为什么多四旋翼飞行器器动力电池充电尽量选用平衡充电器

原标题:【四四旋翼飞行器器】顛覆传统开源,史上最强软硬结合实战学习项目!

开源软件:众所周知所有的软件都用源码编写,并通过编译最终生成系统或应用开放源码软件保证所有人可以得到这些代码。

开源硬件:开源硬件是开源思想的继承者这些硬件的开发者将硬件的全部资料都对外公开,包括电路图、PCB、BOM、结构图等等

随着互联网的飞速发展,工程师的学习途径越来越广阔方便在网络上都能找到一些免费的开源项目,另外還有商家售卖的一些开源的开发板供工程师学习提升技能

开源开发板的现状与弊端

现状:目前市面上的开发板都是把单片机的各功能模塊拆解开来去教学,开放源代码给工程师工程师可以去编写自己想要实现的功能从而提升技术。这对于部分工程师确实有一定的帮助

弊端:起点高,只有丰富经验有基础的工程师才能真正学到点东西对于初级工程师而言仍然不能很好的学通,这是一个硬伤把代码开源了,你能读懂每行代码和各种细节吗把原理图、PCB、BOM都给你能懂透硬件功能是如何实现吗?显然答案是否定的他们学习后依旧不具有項目的系统观念,不知软硬件如何配合更不知道如何独立完成一个软硬结合的实际项目。殊不知刚入门的初级工程师或者学生更是急迫需要学习的群体

我们的项目不只是简单的开源,还要把它讲透

张飞老师鉴于以上问题、深知初学者的学习痛苦与困惑结合自己十多年嘚研发经验,始终坚持从初学者的角度出发基于实际项目甚至实际产品用“视频教程”的方式来诠释软硬件开发的核心技术,逻辑清晰通俗易懂。

在开源的基础上进一步的把软件代码一行行一步步实现的原理马达驱动的控制,硬件电路图的构思与绘制PCB板layout的过程与细節,软硬结合的知识体系产品从调试到成型到批量生产的经过,另外还把自身多年研发经历中遇到的坑用视频的方式倾囊讲述。彻底咑通初学者的一切顾虑在极短的时间内掌握项目研发要领,让新手也能做一个完全属于自己的软硬综合项目

我们为什么选择无人机项目来教学?

因为无人机项目具有几大很大优势,细述如下

1、长久以来一直存在着软硬之争,究竟学软件好还是硬件好谁更有前途?谁工資更高

软件硬件非得要一决高下,确实很难定论

在工作中往往有个很普遍的现象,一旦项目出了问题长时间无法解决时软硬件工程師相互推责任,更加导致项目进展缓慢形成恶性循环。往往都是公司软硬通吃的大咖找出原因解决问题

从项目的角度来讲:张飞老师通过自身的经历告诉大家,硬件学的好依旧可以学好软件他们本质上是一家,是不可分割相互依赖而存在的两者学好更有利于项目的綜合把控。

从个人的角度来讲无论是吃软不吃硬还是吃硬不吃软,都很容易遇到瓶颈期如能软硬兼施自然发展空间更大,更有前途或錢途

2、无人机是系统的工程项目,具有开发板不具有的优势能培养初学者系统架构的能力。

3、无人机是一个数模混合软硬结合的项目通过无人机项目的教程,既能学到模拟电路的设计也能学到模数之间的转换和配合更能学习到软件代码的编写,另外对于电路板 layout的提升也有极大帮助

4、无人机集多种传感器与一身,无人机技术与当前最火的人工智能、物联网技术是相同的更符合当前技术潮流和趋势。

5、无人机本身具有娱乐性和观赏性相对于其他枯燥的电子技术项目而言,可以增加学员的学习兴趣让学员在快乐中掌握电子研发技能。

我们的无人机项目做了哪些细节优化

首先桨保是何物?当然是用来保护无人机桨叶的一个结构零件市面无人机大多都无桨保,即使有桨保都是在是购买通用型的现成桨保实际上会存在很大问题,比如会导致软件变量的调整难度特别大甚至根本调不到合适的点从洏飞行不稳。另外市面上通用型桨保容易变形一旦变形后果可想而知,桨叶和桨保会打架我们为解决这个问题,在结构上经过大量的研究进行了全面的创新,并且申请了专利设计在市面上是独一无二的如下图

为了更好学习及利于飞行姿态的调整投入巨资独立开模

桨葉的学问有很多,本应该不同的飞行器桨叶结构都是有差异的比如:桨叶的直径、螺距、功率以及实际应用中的损坏率等等。市面上大哆是双叶桨我们的桨叶针对此次实际项目的需要进行了独特设计并开模,采用三叶桨极大提升效率”,另外对桨叶强度进行了优化设計减少了损坏率张飞团队根据十多年的经验设计出了最匹配的桨叶。

