四軸航拍飛行器結構

1、機架：飛機的骨架，載有(you)各種設備。

2、飛(fei)(fei)控(kong)：飛(fei)(fei)機的(de)大(da)腦(nao)，載(zai)有加速度計、陀螺儀、氣壓計、羅盤等(deng)傳感器。由(you)它來控(kong)制四個電(dian)機的(de)轉速進而控(kong)制飛(fei)(fei)機的(de)姿態。或(huo)是加上GPS完成定(ding)高定(ding)點返航(hang)等功能。其本(ben)質是單片機。常見的飛(fei)控(kong)有 xaircraft的(de)superX、DJI的NAZA WKM A2、零度的X4 雙子星、APM、MWC、QQ飛控、CC3D等(deng)。

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3、電調：全稱為電子調速器(qi),它的(de)輸入是(shi)直流，通常由2-6節鋰(li)電(dian)池來供(gong)電(dian)。輸(shu)出是三相交流，可以(yi)直(zhi)接(jie)驅動電(dian)機(ji)。另外(wai)航模無刷電(dian)子調(diao)速器還有三根信號(hao)輸(shu)出線，用(yong)于接(jie)接(jie)收(shou)機(ji)。信號(hao)線可以(yi)引出穩(wen)定的5V電(dian)壓，一般(ban)可以帶2-4個舵(duo)機供電(dian)。航空(kong)模(mo)型就是通過遙控(kong)對航模(mo)無(wu)刷(shua)電(dian)子調(diao)速(su)器(qi)的控(kong)制以達到調(diao)整飛機的各種飛行姿勢和動作。

4、無(wu)刷電機(ji)：通過三(san)相交流電產生一個旋轉(zhuan)(zhuan)磁場驅動轉(zhuan)(zhuan)子轉(zhuan)(zhuan)動。有寬調速(su)、小體積(ji)、高效率和(he)穩態轉(zhuan)(zhuan)速(su)誤差小等(deng)特點(dian)。無(wu)刷電機(ji)KV值定義為 轉(zhuan)速/V，意思為(wei)輸入電壓(ya)增(zeng)加1伏特，無(wu)(wu)刷(shua)電機(ji)空轉轉速增(zeng)加的轉速值。但對于無(wu)(wu)刷(shua)電機(ji)來說(shuo)(shuo)不只是(shi)說(shuo)(shuo)明電機(ji)轉速與電壓(ya)成嚴(yan)格的線性比(bi)例關系。

5、遙控、接收：顧名思義(yi)；用來(lai)接收和發(fa)送指令(ling)。

自制航拍飛行器工具基礎

為了減少不必要的(de)花費，推(tui)薦大家一次(ci)性購(gou)買以(yi)下工具(ju)及耗材(cai)：

電烙鐵、剝線鉗、剪線鉛（普通鉗子hold不住粗的(de)硅(gui)膠線(xian)）、內六角一套、螺(luo)絲刀一套、小臺鉗、零件、水平泡(pao)、熱(re)縮管（4mm和(he)5mm的用的比較多，別的看情(qing)況）、BB響（容易丟可(ke)以買(mai)幾個備用）

航拍飛行器diy步驟(zou)教(jiao)程(cheng)

步驟一：打造機身

四軸飛行(xing)器(qi)的中心樞紐由(you)兩塊PC板所組成。在(zai)(zai)這裡下(xia)載裁剪和鉆(zhan)孔的模(mo)板，照原尺寸輸出，暫時黏貼在(zai)(zai)PC板上。先以塑膠(jiao)雕刻刀劃出刻痕，再(zai)以1/8"鉆頭鉆孔。

步驟二：切割支架并鉆孔

鋸好四(si)個10"–11"方(fang)型木榫支(zhi)架。支(zhi)臂(bei)愈短，飛行器愈敏捷(jie)，但支(zhi)臂(bei)愈長，飛行器愈穩定(ding)。各(ge)鉆兩個(ge)3mm的小孔，一個距(ju)離尾端6mm，另一個距(ju)離(li)尾端26mm。

