四軸航拍飛行器結構

1、機架：飛機的骨架，載有各種設備(bei)。

2、飛(fei)控(kong)：飛(fei)機(ji)的(de)大腦，載有加速(su)度計、陀螺(luo)儀(yi)、氣壓計、羅盤等傳感器(qi)。由(you)它來控(kong)制(zhi)四個(ge)電機(ji)的(de)轉速(su)進而控(kong)制(zhi)飛(fei)機(ji)的(de)姿態。或(huo)是加上(shang)GPS完成定高定點(dian)返航等功能。其(qi)本質是單片(pian)機(ji)。常(chang)見的飛控有 xaircraft的superX、DJI的NAZA WKM A2、零度的X4 雙(shuang)子(zi)星、APM、MWC、QQ飛控、CC3D等。

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3、電(dian)調(diao)：全稱為電(dian)子調(diao)速器,它的輸入是直流，通常由2-6節鋰(li)電(dian)池來供電(dian)。輸(shu)(shu)出是三(san)相(xiang)交(jiao)流，可以直接(jie)驅動電(dian)機。另外航模無刷電(dian)子調(diao)速器還有(you)三(san)根信號(hao)輸(shu)(shu)出線，用于接(jie)接(jie)收機。信號(hao)線可以引出穩定的5V電壓(ya)，一般(ban)可(ke)以(yi)帶2-4個舵機(ji)供電。航(hang)空模(mo)型就是通過遙控對航(hang)模(mo)無刷電子調速(su)器(qi)的控制(zhi)以達到調整飛(fei)機(ji)的各種飛(fei)行(xing)姿(zi)勢和動作(zuo)。

4、無刷電(dian)機：通過(guo)三(san)相(xiang)交流電(dian)產生(sheng)一個旋轉磁場驅動轉子轉動。有(you)寬調速、小(xiao)體(ti)積、高效率(lv)和(he)穩態轉速誤差小(xiao)等特點(dian)。無刷電(dian)機KV值定義為 轉速/V，意思(si)為輸入電壓(ya)增加1伏特(te)，無刷電(dian)(dian)機空轉(zhuan)(zhuan)轉(zhuan)(zhuan)速增(zeng)加的轉(zhuan)(zhuan)速值。但(dan)對于無刷電(dian)(dian)機來說不只是說明電(dian)(dian)機轉(zhuan)(zhuan)速與(yu)電(dian)(dian)壓(ya)成嚴格的線(xian)性比例關系。

5、遙(yao)控(kong)、接收(shou)：顧名思義；用來接收(shou)和發送指令。

自制航拍飛行器工具基礎

為了減少(shao)不(bu)必(bi)要的(de)花費，推薦大家一(yi)次性購買以下工具及耗(hao)材(cai)：

電烙鐵、剝線鉗、剪線鉛（普通鉗子hold不住粗的硅膠線(xian)）、內六(liu)角(jiao)一套、螺絲(si)刀一套、小臺鉗、零件、水平泡、熱縮管（4mm和5mm的(de)用的(de)比較多，別(bie)的(de)看(kan)情況）、BB響（容易丟(diu)可以(yi)買幾個備用(yong)）

航拍飛行(xing)器(qi)diy步(bu)驟教(jiao)程(cheng)

步驟一：打造機身

四軸飛行器(qi)的中心樞紐由兩塊PC板所組成。在這裡(li)下載裁剪(jian)和鉆孔的模板，照原尺(chi)寸輸出，暫時黏貼在PC板上。先以(yi)塑膠雕刻刀劃出刻痕，再以(yi)1/8"鉆頭鉆孔。

步驟二：切割支架并鉆孔

鋸好(hao)四個10"–11"方(fang)型木榫支架(jia)。支臂愈短，飛行器愈敏捷，但(dan)支臂愈長，飛行器愈穩定。各鉆兩個3mm的小孔，一個距離(li)尾端6mm，另一個距離(li)尾端26mm。

步驟三：組裝機身

用螺絲(si)把支臂(bei)固定在PC板上。用(yong)M3×25mm螺絲瑣住內孔(kong)，M3×20mm螺(luo)(luo)(luo)絲(si)瑣(suo)住外孔。支(zhi)臂用(yong)螺(luo)(luo)(luo)絲(si)固定好(hao)以后，外觀(guan)看起來也不錯的(de)話(hua)，「只要在外孔螺(luo)(luo)(luo)絲(si)」涂上(shang)螺(luo)(luo)(luo)絲(si)密封(feng)膠，套(tao)上(shang)并栓緊(jin)螺(luo)(luo)(luo)帽；內孔螺(luo)(luo)(luo)絲(si)則輕(qing)輕(qing)套(tao)上(shang)螺(luo)(luo)(luo)帽，還不用(yong)拴緊(jin)。