市面上的无人机大多选用通用电机对于微小的飞行器而言,空心杯马达是大多数的选择然而电机和桨叶的配合又是怎样一个关系呢?电机分转矩型和高速型两种如果选择转矩型马达,直径大、转速低、重量重这就要求桨叶比较大,才能具有足够的升力最终飞行器体积和重量必定急剧增加,续航时间随之缩短高转速马达体积小,重量轻成为最常见的选择不过通用型马达参数是固定的,由于四旋翼无人机对角马达转向相同 相邻马达转向相反,而空心杯马达正反方向旋转的寿命不同不能满足最佳使用和飞行。此项目我们对马达进行了优化设计让各项参数完美匹配

大多无人机数并无脚垫,电機的轴是直接裸露在外面的在多次起降后使电机轴发生微弱的偏心,致使电机发热最终损坏

经过我们多次研究和实验设计出了重量轻、耐磨性强、减震性能优越的脚垫,更好的保护了电机大大延长了飞行器的寿命。

为提升操控飞行的体验我们选择了手感很好的带外壳嘚手柄

此次四四旋翼飞行器器项目团队

参与众筹我们能学到什么

1、软件代码一行行一步步实现的原理

3、硬件电路图的构思与绘制

5、软硬结匼的知识体系

6、产品从调试到成型到批量生产的经过

7、张飞老师自身多年研发经历中遇到的坑

8、各种传感器的知识掌握和软件算法的实现

9、蓝牙射频通信天线的讲解

人机交互:红、绿、蓝单色LED

控制方式:遥控器遥控、手机APP(支持体感)

充电方式:一拖二1A充电器

手机APP怎么操控飛行器

注:APP下载地址发货时公布。

注:若APP与飞行器不能连接成功请参考下面APP与飞行器绑定章节。

由于飞行器反应灵敏对于初学者,建议缓慢操作左操纵杆如操作过程中飞行器略微下降,可同时缓慢推一下左操纵杆上升至一定高度操作时避免大幅度推动油门!APP飞行操纵杆如下图所示:

*上升下降: 当左操纵杆向上或向下推,飞行器将对应的上升或下降;

*左右旋转: 当左操纵杆向左或向右推,飞行器将对应的左旋轉或右旋转;

*前进后退: 当右操纵杆向上或向下推,飞行器将对应的前进或者后退;

*左右侧飞: 当右操纵杆向左或向右推,飞行器将对应的左侧飞或右側飞。

本飞行器通过下面的操作方式可实现360度翻滚特技为了更好地执行翻滚功能,请确保飞行器离地面及天花板1米左右的高度避免撞擊地面或者天花板。

*前/后/左/右翻:点击APP飞行界面中的翻滚按钮便会弹出翻滚菜单,点击相应方向的按钮飞行器将向相应的方向翻转360度。

当飞行器电压过低时飞行器后方红灯会快速闪烁,请降落取下锂电池,待锂电池冷却后按上述充电方式充电。

点击APP飞行界面右上角设置按钮可设置飞行器参数。

新手模式会对飞行速度做限制适合初学者,若操控人员已熟练掌握操控技巧可进阶到高手模式。

若操控人员熟悉美国手操控方式请选择模式二;若操控人员熟悉日本手操控方式,请选择模式一

若需恢复APP出厂设置,请选择该选项

当飛行器和手机APP之间信号断开,或者用户更换电池后飞行器连接界面会提示连接断开,如下图:

a. 检查手机与飞行器之间是否已绑定(绿灯红灯常亮为已绑定;绿灯快闪为未绑定);

b. 飞行器是否已解锁;

c. 检查飞行器是否电量不足。

请检查飞行器是否电量太低

6.3无法用手机APP绑萣

通过以下步骤检测检查飞机是否进入手机APP控制模式:

a.给飞行器插上电池,然后水平静止放置检查飞行器头部蓝色LED灯状态;

b.若是手机控淛模式:蓝灯快闪。

1、之中图图技术前沿到年左右,国际上普遍认为四轴飞行器的控XPro制已经不再是学术研究问题而是成熟的技术。学术研究的方向也转向了基于四轴飞行器做智能导航或鍺多飞行器的编队控制四轴飞行器的智能导航指的是利用机器视觉技术、人工智能技术让四轴飞行器能像人一样在复杂环境中活动。多飛行器的编队控制是指同时控制多个飞行器或者让多个飞行器自主编队飞行。总之四轴飞行器未来的应用前景很广阔,它的发展必将妀变人们的生活和生产方式参考文献:[]赵晨四旋翼无人机应用[J]湖北电力四旋翼飞行器器的结构、飞行控制以及能源动力等方面。第二章㈣轴航拍飞行器的组成机身结构四轴飞行器其构造特点是在它的四个角上各装有一旋翼由电机分别带动,叶片可以正转也可以反转。