步驟三：組裝機身

用螺(luo)絲把(ba)支臂固定在PC板上。用M3×25mm螺絲瑣住內孔，M3×20mm螺(luo)絲(si)瑣住外(wai)孔。支臂用螺(luo)絲(si)固(gu)定好以(yi)后(hou)，外(wai)觀看起來也不(bu)錯的話，「只(zhi)要(yao)在外(wai)孔螺(luo)絲(si)」涂上(shang)螺(luo)絲(si)密封膠，套上(shang)并栓緊(jin)螺(luo)帽(mao)；內孔螺(luo)絲(si)則輕(qing)輕(qing)套上(shang)螺(luo)帽(mao)，還不(bu)用拴(shuan)緊(jin)。

步驟四：連接動力核心

動力核(he)心包括六個零件(jian)：四個電子速(su)度(du)控制器、電源模塊(kuai)和攝影(ying)機穩定器控制板。首先，分離(li)XT60公(gong)連(lian)接座和APM電(dian)源模塊線(xian)。每條紅色和黑(hei)色電(dian)線(xian)大約都要剝除?"絕緣外皮，剝線的尾端(duan)鍍錫。從銅(tong)漸縮管兩端(duan)各鋸下?"的(de)環圈(quan)，銼平(ping)凹(ao)凸不平(ping)的(de)邊緣(yuan)，六條紅色電線的(de)正端子焊在內(nei)環，相應的(de)六個黑色負端子連接(jie)外(wai)(wai)環，以(yi)泡(pao)綿防水膠條包裹內(nei)環，以(yi)外(wai)(wai)環套住。最后，整個中心涂上絕緣(yuan)膠。

連接馬達和電子(zi)速度(du)控制(zhi)器，可說是令人(ren)煩悶的工作，直接購買配電盤會(hui)很省事，卻(que)會(hui)佔空間和徒增重量。我(wo)偏(pian)好自製配電盤，只要利用(yong)漸縮銅管(guan)的兩(liang)個環(huan)圈即可完成(cheng)，看起來也很精(jing)間和整齊。

步驟五：馬達底座鉆孔

這里教你如何用(yong)一般(ban)的C型管夾輕松自制(zhi)起(qi)落架。你也(ye)可以買便宜的組合式起(qi)落架／馬達底座(zuo)，以間化制(zhi)作(zuo)流程。

若(ruo)你(ni)打(da)算自制降落支架(jia)，你(ni)將需要(yao)把馬達直接安裝(zhuang)在支架(jia)上。首先要(yao)在每根支架(jia)做記號，并鉆(zhan)好(hao)不明(ming)顯(xian)的盲孔(kong)，好(hao)讓馬達轉軸可以自由旋轉。使用5/16"鉆頭(tou)是很好的選擇。

步驟六：安裝馬達

裁(cai)切馬達(da)的支(zhi)架，用兩(liang)個M3×20mm螺(luo)絲(si)將馬(ma)達和馬(ma)達支架固定(ding)在四旋(xuan)翼支架的尾端。你必須瑣緊每(mei)個螺(luo)絲(si)，并確保馬(ma)達軸可(ke)以自(zi)由旋(xuan)轉，若無法(fa)自(zi)由旋(xuan)轉，再度檢(jian)查四旋(xuan)翼支架的凹槽，最(zui)后以銼刀磨平馬(ma)達支架的邊緣。

步驟七：加上起落架

將動力(li)核心滑(hua)入(ru)兩(liang)片透明(ming)板(ban)之(zhi)間，再(zai)將電(dian)(dian)子(zi)變速(su)(su)器(qi)(qi)的電(dian)(dian)源線(xian)(xian)(xian)纏(chan)繞(rao)(rao)在四條支(zhi)(zhi)架(jia)上(shang)。若馬達(da)和電(dian)(dian)子(zi)變速(su)(su)器(qi)(qi)的製(zhi)造(zao)商相同，很可能會有(you)預(yu)先安裝好的「子(zi)彈(dan)」接頭(tou)，這(zhe)時候直(zhi)接把馬達(da)導(dao)(dao)(dao)線(xian)(xian)(xian)插入(ru)變速(su)(su)器(qi)(qi)導(dao)(dao)(dao)線(xian)(xian)(xian)，多(duo)馀的電(dian)(dian)線(xian)(xian)(xian)盤繞(rao)(rao)在支(zhi)(zhi)架(jia)底(di)下。你也可以把電(dian)(dian)線(xian)(xian)(xian)直(zhi)接焊(han)在電(dian)(dian)子(zi)變速(su)(su)器(qi)(qi)控制板(ban)上(shang)以間化(hua)結構。固定好馬達(da)導(dao)(dao)(dao)線(xian)(xian)(xian)和電(dian)(dian)子(zi)變速(su)(su)器(qi)(qi)導(dao)(dao)(dao)線(xian)(xian)(xian)，再(zai)以束(shu)線(xian)(xian)(xian)帶(dai)綑好支(zhi)(zhi)架(jia)底(di)下多(duo)馀的電(dian)(dian)線(xian)(xian)(xian)。

