四軸航拍飛行器結構

1、機架(jia)：飛機的骨(gu)架(jia)，載有各種設備。

2、飛(fei)控(kong)：飛(fei)機的大腦，載(zai)有加速度計、陀螺儀、氣壓計、羅盤等傳(chuan)感器。由(you)它來控(kong)制(zhi)四(si)個電機的轉速進而控(kong)制(zhi)飛(fei)機的姿態。或是加上GPS完成(cheng)定(ding)高定(ding)點返航等功能。其本質是單片機。常見的(de)飛(fei)控有 xaircraft的(de)superX、DJI的NAZA WKM A2、零度的X4 雙(shuang)子星、APM、MWC、QQ飛控(kong)、CC3D等。

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3、電(dian)調：全稱為(wei)電(dian)子調速器(qi),它的輸入是直流，通常(chang)由2-6節鋰電池來供電。輸(shu)出是三(san)相交流，可以(yi)直(zhi)接(jie)驅動電機(ji)。另外航模(mo)無(wu)刷電子調速器還有三(san)根(gen)信號輸(shu)出線，用(yong)于接(jie)接(jie)收(shou)機(ji)。信號線可以(yi)引出穩定(ding)的5V電壓，一般可(ke)以帶(dai)2-4個舵機供電(dian)。航空模型(xing)就是通過(guo)遙控(kong)對(dui)航模無(wu)刷電(dian)子調(diao)速器的控(kong)制以達到調(diao)整(zheng)飛(fei)機的各(ge)種飛(fei)行姿勢和動作。

4、無(wu)刷電(dian)機：通過三(san)相(xiang)交流(liu)電(dian)產生(sheng)一(yi)個旋轉(zhuan)磁場驅(qu)動(dong)轉(zhuan)子轉(zhuan)動(dong)。有寬調速、小體積、高效率和穩態轉(zhuan)速誤差小等(deng)特點(dian)。無(wu)刷電(dian)機KV值定義為 轉速/V，意(yi)思為輸入電(dian)壓增加1伏特(te)，無(wu)刷電(dian)機(ji)空轉(zhuan)(zhuan)轉(zhuan)(zhuan)速增(zeng)加的轉(zhuan)(zhuan)速值。但(dan)對于無(wu)刷電(dian)機(ji)來說(shuo)(shuo)不只是說(shuo)(shuo)明電(dian)機(ji)轉(zhuan)(zhuan)速與(yu)電(dian)壓成嚴格的線性(xing)比例關系。

5、遙控、接收：顧(gu)名思義；用來接收和發送指令。

自制航拍飛行器工具基礎

為(wei)了減少不必要的花(hua)費，推薦大家一次性(xing)購買(mai)以下工(gong)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）、內六角一套、螺絲刀(dao)一套、小臺鉗、零件、水平泡、熱(re)縮管(guan)（4mm和5mm的(de)用的(de)比較多，別的(de)看情況）、BB響（容(rong)易丟可以買幾個備用）

航拍飛(fei)行器(qi)diy步驟教(jiao)程

步驟一：打造機身

四軸(zhou)飛行器的(de)中心樞紐由兩塊(kuai)PC板(ban)所組成。在這裡下載裁剪(jian)和鉆孔的模板(ban)，照原尺寸輸出，暫時黏貼在PC板上(shang)。先(xian)以(yi)塑膠雕刻刀劃出刻痕，再(zai)以(yi)1/8"鉆頭鉆孔。

步驟二：切割支架并鉆孔

鋸好四個(ge)10"–11"方型木(mu)榫支架。支臂愈短，飛(fei)行(xing)器愈敏捷，但支臂愈長，飛(fei)行(xing)器愈穩(wen)定。各鉆兩個(ge)3mm的小孔，一個距離(li)尾端6mm，另一(yi)個距(ju)離(li)尾端26mm。

步驟三：組裝機身

用螺(luo)絲把支臂固(gu)定在PC板上。用M3×25mm螺(luo)絲瑣(suo)住內(nei)孔，M3×20mm螺(luo)(luo)絲(si)瑣住外孔(kong)。支臂用(yong)螺(luo)(luo)絲(si)固定(ding)好以(yi)后，外觀看起來也不(bu)錯的話，「只要在外孔(kong)螺(luo)(luo)絲(si)」涂上螺(luo)(luo)絲(si)密封膠(jiao)，套上并栓緊(jin)螺(luo)(luo)帽；內(nei)孔(kong)螺(luo)(luo)絲(si)則輕輕套上螺(luo)(luo)帽，還不(bu)用(yong)拴緊(jin)。

