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政策法規(guī)
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從零開始了解無人機丨無人機的基本構成與作用原理
來源:DronePlus無人機聯(lián)盟
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作者:AUVSC
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發(fā)布時間: 2021-03-29
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多旋翼無人機的構成分為4個系統(tǒng)來說，分別是動力系統(tǒng)（包括供電系統(tǒng)）、飛控系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)....
日常生活中我們見到最多的當屬多旋翼無人機，今天我們將來介紹下常見的多旋翼無人機的構成部分，各位讀者若發(fā)現(xiàn)不對的地方還請及時指正出來，以免誤導大家。
本文我們將多旋翼無人機的構成分為4個系統(tǒng)來說，分別是動力系統(tǒng)（包括供電系統(tǒng)）、飛控系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)。
1）動力系統(tǒng)
目前大型、小型、輕型無人機廣泛采用的動力裝置為活塞式發(fā)動機系統(tǒng)。而出于成本和使用方便的考慮，微型無人機中普遍使用的是電動動力系統(tǒng)。
1. 螺旋槳：無人機產(chǎn)生推力的主要部件，常見的多旋翼無人機一般搭配4個螺旋槳，兩個順時針旋轉，兩個逆時針旋轉。
關于正反槳：
正槳：俯視逆時針旋轉(CCW)
反槳：俯視順時針旋轉(CW)
這是螺旋槳型號的具體分辨的方法，一般每一種電機都有它適配的螺旋槳，對于一種電機來說螺旋槳過大或過小都不太好，多軸飛行器的操縱主要就是依靠改變電機的轉速，使每個螺旋槳產(chǎn)生不同的升力來進行操縱。
2. 電機：俗稱馬達，能將電能轉化為機械能，帶動螺旋槳旋轉，從而產(chǎn)生推力。在微型無人機當中使用的動力電機可以分為兩類：有刷電動機和無刷電動機。其中有刷電動機由于效率較低，在無人機領域已逐漸不再使用。有刷電機和無刷電機在外觀上的主要區(qū)別就是：有刷電機是里面的電刷在轉動被稱為轉子，外面不轉的永磁體被稱為定子，無刷電機是里面的電刷不轉被稱為定子，外面的永磁體轉動被稱為轉子。當然還有一個最主要的區(qū)別就是無刷電機需要用交流電來驅動所以外面需要接上一個電子調(diào)速器而有刷電機直流電就可以將其驅動。
無刷電機型號的含義：電動機的型號主要以尺寸為依據(jù)。比如，有刷370電機，是指它不包括軸的長度是37mm;無刷外轉子2208電機是指它定子線圈的直徑是22mm,不包括軸電子線圈的高度是8mm。當然有一些型號是說它相當于某級別的，還有一些是廠家自己命名的。電動機的技術指標很多，與無人機動力特性最相關的兩個是轉速和功率。轉速一般用kV來表示，所謂kV是指每伏特(V)能達到的空載每分鐘轉速。比如，使用kV1000的電機，11. 1V電池，電機轉速應該是1000x11. 1=11100.即每分鐘11100轉。即每增加1V電機空載轉速增加1000轉。
3. 電子調(diào)速器：不僅可以調(diào)節(jié)電機轉速，也可以為遙控接收器上其他通道的舵機供電，還能將電池提供的直流電轉換為可直接驅動電機的三相交流電。
動力電機的調(diào)速系統(tǒng)稱為電調(diào)，全稱為電子調(diào)速器，英文為Electronic SpedCotoller,簡稱ESC 。針對動力電機不同，可分為有刷電調(diào)和無刷電調(diào)。它根據(jù)控制信號調(diào)節(jié)電動機的轉速。對于它們在多旋翼無人機中的連接，一般情況如下：
