这样一台遥控器的使用指南往往长达数十页，难倒了一众新人。

后来在一体机中，为了新人也能快速学会使用遥控器功能，遥控器被大大简化了。



在这样的遥控器中，每个开关都已经对应好了相应的功能，只需要记住每个开关对应的模式，拿到手就可以直接进行飞行。
再后来，大概是由于这样的遥控器外形过于简单、功能偏少，遥控器又设计为了下图的样子



遥控器上的按键重新变多了，更多的操作都可直接在遥控器上进行，遥控器上加入了操作频率高的拍照、录像按钮以及重要的返航按钮。这时每个按键变得更直观，人机工程做得更合理。