四軸航拍飛行器結構

1、機架(jia)：飛(fei)機的(de)骨(gu)架(jia)，載有各種設備。

2、飛(fei)控：飛(fei)機的(de)大腦，載(zai)有加速(su)度計、陀螺儀(yi)、氣壓(ya)計、羅盤(pan)等傳感(gan)器。由它來控制四個電機的(de)轉(zhuan)速(su)進而控制飛(fei)機的(de)姿態。或是加上GPS完成定高定點(dian)返航等(deng)功能(neng)。其本質是單片機。常見的(de)飛(fei)控有 xaircraft的superX、DJI的NAZA WKM A2、零度的X4 雙子星(xing)、APM、MWC、QQ飛控、CC3D等。

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3、電調(diao)：全稱(cheng)為電子調(diao)速(su)器,它(ta)的輸入是直流(liu)，通常(chang)由2-6節(jie)鋰電(dian)(dian)池(chi)來供電(dian)(dian)。輸出是三(san)(san)相交流，可(ke)以直(zhi)接驅動(dong)電(dian)(dian)機。另(ling)外航模無刷電(dian)(dian)子調速器還有三(san)(san)根(gen)信號輸出線，用于接接收機。信號線可(ke)以引(yin)出穩(wen)定的(de)5V電壓，一般可以帶2-4個舵機供電。航(hang)空模(mo)型就是(shi)通過遙控(kong)對航(hang)模(mo)無刷電子調(diao)速器的控(kong)制以達到(dao)調(diao)整飛機的各(ge)種飛行姿勢和動作。

4、無(wu)刷電(dian)機(ji)：通(tong)過三相交流(liu)電(dian)產生一個(ge)旋(xuan)轉(zhuan)磁(ci)場驅動(dong)(dong)轉(zhuan)子轉(zhuan)動(dong)(dong)。有寬調(diao)速、小(xiao)體積、高(gao)效率和穩態(tai)轉(zhuan)速誤差(cha)小(xiao)等特點。無(wu)刷電(dian)機(ji)KV值定義為 轉速/V，意思為輸入電壓增(zeng)加1伏特，無刷電機空轉(zhuan)(zhuan)轉(zhuan)(zhuan)速(su)增(zeng)加的轉(zhuan)(zhuan)速(su)值。但對于無刷電機來說不只是說明電機轉(zhuan)(zhuan)速(su)與電壓(ya)成嚴格的線性比例關系。

5、遙控(kong)、接收(shou)：顧名思(si)義；用(yong)來接收(shou)和發送(song)指(zhi)令(ling)。

自制航拍飛行器工具基礎

為了減(jian)少不必要(yao)的花費，推(tui)薦大(da)家一次性購買(mai)以(yi)下工具及耗(hao)材：

電烙鐵、剝線鉗、剪線鉛（普通鉗子hold不住(zhu)粗的硅膠(jiao)線）、內(nei)六(liu)角一套(tao)、螺(luo)絲(si)刀一套(tao)、小臺鉗、零件(jian)、水平泡、熱縮(suo)管(guan)（4mm和5mm的用的比(bi)較多，別的看(kan)情況）、BB響（容易丟可以買幾個備用）

航(hang)拍飛行(xing)器diy步驟(zou)教程

步驟一：打造機身

四(si)軸飛行器的中(zhong)心樞(shu)紐(niu)由兩塊(kuai)PC板所組成。在(zai)這裡下載裁剪和鉆孔的(de)模板，照原尺(chi)寸輸出，暫時黏貼(tie)在(zai)PC板上(shang)。先(xian)以塑膠(jiao)雕(diao)刻(ke)刀劃出(chu)刻(ke)痕，再以1/8"鉆頭(tou)鉆孔(kong)。

步驟二：切割支架并鉆孔

鋸好(hao)四個10"–11"方型(xing)木榫支架。支臂(bei)愈(yu)(yu)短，飛(fei)行器愈(yu)(yu)敏(min)捷，但支臂(bei)愈(yu)(yu)長，飛(fei)行器愈(yu)(yu)穩(wen)定(ding)。各鉆(zhan)兩個3mm的(de)小(xiao)孔，一個距(ju)離(li)尾端6mm，另一個距離尾端26mm。

