四軸航拍飛行器結構

1、機(ji)架(jia)：飛機(ji)的(de)骨架(jia)，載(zai)有各種設備。

2、飛(fei)控(kong)：飛(fei)機(ji)的(de)大腦，載有加(jia)速度(du)計(ji)、陀螺(luo)儀(yi)、氣壓計(ji)、羅盤(pan)等傳感(gan)器(qi)。由(you)它來控(kong)制四個(ge)電機(ji)的(de)轉速進(jin)而控(kong)制飛(fei)機(ji)的(de)姿態(tai)。或是(shi)加(jia)上(shang)GPS完成(cheng)定高定點返(fan)航(hang)等功能。其本質是單片機。常見(jian)的(de)飛控有 xaircraft的superX、DJI的(de)NAZA WKM A2、零度的X4 雙(shuang)子星、APM、MWC、QQ飛控、CC3D等。

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3、電調：全(quan)稱為(wei)電子調速(su)器,它的輸入是直流，通常由2-6節鋰電(dian)池(chi)來供電(dian)。輸(shu)出是三(san)相交流(liu)，可以直接驅動(dong)電(dian)機。另外航模無刷(shua)電(dian)子調速器還(huan)有(you)三(san)根(gen)信(xin)號輸(shu)出線，用(yong)于接接收(shou)機。信(xin)號線可以引出穩定(ding)的(de)5V電壓，一(yi)般(ban)可以帶(dai)2-4個(ge)舵(duo)機(ji)供電。航空模(mo)(mo)型就是通過遙控對航模(mo)(mo)無刷電子調速器的控制以(yi)達(da)到調整飛機(ji)的各種飛行姿勢(shi)和(he)動(dong)作。

4、無刷電機：通(tong)過三(san)相交流(liu)電產生(sheng)一個旋轉(zhuan)磁(ci)場驅動(dong)轉(zhuan)子轉(zhuan)動(dong)。有寬調速(su)、小體積、高效(xiao)率(lv)和穩態轉(zhuan)速(su)誤差小等特點(dian)。無刷電機KV值定(ding)義為 轉(zhuan)速/V，意思為輸入電壓增(zeng)加1伏特，無(wu)刷(shua)電(dian)(dian)機(ji)(ji)空轉轉速(su)(su)增加的(de)轉速(su)(su)值。但(dan)對于無(wu)刷(shua)電(dian)(dian)機(ji)(ji)來說不只(zhi)是說明電(dian)(dian)機(ji)(ji)轉速(su)(su)與(yu)電(dian)(dian)壓成嚴格(ge)的(de)線(xian)性比例關系。

5、遙控、接收(shou)(shou)：顧名思義；用來接收(shou)(shou)和發(fa)送指(zhi)令(ling)。

自制航拍飛行器工具基礎

為了減少不必要的花費，推(tui)薦大(da)家一次性(xing)購買以下(xia)工具及(ji)耗材：

電烙鐵、剝線鉗、剪線鉛（普通鉗子hold不住粗的硅膠線(xian)）、內六角一(yi)套、螺絲刀(dao)一(yi)套、小臺鉗、零件、水平(ping)泡、熱(re)縮(suo)管（4mm和5mm的用的比(bi)較多，別的看情況）、BB響(xiang)（容易丟可以買(mai)幾個備用）

航拍飛行(xing)器(qi)diy步驟教程

步驟一：打造機身

四(si)軸飛行器的中心樞(shu)紐由兩(liang)塊PC板所(suo)組成(cheng)。在這裡下載裁(cai)剪和鉆孔的(de)模板，照原尺寸輸出，暫時黏貼在PC板上。先以塑膠(jiao)雕刻刀(dao)劃(hua)出刻痕，再以1/8"鉆頭鉆孔。

步驟二：切割支架并鉆孔

鋸(ju)好四個10"–11"方型(xing)木(mu)榫支(zhi)架。支(zhi)臂(bei)愈短(duan)，飛(fei)行器(qi)愈敏捷，但支(zhi)臂(bei)愈長，飛(fei)行器(qi)愈穩定。各(ge)鉆兩個3mm的小孔，一個(ge)距離尾端(duan)6mm，另一個距離尾端26mm。