步驟四：連接動力核心

動力核(he)心包括六個零件：四(si)個電子(zi)速度控制器、電源模(mo)塊和攝(she)影機穩(wen)定器控制板。首先，分離(li)XT60公連(lian)接座和APM電源模塊線(xian)。每條紅(hong)色(se)和黑色(se)電線(xian)大約都要剝(bo)除?"絕緣外皮，剝線的尾端(duan)(duan)鍍錫。從銅漸縮管兩端(duan)(duan)各鋸(ju)下?"的(de)環(huan)(huan)圈，銼平凹凸(tu)不(bu)平的(de)邊緣，六條(tiao)紅(hong)色(se)電線(xian)的(de)正端(duan)子(zi)焊在(zai)內環(huan)(huan)，相應(ying)的(de)六個黑色(se)負端(duan)子(zi)連接外環(huan)(huan)，以泡綿防水膠條(tiao)包裹(guo)內環(huan)(huan)，以外環(huan)(huan)套住。最后，整個中心(xin)涂(tu)上絕(jue)緣膠。

連接(jie)馬達(da)和(he)電(dian)(dian)子速度控制器，可說(shuo)是令人(ren)煩悶的工作(zuo)，直接(jie)購買配電(dian)(dian)盤(pan)(pan)會(hui)很(hen)省事(shi)，卻會(hui)佔(zhan)空間(jian)和(he)徒增重量。我(wo)偏好自製配電(dian)(dian)盤(pan)(pan)，只(zhi)要利用漸(jian)縮銅管的兩個環圈即可完成，看(kan)起來也很(hen)精間(jian)和(he)整齊。

步驟五：馬達底座鉆孔

這里教(jiao)你如何(he)用一般的C型管夾輕(qing)松自制起落架(jia)。你也可以(yi)買便宜(yi)的組合式起落架(jia)／馬達底座，以(yi)間化制作流(liu)程。

若你打算自(zi)制降落支(zhi)架，你將需要把馬(ma)達直接安(an)裝在支(zhi)架上。首先要在每根支(zhi)架做記(ji)號，并鉆好不明(ming)顯的盲孔(kong)，好讓馬(ma)達轉(zhuan)軸可以自(zi)由(you)旋轉(zhuan)。使用(yong)5/16"鉆(zhan)頭是很(hen)好的選(xuan)擇(ze)。

步驟六：安裝馬達

裁切馬達的支架，用兩個M3×20mm螺絲將(jiang)馬(ma)(ma)達和馬(ma)(ma)達支(zhi)架固定在四旋(xuan)翼支(zhi)架的尾端。你必(bi)須瑣緊每個螺絲，并確(que)保(bao)馬(ma)(ma)達軸(zhou)可(ke)以自由(you)(you)旋(xuan)轉，若(ruo)無法自由(you)(you)旋(xuan)轉，再度檢查四旋(xuan)翼支(zhi)架的凹(ao)槽，最后以銼刀磨平馬(ma)(ma)達支(zhi)架的邊(bian)緣。

步驟七：加上起落架

將動力核心(xin)滑(hua)入兩片透明板(ban)之間，再將電(dian)子(zi)變(bian)(bian)速(su)(su)器的(de)電(dian)源線(xian)纏(chan)繞在(zai)四條支架上。若馬(ma)達(da)和(he)電(dian)子(zi)變(bian)(bian)速(su)(su)器的(de)製造商相(xiang)同(tong)，很可能會有預先安裝(zhuang)好(hao)的(de)「子(zi)彈」接頭，這時候直(zhi)接把馬(ma)達(da)導(dao)線(xian)插入變(bian)(bian)速(su)(su)器導(dao)線(xian)，多馀(yu)的(de)電(dian)線(xian)盤繞在(zai)支架底下。你也可以(yi)把電(dian)線(xian)直(zhi)接焊在(zai)電(dian)子(zi)變(bian)(bian)速(su)(su)器控制板(ban)上以(yi)間化結構。固定好(hao)馬(ma)達(da)導(dao)線(xian)和(he)電(dian)子(zi)變(bian)(bian)速(su)(su)器導(dao)線(xian)，再以(yi)束線(xian)帶綑好(hao)支架底下多馀(yu)的(de)電(dian)線(xian)。

