四軸航拍飛行器結構

1、機架：飛機的(de)骨架，載(zai)有各種設備。

2、飛控(kong)：飛機的(de)大腦(nao)，載(zai)有加速度計、陀(tuo)螺儀、氣(qi)壓計、羅盤等傳感器。由它來(lai)控(kong)制四個(ge)電機的(de)轉速進而控(kong)制飛機的(de)姿態。或是加上GPS完(wan)成(cheng)定(ding)高定(ding)點返航(hang)等(deng)功能。其本質是單片(pian)機。常(chang)見(jian)的(de)飛控有 xaircraft的superX、DJI的NAZA WKM A2、零度的X4 雙子星、APM、MWC、QQ飛控、CC3D等。

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3、電調(diao)：全(quan)稱為(wei)電子調(diao)速(su)器,它的(de)輸入是直流(liu)，通常由2-6節鋰電(dian)池來(lai)供電(dian)。輸出(chu)是三相交流(liu)，可(ke)以直接驅動電(dian)機。另外航模無刷電(dian)子調速器還有三根信號輸出(chu)線，用于接接收機。信號線可(ke)以引出(chu)穩定的(de)5V電壓，一般可以帶2-4個舵機(ji)供電。航空模(mo)型就是(shi)通過遙(yao)控對航模(mo)無刷電子調速器(qi)的控制以(yi)達到調整飛(fei)機(ji)的各種(zhong)飛(fei)行姿(zi)勢(shi)和動作。

4、無刷(shua)電(dian)機：通過三(san)相交流電(dian)產生一(yi)個旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)場(chang)驅動(dong)轉(zhuan)(zhuan)子轉(zhuan)(zhuan)動(dong)。有寬調速(su)、小(xiao)體積、高效率(lv)和穩態轉(zhuan)(zhuan)速(su)誤差小(xiao)等特點。無刷(shua)電(dian)機KV值定義為(wei) 轉(zhuan)速/V，意思為輸入電壓(ya)增加(jia)1伏特，無(wu)刷電機空轉(zhuan)轉(zhuan)速(su)增加的(de)轉(zhuan)速(su)值。但對于無(wu)刷電機來說不只是(shi)說明電機轉(zhuan)速(su)與電壓成(cheng)嚴格的(de)線(xian)性比例關(guan)系。

5、遙控、接(jie)收：顧名思(si)義；用來接(jie)收和發送指令。

自制航拍飛行器工具基礎

為了減少不必要的花(hua)費，推薦大家一次性購買以下(xia)工具及耗材：

電烙鐵、剝線鉗、剪線鉛（普通鉗子hold不住粗的硅膠線）、內六角(jiao)一(yi)套、螺絲刀(dao)一(yi)套、小臺(tai)鉗、零(ling)件、水平(ping)泡、熱(re)縮管（4mm和5mm的(de)用的(de)比較多，別的(de)看情(qing)況）、BB響(xiang)（容易(yi)丟可以買幾(ji)個備用）

航拍飛(fei)行器diy步(bu)驟教程

步驟一：打造機身

四(si)軸飛行器的中心樞(shu)紐由兩塊(kuai)PC板所組成。在(zai)這(zhe)裡(li)下載裁剪和(he)鉆孔(kong)的(de)模板，照(zhao)原尺(chi)寸輸出，暫時黏貼在(zai)PC板(ban)上。先(xian)以塑膠雕刻刀(dao)劃出刻痕(hen)，再(zai)以1/8"鉆頭鉆孔(kong)。

步驟二：切割支架并鉆孔

鋸好四個10"–11"方型(xing)木榫支(zhi)架。支(zhi)臂愈(yu)短，飛(fei)行器(qi)愈(yu)敏捷，但(dan)支(zhi)臂愈(yu)長，飛(fei)行器(qi)愈(yu)穩定(ding)。各鉆兩個(ge)3mm的小孔，一(yi)個距離尾端6mm，另(ling)一(yi)個距離尾端(duan)26mm。

步驟三：組裝機身

用螺(luo)絲把(ba)支臂固定(ding)在PC板上(shang)。用M3×25mm螺絲瑣住內孔(kong)，M3×20mm螺(luo)絲(si)(si)瑣住外孔(kong)(kong)。支臂用螺(luo)絲(si)(si)固定好(hao)以后，外觀(guan)看起來也不錯(cuo)的話，「只要在外孔(kong)(kong)螺(luo)絲(si)(si)」涂上螺(luo)絲(si)(si)密封膠，套上并栓緊螺(luo)帽(mao)；內孔(kong)(kong)螺(luo)絲(si)(si)則輕輕套上螺(luo)帽(mao)，還不用拴緊。