步驟三：組裝機身

用螺(luo)絲把支臂固定在PC板上(shang)。用M3×25mm螺(luo)絲(si)瑣住內孔，M3×20mm螺(luo)(luo)(luo)絲瑣住外孔。支臂用螺(luo)(luo)(luo)絲固定好以后，外觀看起(qi)來也(ye)不(bu)錯的話，「只要在外孔螺(luo)(luo)(luo)絲」涂上螺(luo)(luo)(luo)絲密封膠，套上并栓緊螺(luo)(luo)(luo)帽(mao)；內孔螺(luo)(luo)(luo)絲則(ze)輕輕套上螺(luo)(luo)(luo)帽(mao)，還(huan)不(bu)用拴緊。

步驟四：連接動力核心

動力核心(xin)包括(kuo)六個(ge)零件：四個(ge)電(dian)(dian)子速度(du)控制(zhi)器(qi)、電(dian)(dian)源模塊和攝影機穩(wen)定器(qi)控制(zhi)板。首(shou)先，分離XT60公連接座和APM電(dian)源模塊線(xian)。每條紅色和黑色電(dian)線(xian)大約都要剝除?"絕緣外皮，剝(bo)線(xian)的尾端(duan)鍍錫。從銅(tong)漸縮管兩端(duan)各鋸下?"的(de)環(huan)(huan)圈(quan)，銼平(ping)(ping)凹(ao)凸不平(ping)(ping)的(de)邊緣(yuan)，六條紅色(se)電線的(de)正端子焊在內(nei)環(huan)(huan)，相應的(de)六個黑色(se)負端子連接外環(huan)(huan)，以泡綿防(fang)水膠條包(bao)裹(guo)內(nei)環(huan)(huan)，以外環(huan)(huan)套(tao)住。最后，整個中心涂上絕(jue)緣(yuan)膠。

連接馬達和(he)電(dian)子速度控制器，可說是(shi)令人煩悶(men)的工(gong)作(zuo)，直(zhi)接購買(mai)配(pei)電(dian)盤會(hui)很(hen)省(sheng)事，卻會(hui)佔空(kong)間(jian)和(he)徒增重(zhong)量。我偏好(hao)自(zi)製配(pei)電(dian)盤，只要利用(yong)漸縮銅管的兩個環圈即可完(wan)成，看起來也(ye)很(hen)精間(jian)和(he)整齊。

步驟五：馬達底座鉆孔

這里(li)教(jiao)你如何用(yong)一般(ban)的C型(xing)管夾輕松自(zi)制起落架。你也可以買便宜的組合式(shi)起落架／馬達(da)底座(zuo)，以間化制作(zuo)流程(cheng)。

若你打算自制降落支架(jia)(jia)(jia)，你將需要(yao)把馬(ma)達直接安裝在(zai)支架(jia)(jia)(jia)上(shang)。首先要(yao)在(zai)每(mei)根支架(jia)(jia)(jia)做記號，并鉆好(hao)不明顯的盲孔(kong)，好(hao)讓馬(ma)達轉軸可(ke)以自由旋轉。使用(yong)5/16"鉆(zhan)頭是很(hen)好的選擇。

步驟六：安裝馬達

裁切馬達的支架，用(yong)兩個M3×20mm螺絲(si)將馬(ma)達和馬(ma)達支架固(gu)定在(zai)四旋(xuan)(xuan)翼支架的(de)尾端(duan)。你必須瑣緊(jin)每(mei)個螺絲(si)，并確保馬(ma)達軸可以自由旋(xuan)(xuan)轉，若無法自由旋(xuan)(xuan)轉，再(zai)度檢(jian)查四旋(xuan)(xuan)翼支架的(de)凹槽，最(zui)后(hou)以銼刀(dao)磨平馬(ma)達支架的(de)邊緣。