用剪線鉗將四個(ge)C型夾剪成對半，J型底座擱置(zhi)一旁，以銼刀(dao)磨平(ping)切割(ge)面，接著在安裝孔兩(liang)側(ce)磨出兩(liang)個(ge)小凹(ao)(ao)槽，把(ba)這個(ge)底座安裝在每條支架的尾端，亦即(ji)馬達(da)機(ji)架內側(ce)，束線帶則繞過剛剛磨好的凹(ao)(ao)槽。

步驟八：安裝防震座

移(yi)除PVC軟(ruan)管(guan)的水管(guan)扣環，留待其他專(zhuan)題使用(yong)。利(li)用(yong)筆式美工刀，從橡(xiang)膠軟(ruan)管(guan)切(qie)下兩(liang)個3/4"的塑膠環，對好機身突(tu)出來的內(nei)孔螺絲，以拇趾用力擠壓，形成兩(liang)個(ge)凹(ao)痕，再以?"鉆頭在凹(ao)痕鉆洞，但不要鉆過(guo)另一(yi)面。以M3平墊圈和螺(luo)帽把塑膠環瑣(suo)在(zai)機身上，調整(zheng)好鬆(song)緊(jin)度后，就用螺(luo)絲密封膠固定住。

從軟(ruan)管上裁切兩個防震座，之后會用來(lai)安裝云(yun)臺(tai)和電池座，以(yi)免攝影(ying)機(ji)受到(dao)螺旋(xuan)漿(jiang)震動而受影(ying)響。順便在上方騰出(chu)一點(dian)空間，來(lai)安裝云(yun)臺(tai)控制器。

步驟九：安裝攝相機和電池座

萬(wan)象支架和電(dian)池支架主要由三組間單的L型(xing)支(zhi)架(jia)(jia)便可組(zu)裝而成，我將他(ta)們稱為(wei)支(zhi)架(jia)(jia)、翻滾軸(zhou)和俯仰軸(zhou)支(zhi)架(jia)(jia)。

把(ba)鋁棒（1/8"×?"×36"）鋸成兩(liang)根18"鋁條，再把其中一根鋸成(cheng)9"的(de)鋁條，總(zong)共會拿(na)到三根(gen)鋁條。每一(yi)根(gen)鋁條都折(zhe)成直角，可利用有斜邊的(de)木塊或鋁塊，把彎曲的(de)半徑增加到?"（居烈彎(wan)曲(qu)可(ke)能帶給鋁條過多壓力(li)，進(jin)而有損鋁條的支撐力(li)）。鋁條彎(wan)曲(qu)好以后，把每(mei)個支架割(ge)成洋板大(da)小。

將支架放(fang)在正確的安裝(zhuang)位(wei)置上，并(bing)在X軸與Y 軸支架上較短(duan)的那一端，劃記并在正中央鉆出(chu)3個半徑1/8" 的(de)孔(kong)。在(zai)兩(liang)個支架上，外側的(de)小孔(kong)應該要(yao)距離支架尾端3mm遠，而兩(liang)個小孔之間的距離則應(ying)為(wei)9.5mm。最后，使用階梯鉆頭將中間孔擴成2" 大(da)，以便馬達軸(zhou)保有轉動(dong)空間(jian)。

用兩個M3×6mm的螺(luo)絲(si)將云(yun)臺馬達(da)的底部固定在支(zhi)架上，再用(yong)另外兩個螺(luo)絲(si)將馬達(da)頂端固定到翻(fan)滾(gun)軸支(zhi)架的長邊上。

將第二個馬(ma)達的(de)底部接翻(fan)滾軸支架的(de)另一端(duan)上，而(er)馬(ma)達的(de)頂端(duan)則(ze)依照同洋的(de)方式接到俯仰軸支架上。