步驟四：連接動力核心

動(dong)力核心包(bao)括六個零件：四個電子速度控(kong)(kong)制器、電源模塊(kuai)和攝影機穩(wen)定器控(kong)(kong)制板。首先，分離(li)XT60公連接座和APM電(dian)源模塊線。每條紅色和(he)黑色電(dian)線大(da)約都要(yao)剝(bo)除(chu)?"絕(jue)緣外皮(pi)，剝線的尾端(duan)鍍錫。從銅(tong)漸縮管兩端(duan)各(ge)鋸下?"的(de)(de)環(huan)(huan)圈，銼平凹凸不平的(de)(de)邊緣，六條紅色電線的(de)(de)正端(duan)(duan)子焊在內環(huan)(huan)，相應(ying)的(de)(de)六個黑色負端(duan)(duan)子連接外環(huan)(huan)，以泡綿防水膠(jiao)條包裹內環(huan)(huan)，以外環(huan)(huan)套住。最后(hou)，整個中心(xin)涂上絕(jue)緣膠(jiao)。

連接(jie)馬達和電(dian)(dian)子速度控制器(qi)，可說是(shi)令(ling)人煩(fan)悶的工作，直接(jie)購買配電(dian)(dian)盤會很(hen)省事(shi)，卻會佔空間和徒(tu)增(zeng)重量。我(wo)偏好自製(zhi)配電(dian)(dian)盤，只(zhi)要利用(yong)漸縮銅管的兩個環圈即可完(wan)成，看起來也(ye)很(hen)精間和整齊。

步驟五：馬達底座鉆孔

這里教你如(ru)何用一般的C型管夾輕松自(zi)制(zhi)起落架(jia)(jia)。你也可以(yi)買便宜的(de)組合式起落架(jia)(jia)／馬達(da)底座，以(yi)間化制(zhi)作流(liu)程。

若你打(da)算自制降落(luo)支(zhi)架(jia)，你將需要把馬達直接安(an)裝在(zai)支(zhi)架(jia)上。首先要在(zai)每根支(zhi)架(jia)做記號，并鉆好不(bu)明顯的盲(mang)孔，好讓馬達轉軸可以(yi)自由旋(xuan)轉。使用5/16"鉆(zhan)頭(tou)是很好(hao)的選擇。

步驟六：安裝馬達

裁切馬達的(de)支(zhi)架，用兩(liang)個M3×20mm螺絲將馬達(da)(da)和馬達(da)(da)支(zhi)架(jia)(jia)固定在四旋(xuan)(xuan)翼(yi)支(zhi)架(jia)(jia)的(de)尾端。你必須瑣(suo)緊每個螺絲，并確保馬達(da)(da)軸可(ke)以自由旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)，若(ruo)無法(fa)自由旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)，再度檢查四旋(xuan)(xuan)翼(yi)支(zhi)架(jia)(jia)的(de)凹槽(cao)，最后(hou)以銼刀(dao)磨平馬達(da)(da)支(zhi)架(jia)(jia)的(de)邊緣(yuan)。

步驟七：加上起落架

將動(dong)力核心滑入兩片透明板(ban)之間，再將電(dian)子(zi)(zi)變(bian)(bian)速(su)(su)器的(de)(de)電(dian)源線(xian)纏繞在四(si)條支架(jia)上(shang)。若馬(ma)達(da)和(he)電(dian)子(zi)(zi)變(bian)(bian)速(su)(su)器的(de)(de)製造(zao)商相同(tong)，很(hen)可能會有(you)預先安裝好(hao)的(de)(de)「子(zi)(zi)彈」接頭，這時候直接把(ba)馬(ma)達(da)導(dao)線(xian)插入變(bian)(bian)速(su)(su)器導(dao)線(xian)，多(duo)馀的(de)(de)電(dian)線(xian)盤繞在支架(jia)底下(xia)。你(ni)也可以把(ba)電(dian)線(xian)直接焊(han)在電(dian)子(zi)(zi)變(bian)(bian)速(su)(su)器控制板(ban)上(shang)以間化結構。固(gu)定好(hao)馬(ma)達(da)導(dao)線(xian)和(he)電(dian)子(zi)(zi)變(bian)(bian)速(su)(su)器導(dao)線(xian)，再以束線(xian)帶綑(kun)好(hao)支架(jia)底下(xia)多(duo)馀的(de)(de)電(dian)線(xian)。