步驟七：加上起落架

將(jiang)動力(li)核(he)心(xin)滑入兩片透明板之間，再將(jiang)電(dian)(dian)子(zi)變速器(qi)的(de)(de)電(dian)(dian)源線(xian)纏繞(rao)在四條支(zhi)(zhi)架上。若馬(ma)達(da)(da)和(he)電(dian)(dian)子(zi)變速器(qi)的(de)(de)製(zhi)造(zao)商相同，很可能會有(you)預(yu)先安裝好的(de)(de)「子(zi)彈(dan)」接(jie)頭(tou)，這時候直接(jie)把馬(ma)達(da)(da)導(dao)線(xian)插(cha)入變速器(qi)導(dao)線(xian)，多馀的(de)(de)電(dian)(dian)線(xian)盤繞(rao)在支(zhi)(zhi)架底下。你也可以把電(dian)(dian)線(xian)直接(jie)焊在電(dian)(dian)子(zi)變速器(qi)控制(zhi)板上以間化結(jie)構。固定好馬(ma)達(da)(da)導(dao)線(xian)和(he)電(dian)(dian)子(zi)變速器(qi)導(dao)線(xian)，再以束線(xian)帶(dai)綑好支(zhi)(zhi)架底下多馀的(de)(de)電(dian)(dian)線(xian)。

用剪(jian)線(xian)鉗將四個C型夾(jia)剪成對(dui)半，J型底座擱(ge)置一旁，以銼刀磨平(ping)切割面，接著在安裝孔(kong)兩側磨出兩個小凹(ao)槽，把這個底座安裝在每條支架的尾端(duan)，亦即馬達機架內側，束線帶則繞(rao)過剛(gang)剛(gang)磨好的凹(ao)槽。

步驟八：安裝防震座

移(yi)除(chu)PVC軟管(guan)(guan)的水管(guan)(guan)扣環，留待其他專(zhuan)題使(shi)用。利用筆(bi)式(shi)美工(gong)刀，從(cong)橡膠軟管(guan)(guan)切(qie)下兩(liang)個3/4"的塑(su)膠環，對好(hao)機(ji)身突出來的內孔螺絲，以(yi)拇趾用力擠(ji)壓，形(xing)成兩個(ge)凹痕，再以(yi)?"鉆頭在(zai)凹痕鉆洞(dong)，但不要鉆過(guo)另一(yi)面(mian)。以M3平(ping)墊圈和螺帽(mao)把(ba)塑膠環瑣在機身上，調整好鬆(song)緊度后，就用(yong)螺絲密封膠固定住。

從軟管上裁切兩個(ge)防震(zhen)座，之后會用來(lai)安(an)(an)裝(zhuang)云(yun)臺(tai)和電池座，以免(mian)攝(she)影機受(shou)到(dao)螺旋漿(jiang)震(zhen)動而受(shou)影響。順便在上方(fang)騰出(chu)一點(dian)空間，來(lai)安(an)(an)裝(zhuang)云(yun)臺(tai)控制器。

步驟九：安裝攝相機和電池座

萬(wan)象支架和電池支架主要(yao)由(you)三組間(jian)單的L型支架便可組裝而(er)成，我將他們稱(cheng)為支架、翻滾軸和俯(fu)仰軸支架。

把鋁棒（1/8"×?"×36"）鋸(ju)成(cheng)兩根18"鋁條，再把(ba)其中一(yi)根鋸成9"的鋁(lv)條，總(zong)共會拿到(dao)三根(gen)鋁(lv)條。每一(yi)根(gen)鋁(lv)條都折成直角(jiao)，可利(li)用有斜邊的木(mu)塊或鋁(lv)塊，把彎曲的半徑增加到(dao)?"（居(ju)烈(lie)彎曲可(ke)能(neng)帶給鋁條(tiao)過(guo)多壓力，進而有(you)損鋁條(tiao)的支撐(cheng)力）。鋁條(tiao)彎曲好以后，把每個支架割成洋板大(da)小(xiao)。

將(jiang)支架放在正確的安裝位置上，并在X軸與Y 軸支架(jia)上較短的那一端，劃記并在正(zheng)中(zhong)央鉆出3個半徑1/8" 的孔。在兩(liang)個支(zhi)架(jia)上，外側(ce)的小(xiao)孔應該要(yao)距離支(zhi)架(jia)尾端3mm遠，而兩個小孔之間的距離則(ze)應為9.5mm。最后，使(shi)用階梯鉆頭將中(zhong)間孔擴(kuo)成2" 大，以便馬達軸保有轉動空(kong)間。

用兩個M3×6mm的(de)(de)螺(luo)絲(si)將云(yun)臺馬(ma)達(da)的(de)(de)底(di)部固定在支(zhi)架上(shang)，再用另外兩個螺(luo)絲(si)將馬(ma)達(da)頂端固定到(dao)翻滾軸支(zhi)架的(de)(de)長邊上(shang)。