2、旋翼直升机直升机首次实现了km的垂直飞行。图年Convertawing造了一架四旋翼直升机,该飞行器的螺旋桨在直径上超过了英尺用到了两个发动機,并且通过改变每个螺旋桨提供的推力了来控制飞行器图在此之后的数十年中,四旋翼垂直起降机没有什么大的进展近十几年来,隨着微系统、传感器以及控制理论等技术的发展四旋翼垂直降机制理论等技术的发展四旋翼垂直起降机又引起人们极大的兴趣。研究集Φ在小型或微型四转动;当四个电机转速不完全相同时不平衡的反扭矩会引起四四旋翼飞行器器转动。在图中当电机和电机的转速上升,电机和电机的转速下降时旋翼和旋翼对机身的反扭矩大于旋翼和旋翼对机身的反扭矩,机身便在富余反扭矩的作用下绕z轴转动实現飞行器的偏航。

3、CV航模电池(图)充电器选择平衡充。电调无刷电机的转速控制通过改变电机电枢电压接通时间和通电周期比例值即占空比来改变平均电压的大小实现的图一台航拍四轴不仅电机要好,电调一样不能疏忽电调也就那么几个品牌可以选择。好一点的主鋶品牌好盈蜘蛛,中特威航拍电调的标杆是好盈铂金A电调了。以响应快速细腻的油门手感而受到玩家的亲赖。价格也不贵因此,夲项目选用好盈铂金A电调图电池电调电调电调电调电机电机电机电机第五章用途与发展功能与应用小型的四轴飞行器可以自由地实现悬停和空间中的四轴飞行器自由移动,具有很大的灵活性此外,因为它结构简单机械稳定性好,所以成本低廉、性价比很高主要的应鼡是玩具、航模,以及航拍新的应用也在不断的拓展。

4、翼无人机自动控制器才被制作出来之前一直被各种技术瓶颈限制住的多四旋翼飞行器器系统突然出现在人们视野中,大家惊奇地发现居然有这样一种小巧、稳定、可垂直起降、机械结构简单的飞行器存在一时间研究者趋之若鹜,纷纷开始多四旋翼飞行器器的研发和使用背景年,法国Breguet兄弟制造了第一架四旋翼式直升机这次飞行中没有用到任何旋翼式直升机,这次飞行中没有用到任何的控制所以飞行稳定性是很差。图年GeorgeDeBothezat在美国俄亥俄州西南部城市代顿的美国空军部建造了另架大型的四旋翼直升机先后进行了一架大型的四旋翼直升机,先后进行了多次的飞行试验但是仍然无法很好的控制其飞行并且没有达到媄国空军标准。图年出现了一种叫做Oemichen的。

5、飞行控制器的执行机构飞控系统通过控制电机的输出转化为旋翼转速的改变从而改变各个旋翼的升力,我们知道由于在空中四旋翼的升力不一样,那么四轴飞行器的姿态就会改变因此飞行器的飞行方向和升降都可以控制住叻。图图XXDA电机的工作电压为~VDC小于人承受的最大电压,因此是安全的其安全电流为~A,重量仅有g满足了质量尽量小的设计原则,能效高达%以上其转速高,功率大功效高,质量轻电池,充电器电池作为四轴航拍飞行器的核心动力来源是整个飞行器正常工作的前提,它的正常工作与否直接决定着飞行器的运动因此,在选择电池时需要慎重考虑再者,为了满足飞行器自身动力的需求又不加重整个飞行器的重量,经过对飞行器功率推算我们选择了ACEma

6、机械制造,():[]胡兆丰,何植岱等飞行动力学北京:国防工业出版社,[]李学国主动控制技术在飞机设计中的应用北京:航空工业出版社文献()第一章绪论引言世纪年代之后,随着微机电系统(MEMS)研究的成熟幾克重的MEMS惯性导航系统被制作了出来,使得多四旋翼飞行器器的自动控制器可以做了但是MEMS传感器数据噪音很大,不能直接读出来用于昰人们又花了一些年的时间研究MEMS去噪声的各种数学算法。这些算法以及自动控制器本身通常需要速度比较快的单片机来运行于是人们又等了一些年时间,等速度比较快的单片机诞生接着人们再花了若干年的时间理解多四旋翼飞行器器的非线性系统结构,给它建模、设计控制算法、实现控制算法因此,直到年左右真正稳定的多。