用剪(jian)線鉗將(jiang)四個C型夾剪成對半，J型(xing)底座擱置一旁，以銼刀(dao)磨平切割面，接著在(zai)(zai)安(an)(an)裝孔兩側磨出兩個(ge)小(xiao)凹槽(cao)，把這個(ge)底座安(an)(an)裝在(zai)(zai)每條支架的(de)尾端，亦即馬達(da)機架內側，束(shu)線帶則繞過剛剛磨好的(de)凹槽(cao)。

步驟八：安裝防震座

移除PVC軟管的水管扣環，留待其(qi)他專題使用(yong)(yong)。利用(yong)(yong)筆式美工刀(dao)，從橡膠軟管切下兩個(ge)3/4"的塑膠環(huan)，對好(hao)機身突出來(lai)的內孔(kong)螺絲(si)，以(yi)拇(mu)趾(zhi)用(yong)力(li)擠壓(ya)，形成兩個(ge)凹痕(hen)，再(zai)以(yi)?"鉆頭在凹痕鉆洞(dong)，但不要鉆過另一面。以M3平墊圈(quan)和螺帽把(ba)塑膠環瑣(suo)在機身(shen)上，調(diao)整好鬆緊度后(hou)，就用螺絲密封(feng)膠固定(ding)住。

從軟(ruan)管上裁切(qie)兩個防震座，之后會用來(lai)安裝(zhuang)(zhuang)云臺(tai)和(he)電池座，以免攝影(ying)機受(shou)到(dao)螺(luo)旋漿震動而受(shou)影(ying)響(xiang)。順(shun)便在(zai)上方騰出一點空間(jian)，來(lai)安裝(zhuang)(zhuang)云臺(tai)控(kong)制器。

步驟九：安裝攝相機和電池座

萬(wan)象支架和(he)電池支架主(zhu)要由三組間單的(de)L型支(zhi)(zhi)架便可組裝而(er)成，我將(jiang)他們(men)稱(cheng)為(wei)支(zhi)(zhi)架、翻滾軸和俯仰軸支(zhi)(zhi)架。

把(ba)鋁棒（1/8"×?"×36"）鋸(ju)成兩根18"鋁(lv)條，再把其中一(yi)根鋸成9"的(de)鋁(lv)(lv)條(tiao)(tiao)，總共會拿到(dao)三(san)根鋁(lv)(lv)條(tiao)(tiao)。每一根鋁(lv)(lv)條(tiao)(tiao)都(dou)折成直角，可利用有斜邊的(de)木塊或(huo)鋁(lv)(lv)塊，把彎曲(qu)的(de)半(ban)徑增加到(dao)?"（居烈彎(wan)(wan)曲可能(neng)帶給鋁條過多壓(ya)力(li)(li)，進而有損鋁條的支(zhi)撐力(li)(li)）。鋁條彎(wan)(wan)曲好(hao)以(yi)后，把每個支(zhi)架割成洋板大小。

將支架放在正(zheng)確的安裝(zhuang)位置上，并在X軸與(yu)Y 軸支架上較短的那一端(duan)，劃記并在(zai)正中央鉆(zhan)出(chu)3個半(ban)徑1/8" 的(de)孔(kong)(kong)。在兩(liang)個支架(jia)上，外側的(de)小孔(kong)(kong)應該要(yao)距離支架(jia)尾端(duan)3mm遠，而兩個(ge)小孔之(zhi)間的距離(li)則應為9.5mm。最后，使用階梯(ti)鉆頭將中間孔擴成2" 大(da)，以便馬(ma)達軸保有轉動(dong)空間。

用兩個M3×6mm的(de)螺絲(si)將(jiang)云臺馬達的(de)底部固定在支(zhi)架(jia)上，再用另外(wai)兩個螺絲(si)將(jiang)馬達頂(ding)端(duan)固定到(dao)翻(fan)滾軸(zhou)支(zhi)架(jia)的(de)長邊(bian)上。

將第二個(ge)馬達的(de)底部接翻滾軸(zhou)支(zhi)架(jia)的(de)另一端(duan)(duan)上，而馬達的(de)頂端(duan)(duan)則依照同洋的(de)方式(shi)接到俯仰軸(zhou)支(zhi)架(jia)上。

步驟十：安裝攝影機和電池

我設(she)計(ji)的這(zhe)(zhe)臺四旋(xuan)翼可(ke)以這(zhe)(zhe)當地平衡3S 2，200mAh鋰電池和GoPro Hero3白色款的重量。若(ruo)你使用其他設(she)備，請(qing)確保你的CG（重心）維(wei)持在機身中央。以下(xia)示范如何使其達到平衡。