將第二個馬(ma)達(da)的(de)(de)底部接翻滾軸支架的(de)(de)另一端上，而(er)馬(ma)達(da)的(de)(de)頂端則依照(zhao)同洋的(de)(de)方(fang)式(shi)接到俯仰軸支架上。

步驟十：安裝攝影機和電池

我設計(ji)的這臺四(si)旋翼可以這當地平衡3S 2，200mAh鋰電池(chi)和(he)GoPro Hero3白(bai)色款的重量(liang)。若你(ni)使用其(qi)他設備，請確保(bao)你(ni)的CG（重心）維持在機身中央。以下示范如何使其(qi)達到平衡。

小提(ti)示：雖然(ran)GoPro 這款相機(ji)相當耐摔(shuai)，但你或許也會想制作一臺具有相同(tong)重量與大小(xiao)的「假」相機(ji)，在(zai)首次與后續幾次試飛(fei)時可以(yi)先裝在(zai)機(ji)上(shang)。

若要讓(rang)云臺馬達運轉平(ping)順，相機必須要在(zai)兩軸上達成平(ping)衡。將雙面膠帶的其(qi)中一(yi)側先黏(nian)在(zai)自己的襯(chen)衫上以減弱其(qi)黏(nian)性。將膠帶另(ling)一(yi)面貼在(zai)俯仰支架上，再(zai)把你的GoPro固(gu)定在黏性較弱的那一側(ce)， 慢慢找出平衡只需(xu)使用兩支(zhi)螺絲便可(ke)將馬(ma)達固(gu)定在支(zhi)架(jia)(jia)上，裁切馬(ma)達支(zhi)架(jia)(jia)以(yi)減輕重(zhong)量(liang)。可(ke)用厚橡膠軟(ruan)管(guan)來製作兩組(zu)防震(zhen)(zhen)裝置，也可(ke)以(yi)做出方向控(kong)制器(qi)支(zhi)架(jia)(jia)與電池支(zhi)架(jia)(jia)，以(yi)防止相機受螺旋漿(jiang)震(zhen)(zhen)動影(ying)響，并且(qie)預留可(ke)安裝方向控(kong)制板的空間。

將骨(gu)(gu)架反過來(lai)放，讓攝影機、支架與電池在骨(gu)(gu)架底(di)部(bu)的防(fang)震裝(zhuang)置中央點(dian)取得(de)平衡。將組裝(zhuang)的裝(zhuang)置沿骨(gu)(gu)架前后調整位置，直(zhi)到整臺(tai)四(si)旋翼裝(zhuang)置可(ke)在你(ni)的兩指間取得(de)平衡點(dian)，且平衡點(dian)也(ye)位于任(ren)兩端的中心(xin)。

找到(dao)重心(xin)之后，將兩組束線帶(dai)以(yi)交叉的(de)方(fang)式將支架邦在(zai)防(fang)震裝(zhuang)置上。在(zai)電池(chi)底部黏上魔(mo)鬼氈(zhan)膠帶(dai)，再將電池(chi)固定在(zai)支架上。你也可(ke)以(yi)在(zai)支架和(he)電池(chi)上添加(jia)魔(mo)鬼氈(zhan)膠帶(dai)以(yi)提供額外的(de)固定效(xiao)果(guo)。

步驟十一：架設航空電子設備

先將飛行控(kong)制板、接收(shou)器和其(qi)他(ta)模組排列好之(zhi)后，再安裝到機身上。找出你滿意的擺(bai)放(fang)方式之(zhi)后， 用雙面膠(jiao)帶將所(suo)有零件(jian)固定到機身上。

進行飛行控制器(qi)的安裝(zhuang)，這次我(wo)使用3DRobotics 所(suo)推出內含加速度計的ArduPilot Mega（ APM ）2.6，其有(you)特定的正確安裝方(fang)向。請將APM盒上的箭頭對齊四旋翼(yi)的正前方，再以(yi)雙面(mian)膠帶(dai)將其固定。

安裝GPS/ 邏盤模(mo)組時， 需對(dui)齊骨架底部的(de)延伸線，同時模(mo)組上(shang)的(de)箭頭也(ye)必(bi)須對(dui)準前方(fang)。同洋用雙面膠固(gu)定住(zhu)，再把線接(jie)到APM的「GPS 」接頭。