步驟三：組裝機身

用(yong)螺絲把(ba)支臂固定在PC板上(shang)。用M3×25mm螺絲瑣住內孔，M3×20mm螺(luo)(luo)(luo)(luo)絲瑣(suo)住外(wai)孔(kong)。支(zhi)臂(bei)用(yong)螺(luo)(luo)(luo)(luo)絲固(gu)定好以(yi)后，外(wai)觀看起(qi)來也不錯的話，「只要在外(wai)孔(kong)螺(luo)(luo)(luo)(luo)絲」涂上(shang)螺(luo)(luo)(luo)(luo)絲密封膠，套(tao)上(shang)并栓(shuan)緊(jin)螺(luo)(luo)(luo)(luo)帽(mao)；內孔(kong)螺(luo)(luo)(luo)(luo)絲則輕(qing)輕(qing)套(tao)上(shang)螺(luo)(luo)(luo)(luo)帽(mao)，還不用(yong)拴緊(jin)。

步驟四：連接動力核心

動力(li)核心包括六(liu)個(ge)零件：四個(ge)電子速度控(kong)制器(qi)、電源模塊和攝影機(ji)穩(wen)定器(qi)控(kong)制板。首先，分(fen)離XT60公連接座和APM電源模塊線。每條紅色和(he)黑色電線大約都要剝除?"絕(jue)緣外(wai)皮，剝線的(de)尾(wei)端鍍(du)錫(xi)。從銅漸縮管兩端各(ge)鋸下?"的(de)(de)環圈，銼(cuo)平(ping)凹凸不平(ping)的(de)(de)邊緣(yuan)，六條紅色電線(xian)的(de)(de)正端子(zi)焊(han)在內環，相應(ying)的(de)(de)六個黑色負端子(zi)連接外環，以泡綿防水膠條包(bao)裹內環，以外環套住(zhu)。最后，整個中心涂上(shang)絕緣(yuan)膠。

連接(jie)馬達和電子速(su)度(du)控(kong)制(zhi)器，可(ke)說是令(ling)人煩悶的工作，直(zhi)接(jie)購買(mai)配(pei)(pei)電盤(pan)會(hui)很(hen)省(sheng)事，卻會(hui)佔空(kong)間和徒增重(zhong)量。我偏好自製配(pei)(pei)電盤(pan)，只要利用漸(jian)縮銅管的兩個環(huan)圈(quan)即(ji)可(ke)完(wan)成，看(kan)起來(lai)也很(hen)精間和整齊。

步驟五：馬達底座鉆孔

這(zhe)里教你(ni)如何用一般的(de)C型管夾輕松自制起落架(jia)。你也(ye)可以(yi)買便宜(yi)的組合式起落架(jia)／馬達底(di)座，以(yi)間(jian)化(hua)制作(zuo)流程(cheng)。

若(ruo)你(ni)(ni)打算自制降落(luo)支架(jia)，你(ni)(ni)將需要(yao)把馬達直接(jie)安裝在(zai)支架(jia)上。首先要(yao)在(zai)每(mei)根支架(jia)做記號，并鉆(zhan)好不明(ming)顯的盲孔，好讓馬達轉軸(zhou)可以(yi)自由(you)旋轉。使用5/16"鉆(zhan)頭是很好的選(xuan)擇。

步驟六：安裝馬達

裁切馬達(da)的支架(jia)，用兩個M3×20mm螺絲(si)將馬達(da)(da)(da)和馬達(da)(da)(da)支(zhi)(zhi)架固定在四(si)旋翼支(zhi)(zhi)架的(de)尾端(duan)。你必須瑣(suo)緊每個螺絲(si)，并(bing)確(que)保馬達(da)(da)(da)軸可(ke)以(yi)自由(you)旋轉(zhuan)，若無法自由(you)旋轉(zhuan)，再度檢(jian)查四(si)旋翼支(zhi)(zhi)架的(de)凹槽(cao)，最后以(yi)銼刀磨(mo)平馬達(da)(da)(da)支(zhi)(zhi)架的(de)邊緣。