步驟十：安裝攝影機和電池

我設(she)計的這(zhe)臺四旋翼可(ke)以(yi)這(zhe)當(dang)地(di)平衡3S 2，200mAh鋰電池和GoPro Hero3白色(se)款的重量。若你使用其他設備，請確保你的CG（重(zhong)心）維(wei)持在機身(shen)中央(yang)。以下示范如何使(shi)其達到平衡。

小提(ti)示：雖(sui)然GoPro 這款相(xiang)機相(xiang)當耐(nai)摔，但你(ni)或許(xu)也(ye)會想制作一(yi)臺具有相(xiang)同重量與大小的(de)「假(jia)」相(xiang)機，在首次(ci)與后續幾次(ci)試飛時可以先裝(zhuang)在機上(shang)。

若要(yao)讓云臺馬達運轉平順，相機必須要(yao)在(zai)兩(liang)軸上達成平衡(heng)。將雙面膠帶(dai)的其(qi)中一(yi)側先黏在(zai)自(zi)己的襯衫上以減弱(ruo)其(qi)黏性(xing)。將膠帶(dai)另(ling)一(yi)面貼在(zai)俯仰支架上，再把(ba)你的GoPro固定在(zai)(zai)黏性(xing)較弱的那一(yi)側， 慢(man)(man)慢(man)(man)找出平衡只需使(shi)用兩支螺絲(si)便可將馬(ma)達(da)固定在(zai)(zai)支架上，裁切(qie)馬(ma)達(da)支架以減輕重量。可用厚橡膠軟(ruan)管(guan)來製(zhi)作兩組防震(zhen)裝(zhuang)置，也(ye)可以做出方(fang)向(xiang)控(kong)制器支架與電池支架，以防止相機受螺旋(xuan)漿震(zhen)動影(ying)響，并(bing)且預(yu)留可安裝(zhuang)方(fang)向(xiang)控(kong)制板的空間。

將骨架(jia)(jia)反(fan)過來放，讓攝影機、支(zhi)架(jia)(jia)與電池在骨架(jia)(jia)底(di)部的防(fang)震裝(zhuang)(zhuang)置中央點(dian)取(qu)得平衡。將組裝(zhuang)(zhuang)的裝(zhuang)(zhuang)置沿骨架(jia)(jia)前(qian)后調整(zheng)位置，直到整(zheng)臺(tai)四旋(xuan)翼裝(zhuang)(zhuang)置可在你的兩指間取(qu)得平衡點(dian)，且平衡點(dian)也位于(yu)任兩端的中心。

找到重(zhong)心之后，將(jiang)兩組束線帶以(yi)交叉的方(fang)式將(jiang)支架邦在(zai)防震(zhen)裝(zhuang)置上(shang)。在(zai)電池底部黏上(shang)魔鬼(gui)氈膠(jiao)帶，再將(jiang)電池固定在(zai)支架上(shang)。你(ni)也(ye)可以(yi)在(zai)支架和電池上(shang)添加魔鬼(gui)氈膠(jiao)帶以(yi)提供(gong)額(e)外的固定效(xiao)果。

步驟十一：架設航空電子設備

先將(jiang)飛行控(kong)制板(ban)、接收器和(he)其(qi)他模組排列好(hao)之(zhi)后，再安裝到(dao)機身上。找出你滿意的擺(bai)放方式之(zhi)后， 用(yong)雙(shuang)面(mian)膠帶將所有零件固定到機身上。

進行飛行控制器的安裝，這次我使用(yong)3DRobotics 所推出內含加速度計的ArduPilot Mega（ APM ）2.6，其(qi)有特定的(de)正確安裝方向。請將APM盒上的箭頭對齊(qi)四旋(xuan)翼(yi)的正前方，再以(yi)雙面膠(jiao)帶將其固(gu)定。

安裝GPS/ 邏(luo)盤模組(zu)(zu)時(shi)， 需對齊骨架底部的延伸線，同(tong)時(shi)模組(zu)(zu)上的箭頭也必(bi)須(xu)對準前方。同(tong)洋(yang)用雙面膠固定住，再把線接(jie)到APM的「GPS 」接頭。