用(yong)剪線鉗將(jiang)四個C型夾剪(jian)成對半，J型底座(zuo)擱置一旁，以(yi)銼刀磨(mo)平切割面，接著在安裝孔兩側磨(mo)出兩個小凹槽(cao)，把這個底座(zuo)安裝在每(mei)條支架的(de)尾端(duan)，亦即馬達機架內(nei)側，束(shu)線帶(dai)則繞(rao)過剛剛磨(mo)好的(de)凹槽(cao)。

步驟八：安裝防震座

移除PVC軟管的(de)水管扣環，留待其他(ta)專題使用(yong)。利用(yong)筆式美工刀，從橡膠軟管切下兩個3/4"的(de)塑膠環(huan)，對好機(ji)身突出來的(de)內孔螺絲，以(yi)拇趾用力(li)擠(ji)壓，形成(cheng)兩(liang)個凹痕(hen)，再以(yi)?"鉆頭在凹(ao)痕鉆洞，但不(bu)要(yao)鉆過(guo)另(ling)一面。以M3平墊圈和螺帽(mao)把塑膠環瑣在(zai)機身上，調(diao)整好鬆緊度(du)后，就(jiu)用螺絲密封膠固(gu)定住。

從(cong)軟管上裁(cai)切兩個防震(zhen)座(zuo)，之后會用(yong)來安裝(zhuang)云(yun)臺和電池座(zuo)，以免攝影(ying)機受(shou)到(dao)螺旋漿震(zhen)動而(er)受(shou)影(ying)響。順便在(zai)上方(fang)騰出一點(dian)空間，來安裝(zhuang)云(yun)臺控制器。

步驟九：安裝攝相機和電池座

萬象支架和(he)電池支架主要由三組間單的L型支(zhi)架(jia)便可組裝(zhuang)而成，我將他們稱(cheng)為支(zhi)架(jia)、翻滾軸(zhou)和俯仰軸(zhou)支(zhi)架(jia)。

把鋁棒（1/8"×?"×36"）鋸成(cheng)兩根18"鋁條，再(zai)把其中一根鋸成9"的(de)鋁(lv)條，總共會拿到(dao)三根鋁(lv)條。每一根鋁(lv)條都折成直(zhi)角，可利用有斜邊的(de)木塊或鋁(lv)塊，把彎曲的(de)半徑增加到(dao)?"（居烈彎(wan)曲可能帶給鋁(lv)條(tiao)過多壓(ya)力，進(jin)而有(you)損鋁(lv)條(tiao)的支撐力）。鋁(lv)條(tiao)彎(wan)曲好以后，把每個支架割成(cheng)洋板大小。

將支架(jia)放(fang)在(zai)正確的(de)安裝(zhuang)位(wei)置上，并在(zai)X軸(zhou)與Y 軸支架(jia)上(shang)較短的那一端，劃記并(bing)在正中央鉆出(chu)3個半徑1/8" 的(de)孔。在兩(liang)個支架上，外側的(de)小孔應該要距離支架尾端(duan)3mm遠(yuan)，而兩個小孔(kong)之(zhi)間的距離則應為(wei)9.5mm。最后，使用階梯(ti)鉆頭將中間孔擴(kuo)成(cheng)2" 大，以(yi)便馬達軸(zhou)保有轉動空(kong)間。

用兩個M3×6mm的(de)(de)螺絲將云臺(tai)馬達的(de)(de)底部固(gu)定在支架上(shang)，再(zai)用(yong)另外兩個螺絲將馬達頂端固(gu)定到翻(fan)滾軸支架的(de)(de)長邊上(shang)。

將第二個馬(ma)達(da)的(de)底部接(jie)翻滾軸支架(jia)的(de)另(ling)一端上(shang)，而馬(ma)達(da)的(de)頂端則(ze)依照同洋的(de)方式(shi)接(jie)到俯仰軸支架(jia)上(shang)。