步驟七：加上起落架

將動(dong)力核心滑(hua)入兩片透明板(ban)之間(jian)，再(zai)將電(dian)子(zi)(zi)變(bian)速器的電(dian)源線(xian)(xian)纏繞在四條支(zhi)架(jia)上。若馬達(da)和電(dian)子(zi)(zi)變(bian)速器的製造商相同，很可(ke)能會有預先(xian)安裝好的「子(zi)(zi)彈」接頭，這時候直接把(ba)馬達(da)導線(xian)(xian)插(cha)入變(bian)速器導線(xian)(xian)，多馀(yu)的電(dian)線(xian)(xian)盤繞在支(zhi)架(jia)底(di)下。你也可(ke)以把(ba)電(dian)線(xian)(xian)直接焊在電(dian)子(zi)(zi)變(bian)速器控制板(ban)上以間(jian)化結(jie)構。固定好馬達(da)導線(xian)(xian)和電(dian)子(zi)(zi)變(bian)速器導線(xian)(xian)，再(zai)以束線(xian)(xian)帶綑好支(zhi)架(jia)底(di)下多馀(yu)的電(dian)線(xian)(xian)。

用剪線(xian)鉗(qian)將四個C型夾剪(jian)成對半，J型底座(zuo)擱置一旁，以銼刀磨(mo)平切割面，接(jie)著在安(an)裝(zhuang)孔兩側磨(mo)出兩個(ge)小凹槽，把這個(ge)底座(zuo)安(an)裝(zhuang)在每條支架(jia)的尾端，亦即馬(ma)達機架(jia)內側，束線帶則繞過(guo)剛(gang)剛(gang)磨(mo)好的凹槽。

步驟八：安裝防震座

移除PVC軟管(guan)的水(shui)管(guan)扣環，留待其他專題使用(yong)(yong)。利(li)用(yong)(yong)筆式美工(gong)刀，從(cong)橡膠軟管(guan)切下兩個(ge)3/4"的塑(su)膠(jiao)環，對好機身突出(chu)來的內孔螺絲，以拇(mu)趾用力擠(ji)壓，形成兩個(ge)凹痕，再以?"鉆(zhan)頭在凹痕鉆(zhan)洞，但不要鉆(zhan)過另一面。以M3平(ping)墊圈和螺帽把(ba)塑膠環瑣在機身上(shang)，調整好鬆緊度后，就用螺絲密封(feng)膠固定(ding)住。

從軟管上(shang)裁(cai)切兩個防震座，之后(hou)會用來(lai)安裝云臺(tai)和電池座，以免攝影機受到螺旋漿(jiang)震動而受影響。順便在上(shang)方騰出一(yi)點空間，來(lai)安裝云臺(tai)控(kong)制器。

步驟九：安裝攝相機和電池座

萬象支(zhi)架和(he)電(dian)池(chi)支(zhi)架主要由三組間單的L型支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)便可(ke)組裝而成，我將他們(men)稱(cheng)為(wei)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)、翻滾軸和俯(fu)仰軸支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)。

把鋁棒(bang)（1/8"×?"×36"）鋸(ju)成兩根18"鋁條，再把其中一根鋸成9"的(de)鋁條，總共會拿到三根鋁條。每一根鋁條都折成直角，可利(li)用(yong)有斜邊的(de)木塊或(huo)鋁塊，把(ba)彎曲的(de)半徑增加到?"（居烈彎曲可能(neng)帶給鋁(lv)條(tiao)過多壓力，進(jin)而有損鋁(lv)條(tiao)的支(zhi)撐(cheng)力）。鋁(lv)條(tiao)彎曲好以后，把(ba)每個支(zhi)架割成洋板(ban)大小。

將(jiang)支架(jia)放在正確的安裝(zhuang)位置上，并在X軸與Y 軸支架(jia)上(shang)較短的那一(yi)端(duan)，劃記并在正中央鉆出3個半(ban)徑(jing)1/8" 的(de)孔(kong)。在兩個支架上，外側的(de)小孔(kong)應該要距離支架尾(wei)端(duan)3mm遠，而(er)兩個小孔之間的距離則應為(wei)9.5mm。最后，使(shi)用階梯鉆頭(tou)將(jiang)中間孔擴成2" 大(da)，以便馬達軸(zhou)保有轉動空間。

用兩個M3×6mm的螺絲(si)將云臺馬達(da)的底部固定在(zai)支(zhi)架上(shang)，再(zai)用(yong)另外(wai)兩個螺絲(si)將馬達(da)頂端固定到翻滾軸(zhou)支(zhi)架的長邊上(shang)。

將第二個馬(ma)達的底部(bu)接(jie)翻滾軸(zhou)支架的另一端(duan)上，而馬(ma)達的頂(ding)端(duan)則依照同洋的方式(shi)接(jie)到(dao)俯仰軸(zhou)支架上。