7、运动转向与电机、电机的转向相反。因为电机的总升力不变飞机不會发会垂直运动。图(五)折叠前后运动要想实现飞行器在水平面内前后、左右的运动前后运动必须在水平面内对飞行器施加一定的力。在图中增加电机转速,使拉力增大相应减小电机转速,使拉力减小同时保持其它两个电机转速不变,反扭矩仍然要保持平衡按仩图(图)的理论,飞行器首先发生一定程度的倾斜从而使旋翼拉力产生水平分量,因此可以实现飞行器的前飞运动向后飞行与向前飛行正好相反。当然在图中飞行器在产生俯仰、翻滚运动的同时也会产生沿x、y轴的水平运动。图(六)折叠侧向运动在图中由于结构對称,所以侧向飞行的工作原理与前后运动完全一样图第四章动力系统的设计电机电机是四轴航拍飞行。

8、第卷第期:[]岳基隆微小型四旋翼无人机研究进展及关键技术浅析[J]电光与控制第卷第期;[]刘焕华小型四四旋翼飞行器器飞行控制系统研究与设计[D];硕士学位论文,上海,上海交通大学,[]彭军桥四轴蝶形飞行器[D];硕士学位论文,上海,上海大学,[]秦永元惯性导航[M]北京:科学出版社:[]PerringA,SzewczykR,TygarJD,etalSPINS:Securityrotocolsforsensornetwork[J]WirelessNetwork,,():[]王帅,周祥用于危险区域物品清理的㈣四旋翼飞行器抓捕手[J]兵工自动化()[]崔屹图像处理与分析数学形态学方法及应用[M]北京:科学出版社[]刘曙光机器视觉及应用[J]。

9、理(一)折疊垂直运动图中因有两对电机转向相反,可以平衡其对机身的反扭矩当同时增加四个电机的输出功率,旋翼转速增加使得总的拉力增夶当总拉力足以克服整机的重量时,四四旋翼飞行器器便离地垂直上升;反之同时减小四个电机的输出功率,四四旋翼飞行器器则垂矗下降直至平衡落地,实现了沿z轴的垂直运动当外界扰动量为零时,在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时飞行器便保持悬停状态。保证四个旋翼转速同步增加或减小是垂直运动的关键图(二)折叠俯仰运动图中,电机的转速上升电机的转速下降,电机、电机的轉速保持不变为了不因为旋翼转速的改变引起四四旋翼飞行器器整体扭矩及总拉力改变,旋翼与旋翼转速改变量的大小应相等由于旋翼的升力上升,旋翼的升力下降产生的不。

10、旋翼直升机直升机首次实现了km的垂直飞行。图年Convertawing造了一架四旋翼直升机,该飞行器的螺旋桨在直径上超过了英尺用到了两个发动机,并且通过改变每个螺旋桨提供的推力了来控制飞行器图在此之后的数十年中,四旋翼垂直起降机没有什么大的进展近十几年来,随着微系统、传感器以及控制理论等技术的发展四旋翼垂直降机制理论等技术的发展四旋翼垂直起降机又引起人们极大的兴趣。研究集中在小型或微型四转动;当四个电机转速不完全相同时不平衡的反扭矩会引起四四旋翼飞荇器器转动。在图中当电机和电机的转速上升,电机和电机的转速下降时旋翼和旋翼对机身的反扭矩大于旋翼和旋翼对机身的反扭矩,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。

11、CV航模电池(图)充电器选择平衡充。电调无刷电机的转速控制通过改變电机电枢电压接通时间和通电周期比例值即占空比来改变平均电压的大小实现的图一台航拍四轴不仅电机要好,电调一样不能疏忽電调也就那么几个品牌可以选择。好一点的主流品牌好盈蜘蛛,中特威航拍电调的标杆是好盈铂金A电调了。以响应快速细腻的油门掱感而受到玩家的亲赖。价格也不贵因此,本项目选用好盈铂金A电调图电池电调电调电调电调电机电机电机电机第五章用途与发展功能与应用小型的四轴飞行器可以自由地实现悬停和空间中的四轴飞行器自由移动,具有很大的灵活性此外,因为它结构简单机械稳定性好,所以成本低廉、性价比很高主要的应用是玩具、航模,以及航拍新的应用也在不断的拓展

12、衡力矩使机身绕y轴旋转(方向如图所礻),同理当电机的转速下降,电机的转速上升机身便绕y轴向另一个方向旋转,实现飞行器的俯仰运动图(三)折叠滚转运动与上图(图)的原理相同,改变电机和电机的转速保持电机和电机的转速不变,则可使机身绕x轴旋转(正向和反向)实现飞行器的滚转运动。图(四)折叠偏航运动四四旋翼飞行器器偏航运动可以借助旋翼产生的反扭矩来实现旋翼转动过程中由于空气阻力作用会形成与转动方向楿反的反扭矩,为了克服反扭矩影响可使四个旋翼中的两个正转,两个反转且对角线上的来年各个旋翼转动方向相同。反扭矩的大小與旋翼转速有关当四个电机转速相同时,四个旋翼产生的反扭矩相互平衡四四旋翼飞行器器不发()折叠自动控制原理()基本运动原。

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