小提示(shi)：雖然GoPro 這款(kuan)相(xiang)機(ji)(ji)相(xiang)當耐摔，但你或(huo)許(xu)也(ye)會想制(zhi)作一(yi)臺具有相(xiang)同重量與(yu)大小(xiao)的(de)「假」相(xiang)機(ji)(ji)，在首次與(yu)后續幾次試飛(fei)時可以先裝在機(ji)(ji)上。

若(ruo)要讓云臺馬(ma)達運轉平順，相機必須要在兩(liang)軸上達成(cheng)平衡。將(jiang)雙面(mian)(mian)膠帶的(de)其中一(yi)側先黏(nian)在自己的(de)襯衫上以(yi)減弱其黏(nian)性。將(jiang)膠帶另一(yi)面(mian)(mian)貼在俯仰支架(jia)上，再把(ba)你(ni)的(de)GoPro固定在(zai)黏(nian)性(xing)較弱的那一側， 慢慢找出平衡只需(xu)使用(yong)兩支(zhi)螺絲便可將(jiang)馬達固定在(zai)支(zhi)架(jia)上，裁切馬達支(zhi)架(jia)以(yi)減輕重量。可用(yong)厚橡膠軟管(guan)來製作兩組防震裝置(zhi)，也可以(yi)做出方(fang)向控(kong)制(zhi)器支(zhi)架(jia)與(yu)電池支(zhi)架(jia)，以(yi)防止相(xiang)機受螺旋漿震動影(ying)響(xiang)，并(bing)且預留可安(an)裝方(fang)向控(kong)制(zhi)板(ban)的空間。

將(jiang)骨(gu)架(jia)反(fan)過(guo)來放，讓攝(she)影機(ji)、支架(jia)與(yu)電(dian)池(chi)在骨(gu)架(jia)底部的防震裝置(zhi)(zhi)中(zhong)央點取得(de)(de)平(ping)衡。將(jiang)組裝的裝置(zhi)(zhi)沿骨(gu)架(jia)前(qian)后調整(zheng)位置(zhi)(zhi)，直到整(zheng)臺四旋翼(yi)裝置(zhi)(zhi)可在你(ni)的兩(liang)指(zhi)間取得(de)(de)平(ping)衡點，且平(ping)衡點也(ye)位于任兩(liang)端的中(zhong)心。

找到重心之后(hou)，將兩組(zu)束(shu)線帶(dai)以(yi)交叉的方式將支(zhi)(zhi)(zhi)架邦在(zai)防震裝置(zhi)上(shang)。在(zai)電池(chi)底部(bu)黏上(shang)魔鬼氈(zhan)(zhan)膠帶(dai)，再將電池(chi)固定(ding)在(zai)支(zhi)(zhi)(zhi)架上(shang)。你也(ye)可以(yi)在(zai)支(zhi)(zhi)(zhi)架和(he)電池(chi)上(shang)添加(jia)魔鬼氈(zhan)(zhan)膠帶(dai)以(yi)提供(gong)額(e)外(wai)的固定(ding)效果。

步驟十一：架設航空電子設備

先將飛行控制板、接收器和其他模組排列好(hao)之(zhi)后，再(zai)安(an)裝到機身上(shang)。找出你滿意的擺放方式(shi)之(zhi)后， 用(yong)雙面膠帶將所有零件固定到(dao)機(ji)身上。

進(jin)行飛(fei)行控(kong)制器的(de)安(an)裝(zhuang)，這次我(wo)使用3DRobotics 所推出內(nei)含加速度(du)計的(de)ArduPilot Mega（ APM ）2.6，其(qi)有特(te)定的正確安裝方向。請(qing)將APM盒(he)上的(de)箭(jian)頭(tou)對齊四旋翼(yi)的(de)正前(qian)方，再(zai)以雙面膠帶將其(qi)固定。

安(an)裝GPS/ 邏(luo)盤模組時(shi)(shi)， 需對齊骨架底部的延伸線，同時(shi)(shi)模組上的箭頭也必須(xu)對準前(qian)方。同洋(yang)用雙面膠(jiao)固定(ding)住，再把線接到APM的「GPS 」接頭。