從右前(qian)方開始，依順時針方向（由上往下(xia)看）將ESC線接(jie)到APM的1、4、2和3號(hao)接(jie)頭上。

將接收器(qi)沿(yan)著(zhu)APM安裝，并(bing)用(yong)雙(shuang)面膠固定，再將其1至(zhi)5頻道接到APM上的相(xiang)對應輸入孔(kong)。

步驟十二：安裝云臺控制器

云臺控制器(qi)包(bao)含兩塊電路板：較大的(de)控制板和較小的(de)IMU傳感器，也就是在(zai)安裝防震裝置時所預留的空間里。

用泡(pao)棉膠帶覆蓋(gai)支架的(de)表面，以(yi)防焊點與(yu)裸露的(de)鋁(lv)發(fa)生短路(lu)，接著(zhu)將控(kong)制板(ban)以(yi)束線帶固定于其上(shang)。IMU能(neng)偵測相(xiang)機(ji)方(fang)向，但需(xu)要(yao)安裝(zhuang)在同一架(jia)飛機(ji)上才行。用雙面(mian)膠將(jiang)它(ta)安裝(zhuang)于俯(fu)仰軸支架(jia)的底部，接(jie)著把線接(jie)回(hui)控制板上。將(jiang)云臺馬達的3條線接至(zhi)控制(zhi)板的接頭上。用束線帶(dai)固(gu)定(ding)每條線，預留(liu)一部分電線讓云臺馬達可自由旋轉。

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，可依照裝(zhuang)置上(shang)(shang)隨(sui)附的(de)說明書或線上(shang)(shang)說明的(de)步驟來進行。

步驟十四：加上螺旋漿

在安裝螺旋(xuan)漿(jiang)之前，可在馬達轉(zhuan)軸貼(tie)一些(xie)遮(zhe)蔽(bi)膠帶，以方便觀察(cha)它(ta)們旋(xuan)轉(zhuan)的方向。從上(shang)方往(wang)下看，馬達3與馬達4應該以順時(shi)鐘旋轉，而馬達1與(yu)馬達(da)2則是(shi)以(yi)逆(ni)時(shi)鐘旋轉。如(ru)果其(qi)中一個馬(ma)達方向錯置，只要將其(qi)連(lian)接至ESC的(de)3條線中的(de)2條(tiao)互換即可。

警告：如果你需要(yao)使其(qi)中一顆馬(ma)達(da)反轉，只(zhi)要(yao)將馬(ma)達(da)的控制線對調即可，而(er)不是(shi)改變(bian)ESC 的線。千萬(wan)不要將ESC 的(de)電(dian)線反(fan)接！

對穩定飛行而言(yan)，最重要的便是螺(luo)旋(xuan)漿需要平(ping)衡！有一些間單的小(xiao)方法，但最間單的莫過于打磨每片螺(luo)旋(xuan)漿上較厚的部分，直到螺(luo)旋(xuan)漿與(yu)水平(ping)軸達成平(ping)衡為止（只磨平(ping)整面(mian)，不要動(dong)到前緣或(huo)尾緣）。

一(yi)旦螺(luo)旋(xuan)漿取得平衡之(zhi)后，將它們裝(zhuang)到(dao)馬達(da)轉軸上(shang)并(bing)瑣緊螺(luo)絲(si)。你會用到(dao)兩個傳統的「拖曳式」螺(luo)旋(xuan)漿和(he)兩個反(fan)向(xiang)的「推進式」螺(luo)旋(xuan)漿。馬達(da)1與(yu)馬(ma)達2使用拖曳(ye)式螺旋漿，馬達3與4則使用(yong)推進(jin)式螺(luo)旋漿（若你并非使用(yong)APM飛行控制器(qi)，你的螺旋漿配置可能會有所不(bu)同）。待配置完畢(bi)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。

確定螺(luo)旋(xuan)漿達到平衡，所(suo)有零件都安裝(zhuang)牢固，且沒(mei)有任何螺(luo)旋(xuan)漿、陀螺(luo)儀(yi)或控制器(qi)反裝(zhuang)。檢查你所(suo)有的無(wu)線電修改設定皆已歸零（若(ruo)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。