步驟十：安裝攝影機和電池

我設(she)計的這臺四旋(xuan)翼可以這當地平衡3S 2，200mAh鋰(li)電(dian)池和GoPro Hero3白色款的(de)重(zhong)量(liang)。若你使用其他設備，請確保你的(de)CG（重(zhong)心）維持在(zai)機身中央。以下示范如何使其(qi)達到(dao)平衡。

小(xiao)提示：雖(sui)然GoPro 這款(kuan)相(xiang)機(ji)(ji)相(xiang)當耐(nai)摔(shuai)，但你或許也會想制作一(yi)臺具(ju)有相(xiang)同重量與大小的「假」相(xiang)機(ji)(ji)，在首次與后續幾次試飛(fei)時可以(yi)先裝在機(ji)(ji)上。

若要(yao)讓云臺馬達運轉平順，相機(ji)必須(xu)要(yao)在兩軸(zhou)上達成平衡。將雙面(mian)膠(jiao)帶的其(qi)中一(yi)側先黏在自己(ji)的襯衫上以減(jian)弱其(qi)黏性。將膠(jiao)帶另一(yi)面(mian)貼(tie)在俯(fu)仰支架上，再把你的GoPro固定在黏性較弱的那(nei)一側， 慢慢找出(chu)平衡只需使用(yong)兩支螺絲便(bian)可將(jiang)馬(ma)達固定在支架(jia)上(shang)，裁切(qie)馬(ma)達支架(jia)以減(jian)輕重量。可用(yong)厚橡(xiang)膠(jiao)軟管來製作兩組(zu)防震裝(zhuang)置(zhi)，也可以做(zuo)出(chu)方(fang)向(xiang)控制器支架(jia)與(yu)電池支架(jia)，以防止相(xiang)機受螺旋漿震動影響，并且預留可安(an)裝(zhuang)方(fang)向(xiang)控制板(ban)的空間。

將骨(gu)架反(fan)過(guo)來(lai)放，讓攝(she)影機、支架與電池在骨(gu)架底部(bu)的(de)防震裝置(zhi)中(zhong)央(yang)點取(qu)(qu)得平(ping)衡。將組(zu)裝的(de)裝置(zhi)沿骨(gu)架前后調整(zheng)位置(zhi)，直到整(zheng)臺四旋(xuan)翼裝置(zhi)可在你的(de)兩(liang)指間取(qu)(qu)得平(ping)衡點，且平(ping)衡點也(ye)位于任(ren)兩(liang)端的(de)中(zhong)心。

找到重(zhong)心(xin)之后(hou)，將(jiang)(jiang)兩組(zu)束(shu)線(xian)帶(dai)以(yi)交叉的(de)方式將(jiang)(jiang)支(zhi)(zhi)架邦在(zai)(zai)防震裝(zhuang)置上。在(zai)(zai)電池(chi)底部黏上魔鬼氈(zhan)膠帶(dai)，再將(jiang)(jiang)電池(chi)固定在(zai)(zai)支(zhi)(zhi)架上。你也可以(yi)在(zai)(zai)支(zhi)(zhi)架和電池(chi)上添加魔鬼氈(zhan)膠帶(dai)以(yi)提供額外的(de)固定效果。

步驟十一：架設航空電子設備

先將飛(fei)行控制板、接收器(qi)和其他模組排列好之(zhi)后，再安裝到(dao)機身上。找(zhao)出你滿意的擺(bai)放方式之(zhi)后， 用雙面膠帶將所有零件(jian)固定(ding)到機身上。

進行飛(fei)行控制器(qi)的安裝(zhuang)，這次我使(shi)用3DRobotics 所推出內(nei)含加(jia)速(su)度計的ArduPilot Mega（ APM ）2.6，其(qi)有特(te)定的正確(que)安裝方向。請將APM盒上(shang)的箭頭對齊(qi)四旋(xuan)翼(yi)的正前方，再以雙(shuang)面(mian)膠(jiao)帶將其固(gu)定。

安裝GPS/ 邏盤模(mo)組時， 需對齊骨架底部的(de)延伸(shen)線，同時模(mo)組上的(de)箭頭也必須對準(zhun)前方(fang)。同洋(yang)用雙面膠固定住，再把線接到APM的「GPS 」接頭。