步驟十：安裝攝影機和電池

我設計的這臺四旋翼(yi)可以這當地平衡3S 2，200mAh鋰(li)電池和GoPro Hero3白色款的重量。若(ruo)你(ni)使用其他(ta)設備，請確保你(ni)的CG（重心）維持在機身(shen)中央。以下示范(fan)如何使其達到平(ping)衡(heng)。

小提示：雖然(ran)GoPro 這(zhe)款相(xiang)機相(xiang)當耐摔，但你(ni)或許(xu)也會(hui)想(xiang)制作一臺具(ju)有相(xiang)同重量與大(da)小的「假(jia)」相(xiang)機，在首次與后續幾次試飛時可以先裝在機上。

若要讓云臺馬達(da)(da)運轉平順，相機必須要在兩(liang)軸上(shang)達(da)(da)成平衡(heng)。將雙面膠帶的其(qi)中一側先黏(nian)在自己的襯衫上(shang)以減弱其(qi)黏(nian)性。將膠帶另一面貼在俯仰支架上(shang)，再把(ba)你的GoPro固(gu)定在(zai)黏性較弱的(de)那一側， 慢(man)慢(man)找(zhao)出平衡只(zhi)需使用兩支(zhi)(zhi)螺(luo)(luo)絲便(bian)可(ke)將馬(ma)達固(gu)定在(zai)支(zhi)(zhi)架上，裁(cai)切馬(ma)達支(zhi)(zhi)架以(yi)減輕重量。可(ke)用厚橡膠軟管來製作兩組防震裝置，也可(ke)以(yi)做出方向(xiang)控制器支(zhi)(zhi)架與(yu)電(dian)池支(zhi)(zhi)架，以(yi)防止相機(ji)受螺(luo)(luo)旋漿(jiang)震動影(ying)響(xiang)，并且(qie)預留可(ke)安裝方向(xiang)控制板的(de)空間。

將骨架(jia)反過來放，讓攝影機、支架(jia)與(yu)電池在骨架(jia)底(di)部的防震裝置中央點(dian)(dian)取(qu)得平衡(heng)。將組(zu)裝的裝置沿骨架(jia)前(qian)后調整(zheng)位(wei)置，直到整(zheng)臺四旋翼裝置可在你的兩指間(jian)取(qu)得平衡(heng)點(dian)(dian)，且平衡(heng)點(dian)(dian)也位(wei)于任兩端的中心。

找到重(zhong)心之(zhi)后(hou)，將(jiang)兩組束(shu)線帶(dai)以(yi)交叉的方式將(jiang)支架邦在防(fang)震(zhen)裝置上(shang)(shang)。在電(dian)池底部黏上(shang)(shang)魔(mo)鬼(gui)氈(zhan)膠帶(dai)，再將(jiang)電(dian)池固定在支架上(shang)(shang)。你也可(ke)以(yi)在支架和(he)電(dian)池上(shang)(shang)添加魔(mo)鬼(gui)氈(zhan)膠帶(dai)以(yi)提供(gong)額外的固定效果。

步驟十一：架設航空電子設備

先將飛行控制板、接收器和其(qi)他模組排列(lie)好之后，再(zai)安裝到機身上(shang)。找出你滿意的擺放方式之后， 用(yong)雙面膠帶將所有零件固定到機(ji)身上。

進行(xing)飛行(xing)控制器(qi)的安裝，這次我(wo)使(shi)用3DRobotics 所(suo)推出內(nei)含加速度計的(de)ArduPilot Mega（ APM ）2.6，其有(you)特定的(de)正確安裝方向。請將APM盒上的箭(jian)頭對齊四旋翼的正(zheng)前方，再(zai)以雙面(mian)膠帶(dai)將(jiang)其固定。

安裝GPS/ 邏盤模組時(shi)， 需對齊骨(gu)架底部的(de)延伸線(xian)，同(tong)時(shi)模組上的(de)箭頭也必須對準前(qian)方。同(tong)洋(yang)用雙面膠固定住(zhu)，再把線(xian)接到APM的「GPS 」接頭。