(1)電調(diào)的輸入線與電池連接;
(2)電調(diào)的輸出線(有刷兩根、無刷三根)與電機連接;
(3)電調(diào)的信號線與遙控器接收機連接。
另外，電調(diào)一般有電源輸出功能(BEC)，即在信號線的正負極之間有5V左右的電壓輸出，通過信號線為接收機及舵機供電。一般電調(diào)都具有以下幾個功能：
1、整流，將電源的直流電變?yōu)榻涣麟?nbsp;
2、穩(wěn)壓，在信號線的正負極之間有5V左右的穩(wěn)定電壓輸出
3、調(diào)速，通過改變電流來改變電機的轉速
4、檢測，檢測電機是否完好以及是否有遙控器信號
5、換向，改變電機轉向
本文我們將多旋翼無人機的構成分為4個系統(tǒng)來說，分別是動力系統(tǒng)（包括供電系統(tǒng)）、飛控系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)。
1）動力系統(tǒng)
目前大型、小型、輕型無人機廣泛采用的動力裝置為活塞式發(fā)動機系統(tǒng)。而出于成本和使用方便的考慮，微型無人機中普遍使用的是電動動力系統(tǒng)。
1. 螺旋槳：無人機產(chǎn)生推力的主要部件，常見的多旋翼無人機一般搭配4個螺旋槳，兩個順時針旋轉，兩個逆時針旋轉。
正槳：俯視逆時針旋轉(CCW)
反槳：俯視順時針旋轉(CW)
這是螺旋槳型號的具體分辨的方法，一般每一種電機都有它適配的螺旋槳，對于一種電機來說螺旋槳過大或過小都不太好，多軸飛行器的操縱主要就是依靠改變電機的轉速，使每個螺旋槳產(chǎn)生不同的升力來進行操縱。
2. 電機：俗稱馬達，能將電能轉化為機械能，帶動螺旋槳旋轉，從而產(chǎn)生推力。在微型無人機當中使用的動力電機可以分為兩類：有刷電動機和無刷電動機。其中有刷電動機由于效率較低，在無人機領域已逐漸不再使用。有刷電機和無刷電機在外觀上的主要區(qū)別就是：有刷電機是里面的電刷在轉動被稱為轉子，外面不轉的永磁體被稱為定子，無刷電機是里面的電刷不轉被稱為定子，外面的永磁體轉動被稱為轉子。當然還有一個最主要的區(qū)別就是無刷電機需要用交流電來驅動所以外面需要接上一個電子調(diào)速器而有刷電機直流電就可以將其驅動。
無刷電機型號的含義：電動機的型號主要以尺寸為依據(jù)。比如，有刷370電機，是指它不包括軸的長度是37mm;無刷外轉子2208電機是指它定子線圈的直徑是22mm,不包括軸電子線圈的高度是8mm。當然有一些型號是說它相當于某級別的，還有一些是廠家自己命名的。電動機的技術指標很多，與無人機動力特性最相關的兩個是轉速和功率。轉速一般用kV來表示，所謂kV是指每伏特(V)能達到的空載每分鐘轉速。比如，使用kV1000的電機，11. 1V電池，電機轉速應該是1000x11. 1=11100.即每分鐘11100轉。即每增加1V電機空載轉速增加1000轉。
動力電機的調(diào)速系統(tǒng)稱為電調(diào)，全稱為電子調(diào)速器，英文為Electronic SpedCotoller,簡稱ESC 。針對動力電機不同，可分為有刷電調(diào)和無刷電調(diào)。它根據(jù)控制信號調(diào)節(jié)電動機的轉速。對于它們在多旋翼無人機中的連接，一般情況如下：
(1)電調(diào)的輸入線與電池連接;
(2)電調(diào)的輸出線(有刷兩根、無刷三根)與電機連接;
(3)電調(diào)的信號線與遙控器接收機連接。
另外，電調(diào)一般有電源輸出功能(BEC)，即在信號線的正負極之間有5V左右的電壓輸出，通過信號線為接收機及舵機供電。一般電調(diào)都具有以下幾個功能：
1、整流，將電源的直流電變?yōu)榻涣麟?nbsp;
2、穩(wěn)壓，在信號線的正負極之間有5V左右的穩(wěn)定電壓輸出
3、調(diào)速，通過改變電流來改變電機的轉速
4、檢測，檢測電機是否完好以及是否有遙控器信號
5、換向，改變電機轉向
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