四軸飛行器的原理和組成

四軸飛行器的原理和組成

在真正開始四軸飛行器（四旋翼飛行器）的製作之前，我們先來了解一下四軸飛行器的基本組成和原理。除了瞭解必要的理論原理外，還需要知道四軸飛行器的四個部分——機架、飛控、感測器和電機與電調本文選自四軸飛行器實踐教程大學霸。

1.3.1  四軸飛行器的實現原理

四軸飛行器是在空氣中飛行的飛行器。為了獲得廉價的動力，它只能利用空氣動力，不能像火箭一樣飛行。所以四軸飛行器的動力、偏航的動作只能依靠與空氣的作用來實現。如圖1.13是四軸飛行器的力學簡化圖（四軸飛行器有兩種模式，這裡只舉其中一種為例）文選自四軸飛行器實踐教程大學霸。

圖1.13  四軸飛行器簡化力學圖

圖1.13中的F₁、F₂、F₃和F₄的大小由槳的轉速決定。轉速越大力越大，轉速越小力越小，這樣透過控制四個力的大小變化就可以實現四軸飛行器的前進、後退、轉向（偏航）和旋轉。

1.3.2  四軸飛行器的安裝平臺——機架

在四軸飛行器中機架（如圖1.14）相當於人體的骨骼，機架決定了飛行器的主體結構。機架是飛行器的基礎平臺，電機、電調和飛控板（飛行控制器）等裝置都要安裝在機架上面。機架的主要作用如下：

圖1.14  機架

q  提供安裝介面。這些介面包括安裝和固定電機、電調、飛控板的螺絲孔。

q  提供整體的穩定和堅固的平臺。飛行器飛行過程中需要一個穩定堅固的平臺，這樣可以使得電機轉動過程中不會毀壞其他裝置，併為感測器提供一個穩定平臺。

q  起落架等緩衝裝備。這些可以在為飛行器提供安全的起飛和降落條件，避免損壞其它儀器。

q  保證足夠低的質量（重量）。這樣就可以給其他控制裝置提供更多的餘量。

q  提供相應的保護裝置。這裡的保護裝置用於保護飛行器本身，和可能接觸到的操作人員。因為飛行過程中會存在各種不可預知的情況，一定的保護措施可以保護器械和其他人員，減少不必要的損失選自四軸飛行器實踐教程大學霸。