從右前方開始，依(yi)順時針方向（由(you)上往下(xia)看）將ESC線(xian)接(jie)到(dao)APM的1、4、2和3號接頭上。

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(dao)接到(dao)APM上的相對應輸(shu)入孔(kong)。

步驟十二：安裝云臺控制器

云臺控制器包(bao)含兩塊(kuai)電路板(ban)：較大的(de)控制板(ban)和較小的(de)IMU傳(chuan)感器，也就是在(zai)安裝防震(zhen)裝置時所(suo)預留(liu)的(de)空間里。

用(yong)泡棉膠帶覆蓋支架(jia)的表面(mian)，以防焊點與裸露(lu)的鋁發生(sheng)短路(lu)，接著將控(kong)制(zhi)板(ban)以束(shu)線帶固定于其上。IMU能偵測(ce)相機方向，但需要安裝在同一架飛機上才行。用雙面(mian)膠將(jiang)它安裝于俯仰軸支架的底部，接著把(ba)線接回控制板上。將(jiang)云臺馬達的3條(tiao)線接(jie)至(zhi)控(kong)制(zhi)板的接(jie)頭(tou)上(shang)。用束線帶固(gu)定每條(tiao)線，預留一部分電線讓(rang)云臺馬達可自由旋轉。

步驟十三：安裝軟件

飛行(xing)控制板、ESC和(he)方向控制(zhi)器都(dou)需在(zai)起飛前先(xian)進行校準與設定，可依(yi)照(zhao)裝置上(shang)隨附的(de)說(shuo)(shuo)明書或線上(shang)說(shuo)(shuo)明的(de)步驟來進行。

步驟十四：加上螺旋漿

在(zai)安裝螺旋漿之前，可在(zai)馬(ma)達轉(zhuan)軸貼一些遮蔽膠帶，以方(fang)便(bian)觀察它們(men)旋轉(zhuan)的方(fang)向(xiang)。從上方(fang)往下看，馬(ma)達3與馬達4應該以(yi)順時鐘旋轉，而馬達1與(yu)馬達2則(ze)是(shi)以逆時鐘(zhong)旋轉(zhuan)。如果其(qi)中一個(ge)馬達(da)方向錯置，只要將其(qi)連接至ESC的3條線中的2條互換即可。

警告：如果你需要(yao)使其中一顆馬達反轉，只要(yao)將馬達的控制線對調即可，而不是改變ESC 的線。千萬不要將ESC 的電線反(fan)接！

對穩定飛(fei)行而(er)言(yan)，最重要的便(bian)是螺旋(xuan)(xuan)漿(jiang)(jiang)(jiang)需要平衡(heng)！有一些間單(dan)的小方(fang)法，但最間單(dan)的莫過于打磨每片螺旋(xuan)(xuan)漿(jiang)(jiang)(jiang)上較厚的部分，直(zhi)到螺旋(xuan)(xuan)漿(jiang)(jiang)(jiang)與水(shui)平軸達(da)成平衡(heng)為止（只磨平整(zheng)面(mian)，不要動到前緣或尾緣）。

一旦(dan)螺(luo)(luo)(luo)旋漿取得平衡(heng)之后，將(jiang)它們裝到馬(ma)(ma)達(da)轉軸上并瑣緊螺(luo)(luo)(luo)絲。你會用到兩個傳統(tong)的「拖曳(ye)式」螺(luo)(luo)(luo)旋漿和兩個反向的「推進式」螺(luo)(luo)(luo)旋漿。馬(ma)(ma)達(da)1與馬達2使用拖曳(ye)式(shi)螺旋漿，馬達(da)3與(yu)4則(ze)使用(yong)推進(jin)式螺旋漿（若你并非(fei)使用(yong)APM飛(fei)行控制器，你的螺旋漿配(pei)置(zhi)可能(neng)會有所(suo)不同）。待配(pei)置(zhi)完畢后，在(zai)各個馬達支架上劃記其編號和轉(zhuan)動方向以(yi)利(li)參考。

確定(ding)螺(luo)旋漿達到平衡，所有零件都安裝(zhuang)牢(lao)固(gu)，且沒有任何螺(luo)旋漿、陀螺(luo)儀或控制器反裝(zhuang)。檢查你所有的(de)無線電(dian)修改設定(ding)皆已歸零（若你需要修改，請(qing)透過(guo)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。