步驟四：連接動力核心

動力核心(xin)包括六個(ge)零件(jian)：四個(ge)電(dian)子速(su)度控制器(qi)、電(dian)源(yuan)模塊和(he)攝影機穩定器(qi)控制板。首(shou)先，分離(li)XT60公(gong)連接座(zuo)和APM電源(yuan)模塊(kuai)線。每條紅(hong)色(se)和(he)黑色(se)電線大(da)約都要剝除?"絕緣外皮，剝(bo)線的尾端鍍錫。從銅(tong)漸縮管兩端各鋸下?"的環(huan)圈(quan)，銼平凹(ao)凸(tu)不平的邊緣(yuan)，六條(tiao)紅色電線的正端子焊(han)在內(nei)環(huan)，相應的六個黑色負端子連接外(wai)環(huan)，以泡綿防(fang)水(shui)膠條(tiao)包裹內(nei)環(huan)，以外(wai)環(huan)套住。最后，整個中心涂上絕緣(yuan)膠。

連接馬達和(he)電子速度控(kong)制(zhi)器，可(ke)說(shuo)是令人煩(fan)悶的工作，直接購買(mai)配(pei)電盤(pan)會(hui)很省事，卻會(hui)佔空間(jian)和(he)徒增重量。我偏好自製配(pei)電盤(pan)，只要(yao)利用漸縮銅管的兩個(ge)環圈即可(ke)完成(cheng)，看起來也很精間(jian)和(he)整齊。

步驟五：馬達底座鉆孔

這里教(jiao)你如(ru)何用(yong)一般的(de)C型(xing)管(guan)夾(jia)輕松自(zi)制(zhi)起落(luo)架。你也可以(yi)買便宜的組合式(shi)起落(luo)架／馬達底座，以(yi)間(jian)化(hua)制(zhi)作流程。

若你打(da)算(suan)自制降落支架(jia)，你將(jiang)需(xu)要把馬達直接安(an)裝在(zai)支架(jia)上。首先要在(zai)每根支架(jia)做記(ji)號，并鉆(zhan)好不明顯的盲孔(kong)，好讓(rang)馬達轉(zhuan)(zhuan)軸可以自由旋轉(zhuan)(zhuan)。使用5/16"鉆頭是很(hen)好的選擇(ze)。

步驟六：安裝馬達

裁切馬達的支架，用兩個M3×20mm螺絲將馬(ma)達和馬(ma)達支(zhi)架(jia)(jia)固定(ding)在四(si)旋(xuan)(xuan)翼(yi)支(zhi)架(jia)(jia)的尾端(duan)。你必須瑣緊每個螺絲，并確保馬(ma)達軸(zhou)可以自由旋(xuan)(xuan)轉，若無法自由旋(xuan)(xuan)轉，再度檢查四(si)旋(xuan)(xuan)翼(yi)支(zhi)架(jia)(jia)的凹槽，最(zui)后以銼刀(dao)磨平馬(ma)達支(zhi)架(jia)(jia)的邊緣。

步驟七：加上起落架

將動(dong)力核心滑入兩片透明板之間，再(zai)將電子(zi)變速器(qi)(qi)的電源(yuan)線(xian)(xian)纏繞在四條支(zhi)架(jia)上。若馬達和(he)電子(zi)變速器(qi)(qi)的製造商相同，很可能會有預先安裝好(hao)的「子(zi)彈」接頭，這時候直接把馬達導線(xian)(xian)插入變速器(qi)(qi)導線(xian)(xian)，多(duo)馀的電線(xian)(xian)盤繞在支(zhi)架(jia)底下。你(ni)也可以(yi)把電線(xian)(xian)直接焊在電子(zi)變速器(qi)(qi)控制板上以(yi)間化結構。固定(ding)好(hao)馬達導線(xian)(xian)和(he)電子(zi)變速器(qi)(qi)導線(xian)(xian)，再(zai)以(yi)束線(xian)(xian)帶綑好(hao)支(zhi)架(jia)底下多(duo)馀的電線(xian)(xian)。

用剪線(xian)鉗將四(si)個C型(xing)夾(jia)剪(jian)成對半，J型底(di)座擱置一旁(pang)，以銼刀磨平切割面，接(jie)著在安裝孔(kong)兩(liang)側磨出兩(liang)個(ge)小(xiao)凹(ao)槽，把這個(ge)底(di)座安裝在每條支架的(de)(de)尾端，亦即馬達機(ji)架內側，束(shu)線帶則繞過剛剛磨好的(de)(de)凹(ao)槽。

步驟八：安裝防震座

移除PVC軟(ruan)管(guan)的水管(guan)扣環(huan)，留待(dai)其他專題使用。利(li)用筆式美(mei)工刀，從橡膠軟(ruan)管(guan)切下兩(liang)個3/4"的塑膠環，對好機身(shen)突出(chu)來的內(nei)孔螺(luo)絲，以拇趾用力擠壓，形成(cheng)兩個凹(ao)痕，再以?"鉆頭(tou)在凹痕鉆洞，但不要鉆過另一面(mian)。以M3平墊圈(quan)和螺(luo)帽(mao)把塑(su)膠環瑣在機身(shen)上，調整好鬆緊度后(hou)，就用(yong)螺(luo)絲(si)密封膠固(gu)定住。