從右(you)前方開始，依順時針(zhen)方向（由上往下看）將ESC線接到(dao)APM的1、4、2和3號(hao)接頭上。

將接(jie)收器(qi)沿著APM安裝，并(bing)用(yong)雙面膠固定(ding)，再將其1至5頻道接到(dao)APM上的相對應輸入孔。

步驟十二：安裝云臺控制器

云臺控(kong)制器包含兩塊電路板(ban)：較大的(de)控(kong)制板(ban)和(he)較小的(de)IMU傳感器(qi)，也(ye)就是在安(an)裝防震裝置時所(suo)預留的空間(jian)里(li)。

用泡棉膠帶覆(fu)蓋支架的(de)表面，以防焊點與裸露(lu)的(de)鋁發生短路，接著將控制板以束線帶固(gu)定于其(qi)上。IMU能偵測(ce)相機(ji)方(fang)向，但需(xu)要(yao)安裝在(zai)同一架(jia)飛機(ji)上才(cai)行。用雙面膠將它安裝于俯(fu)仰軸支架(jia)的底部，接著把線接回控制板(ban)上。將云臺馬(ma)達的3條線(xian)接至(zhi)控制板(ban)的接頭上。用束線(xian)帶固定(ding)每條線(xian)，預(yu)留一部分(fen)電線(xian)讓云(yun)臺馬達可自由旋轉。

步驟十三：安裝軟件

飛行(xing)控(kong)制板、ESC和方向控制器都需在起(qi)飛前先進行校準(zhun)與設定，可依(yi)照裝(zhuang)置上隨附(fu)的(de)說明書或線上說明的(de)步驟來(lai)進行。

步驟十四：加上螺旋漿

在安裝螺旋(xuan)漿(jiang)之前(qian)，可(ke)在馬(ma)達轉(zhuan)軸貼一些遮蔽膠帶，以方便觀察它們(men)旋(xuan)轉(zhuan)的方向。從上方往下看，馬(ma)達3與馬(ma)達4應該以(yi)順(shun)時鐘(zhong)旋轉(zhuan)，而馬達1與馬達2則是以逆時鐘(zhong)旋轉。如果(guo)其(qi)中一個馬達方向錯置，只要(yao)將(jiang)其(qi)連接至(zhi)ESC的3條線中的2條互(hu)換即(ji)可。

警告：如(ru)果(guo)你(ni)需要使其(qi)中一顆(ke)馬(ma)達反轉，只要將馬(ma)達的控制(zhi)線對調即可，而不是改變ESC 的線。千萬不要(yao)將(jiang)ESC 的電線反接(jie)！

對穩定(ding)飛(fei)行而言，最重要的便(bian)是(shi)螺(luo)旋(xuan)漿(jiang)需要平(ping)衡！有一些間(jian)單的小(xiao)方法，但最間(jian)單的莫過于打磨(mo)每片螺(luo)旋(xuan)漿(jiang)上較厚的部分，直到螺(luo)旋(xuan)漿(jiang)與(yu)水平(ping)軸達成平(ping)衡為止(zhi)（只磨(mo)平(ping)整面，不要動到前緣或尾緣）。

一旦螺(luo)旋(xuan)漿取得平衡之后，將(jiang)它們(men)裝到(dao)馬達轉軸上并瑣緊螺(luo)絲。你(ni)會(hui)用到(dao)兩個傳統的(de)「拖曳式(shi)」螺(luo)旋(xuan)漿和兩個反向的(de)「推進(jin)式(shi)」螺(luo)旋(xuan)漿。馬達1與馬(ma)達2使用拖曳式螺旋漿，馬達3與(yu)4則(ze)使(shi)(shi)用(yong)推進(jin)式螺旋漿（若你并非使(shi)(shi)用(yong)APM飛行控(kong)制器，你的螺(luo)旋漿配(pei)置(zhi)可(ke)能(neng)會有(you)所不同）。待(dai)配(pei)置(zhi)完(wan)畢后，在各個馬達支架上劃記(ji)其編(bian)號和(he)轉動方向以利參考。

確定(ding)螺(luo)旋漿(jiang)達到平衡，所有(you)零件(jian)都安(an)裝牢固，且沒有(you)任(ren)何螺(luo)旋漿(jiang)、陀(tuo)螺(luo)儀(yi)或(huo)控制器(qi)反裝。檢查你所有(you)的無線(xian)電修改設定(ding)皆已歸零（若你需要修改，請透過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。