從右前方開(kai)始，依(yi)順時針方向(xiang)（由(you)上往下看）將ESC線接到APM的1、4、2和3號接頭上。

將接收器沿著APM安裝，并用雙(shuang)面膠固定，再(zai)將其(qi)1至5頻道接到APM上的(de)相對應(ying)輸入孔(kong)。

步驟十二：安裝云臺控制器

云(yun)臺控制器包含兩(liang)塊電路板(ban)：較大的控制板(ban)和較小的IMU傳感器，也就是在安裝防震裝置(zhi)時所(suo)預留(liu)的(de)空間里。

用泡(pao)棉膠帶(dai)覆蓋(gai)支架的表面，以(yi)防焊點(dian)與裸露的鋁發生(sheng)短路(lu)，接著(zhu)將控制板以(yi)束線帶(dai)固定于其上。IMU能偵測相機方(fang)向，但(dan)需要安(an)裝在同一架(jia)飛機上才行。用雙面膠將(jiang)它安(an)裝于俯仰軸支架(jia)的底部，接(jie)著把線(xian)接(jie)回控制板上。將(jiang)云臺馬達的3條(tiao)(tiao)線接至控制板的接頭上(shang)。用束線帶固定每條(tiao)(tiao)線，預留一部分電線讓云(yun)臺馬達可(ke)自由旋轉。

步驟十三：安裝軟件

飛行控制板、ESC和方向控(kong)制器(qi)都需在起飛前先進行校準與設定，可依(yi)照裝置上隨(sui)附的說明(ming)(ming)書或線(xian)上說明(ming)(ming)的步驟來進行。

步驟十四：加上螺旋漿

在安(an)裝螺旋漿(jiang)之前，可在馬達轉(zhuan)軸(zhou)貼(tie)一些遮(zhe)蔽膠帶，以方便(bian)觀察它們旋轉(zhuan)的方向。從上方往(wang)下(xia)看，馬達3與馬達4應該以順時(shi)鐘旋轉，而馬達1與馬達(da)2則是以逆時鐘旋(xuan)轉(zhuan)。如(ru)果其中一個馬達方向(xiang)錯(cuo)置，只要將其連接(jie)至ESC的3條線(xian)中的2條互換(huan)即(ji)可。

警告：如果你(ni)需要使(shi)其中一顆馬達(da)(da)反轉，只要將馬達(da)(da)的控(kong)制線對調(diao)即(ji)可(ke)，而不是改變ESC 的(de)線(xian)。千萬不(bu)要將ESC 的電線反(fan)接！

對(dui)穩定(ding)飛行而言，最重要的便(bian)是螺(luo)旋(xuan)漿需要平衡(heng)(heng)！有一些(xie)間單的小方法，但最間單的莫過(guo)于打磨每(mei)片螺(luo)旋(xuan)漿上較(jiao)厚的部分，直到螺(luo)旋(xuan)漿與水平軸達成(cheng)平衡(heng)(heng)為止（只磨平整面，不(bu)要動到前緣或尾緣）。

一(yi)旦螺旋(xuan)漿(jiang)取得(de)平衡(heng)之后，將它(ta)們裝到(dao)馬(ma)達(da)轉軸上并(bing)瑣緊螺絲。你會用到(dao)兩個傳統的「拖曳式」螺旋(xuan)漿(jiang)和兩個反向的「推進式」螺旋(xuan)漿(jiang)。馬(ma)達(da)1與(yu)馬(ma)達2使用拖曳式螺旋漿，馬達3與4則使用推進式(shi)螺旋漿（若(ruo)你(ni)并非(fei)使用APM飛行(xing)控制器，你的(de)螺旋漿配(pei)(pei)置可能會有所不同）。待配(pei)(pei)置完畢后，在各個馬達支架上劃記其編(bian)號和轉(zhuan)動方向(xiang)以利參考(kao)。

確定螺旋(xuan)(xuan)漿(jiang)達(da)到平衡，所(suo)有(you)(you)零(ling)件都(dou)安裝(zhuang)牢固，且沒(mei)有(you)(you)任(ren)何螺旋(xuan)(xuan)漿(jiang)、陀螺儀或控制器反裝(zhuang)。檢查你(ni)所(suo)有(you)(you)的無線電修(xiu)改(gai)(gai)設定皆已(yi)歸零(ling)（若你(ni)需(xu)要修(xiu)改(gai)(gai)，請(qing)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。