從右(you)前方開始，依順時(shi)針方向（由上往下看(kan)）將ESC線接到APM的(de)1、4、2和(he)3號接(jie)頭上(shang)。

將接收器沿著APM安裝，并用雙面膠固(gu)定，再將其1至5頻道接到(dao)APM上(shang)的相(xiang)對(dui)應輸入(ru)孔(kong)。

步驟十二：安裝云臺控制器

云臺控制(zhi)器包含(han)兩(liang)塊電(dian)路板(ban)：較大的控制(zhi)板(ban)和較小的IMU傳感器(qi)，也就(jiu)是在安裝防(fang)震裝置(zhi)時所預留(liu)的空間里。

用泡棉膠帶(dai)覆蓋(gai)支(zhi)架的表面，以防(fang)焊點與裸露的鋁(lv)發生短路，接著將控制板以束線帶(dai)固定于其(qi)上。IMU能偵測相機方(fang)向，但(dan)需要安(an)(an)裝在(zai)同一架飛機上(shang)才行。用雙面膠將它安(an)(an)裝于(yu)俯(fu)仰軸支(zhi)架的底部，接(jie)著(zhu)把線接(jie)回控制板上(shang)。將云(yun)臺馬達(da)的3條線(xian)接至控制板的接頭上(shang)。用束線(xian)帶固(gu)定(ding)每條線(xian)，預留一部分電線(xian)讓云臺馬達可自由旋轉(zhuan)。

步驟十三：安裝軟件

飛(fei)行控制板(ban)、ESC和方向(xiang)控制器都需在(zai)起飛前(qian)先進行(xing)(xing)校準(zhun)與(yu)設定，可依照裝置(zhi)上(shang)(shang)隨附(fu)的說明(ming)書或線上(shang)(shang)說明(ming)的步驟來進行(xing)(xing)。

步驟十四：加上螺旋漿

在安(an)裝螺旋(xuan)漿之(zhi)前(qian)，可在馬(ma)達(da)轉軸貼一些遮蔽膠帶，以(yi)方便觀(guan)察它們旋(xuan)轉的方向。從(cong)上方往下(xia)看，馬(ma)達(da)3與馬達4應該以順時鐘旋轉，而馬達1與馬達2則是以逆時鐘(zhong)旋轉。如果(guo)其(qi)中(zhong)一(yi)個馬(ma)達方向錯置，只要將其(qi)連(lian)接(jie)至ESC的3條線中的(de)2條互換即可。

警告：如果你需要使(shi)其中一顆馬(ma)達反轉，只要將馬(ma)達的控制(zhi)線(xian)對調即可，而不是改變ESC 的(de)線。千萬(wan)不要(yao)將ESC 的電線(xian)反接！

對穩定飛行(xing)而言，最(zui)重要(yao)的(de)(de)便是螺(luo)(luo)旋(xuan)漿需要(yao)平(ping)衡(heng)！有一些間(jian)單的(de)(de)小方法(fa)，但最(zui)間(jian)單的(de)(de)莫過于打(da)磨每(mei)片(pian)螺(luo)(luo)旋(xuan)漿上較厚的(de)(de)部分(fen)，直到螺(luo)(luo)旋(xuan)漿與水平(ping)軸達成平(ping)衡(heng)為止(zhi)（只(zhi)磨平(ping)整(zheng)面，不(bu)要(yao)動到前緣或尾緣）。

一旦螺旋(xuan)漿(jiang)取得(de)平衡之后，將它們(men)裝到(dao)(dao)馬達轉軸(zhou)上(shang)并瑣緊螺絲(si)。你會用到(dao)(dao)兩(liang)個(ge)傳統的(de)「拖曳式」螺旋(xuan)漿(jiang)和兩(liang)個(ge)反向的(de)「推進式」螺旋(xuan)漿(jiang)。馬達1與馬(ma)達2使用拖曳式(shi)螺旋漿(jiang)，馬達3與4則使(shi)(shi)用(yong)推進式螺旋(xuan)漿（若你(ni)并非使(shi)(shi)用(yong)APM飛行控制器，你的螺(luo)旋漿配置(zhi)可能會(hui)有所不同）。待(dai)配置(zhi)完畢后，在(zai)各個馬(ma)達支架上劃(hua)記(ji)其(qi)編號和轉動方向以(yi)利參考。

確(que)定螺(luo)旋漿達到(dao)平衡，所有零(ling)件都安裝(zhuang)牢(lao)固，且沒有任何螺(luo)旋漿、陀螺(luo)儀或控制器(qi)反裝(zhuang)。檢查(cha)你所有的無線電修(xiu)改設定皆已歸零(ling)（若你需要修(xiu)改，請透(tou)過APM進行，不要在無線電上進行修改），請等到無風的時候再對自制航拍飛行器進行首航測試。