從軟(ruan)管上裁切(qie)兩(liang)個(ge)防震座，之后會用來(lai)安裝云臺(tai)(tai)和電池(chi)座，以免攝影機(ji)受到螺旋漿震動而(er)受影響。順便在上方騰出一點空間(jian)，來(lai)安裝云臺(tai)(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由三組間(jian)單(dan)的L型支架(jia)便可組裝而(er)成，我將他們稱為支架(jia)、翻滾軸和(he)俯(fu)仰軸支架(jia)。

把鋁棒(bang)（1/8"×?"×36"）鋸成(cheng)兩(liang)根18"鋁(lv)條，再把其中一根鋸成9"的(de)鋁條(tiao)(tiao)，總(zong)共(gong)會拿(na)到(dao)三根(gen)鋁條(tiao)(tiao)。每一根(gen)鋁條(tiao)(tiao)都折成(cheng)直角，可利用有斜邊的(de)木塊或鋁塊，把彎曲的(de)半徑增加到(dao)?"（居(ju)烈(lie)彎(wan)(wan)曲(qu)可(ke)能帶給鋁(lv)條(tiao)過多(duo)壓力，進而有損鋁(lv)條(tiao)的支撐力）。鋁(lv)條(tiao)彎(wan)(wan)曲(qu)好以(yi)后，把每個支架割成洋板大(da)小。

將支架放在(zai)正(zheng)確的安裝位置上(shang)，并在(zai)X軸與Y 軸支架上(shang)較短(duan)的(de)那一(yi)端，劃(hua)記并在正中央鉆出3個半徑1/8" 的孔。在兩個支(zhi)架(jia)上，外側(ce)的小孔應(ying)該要距離支(zhi)架(jia)尾端3mm遠，而兩個(ge)小孔之間的距離則(ze)應為9.5mm。最后(hou)，使用階(jie)梯鉆頭將(jiang)中間孔擴成2" 大，以(yi)便馬達軸保有轉動空間。

用兩個M3×6mm的螺絲將云臺馬達的底部固定在支架(jia)上，再用另外兩個螺絲將馬達頂端(duan)固定到翻滾軸支架(jia)的長邊上。

將第(di)二個(ge)馬達的(de)底部接翻滾軸(zhou)支(zhi)(zhi)架的(de)另一端上，而馬達的(de)頂端則依(yi)照(zhao)同(tong)洋的(de)方(fang)式接到俯仰軸(zhou)支(zhi)(zhi)架上。

步驟十：安裝攝影機和電池

我(wo)設計(ji)的這臺四旋翼可以這當地平衡(heng)3S 2，200mAh鋰電池和GoPro Hero3白(bai)色款的重(zhong)量。若你使用(yong)其他設備(bei)，請確(que)保你的CG（重心）維持在機身中央。以下示范如何使其達到平衡。

小(xiao)提(ti)示：雖(sui)然GoPro 這款相(xiang)機(ji)相(xiang)當耐摔，但(dan)你或(huo)許也(ye)會想制作(zuo)一臺具有相(xiang)同重量(liang)與(yu)大(da)小(xiao)的「假」相(xiang)機(ji)，在(zai)首次(ci)與(yu)后續幾次(ci)試飛時可以(yi)先裝在(zai)機(ji)上(shang)。

若(ruo)要讓云臺馬達運轉平順，相機必須(xu)要在(zai)(zai)兩(liang)軸(zhou)上達成平衡。將雙(shuang)面(mian)膠帶的其中(zhong)一側(ce)先黏在(zai)(zai)自(zi)己的襯衫(shan)上以減弱(ruo)其黏性。將膠帶另(ling)一面(mian)貼在(zai)(zai)俯仰支架上，再把你(ni)的GoPro固(gu)定(ding)在(zai)黏(nian)性較(jiao)弱的那一側， 慢慢找出平衡只需使用(yong)兩(liang)支(zhi)螺(luo)絲便可(ke)將馬(ma)達固(gu)定(ding)在(zai)支(zhi)架(jia)上，裁(cai)切馬(ma)達支(zhi)架(jia)以(yi)(yi)減輕重量。可(ke)用(yong)厚橡膠軟管來(lai)製作(zuo)兩(liang)組防震(zhen)(zhen)裝置(zhi)，也可(ke)以(yi)(yi)做出方向控制器支(zhi)架(jia)與電(dian)池支(zhi)架(jia)，以(yi)(yi)防止相(xiang)機(ji)受螺(luo)旋漿震(zhen)(zhen)動(dong)影響，并且預留可(ke)安(an)裝方向控制板(ban)的空間。

將骨架反過(guo)來放，讓攝(she)影機、支架與電池(chi)在骨架底部的防(fang)震(zhen)裝置(zhi)中(zhong)央點取(qu)得平衡。將組裝的裝置(zhi)沿骨架前后調整(zheng)位(wei)置(zhi)，直到整(zheng)臺四旋(xuan)翼裝置(zhi)可在你(ni)的兩(liang)指間取(qu)得平衡點，且平衡點也位(wei)于任兩(liang)端的中(zhong)心。

找到重心之后，將(jiang)兩(liang)組束線(xian)帶以(yi)交叉的(de)方式將(jiang)支(zhi)架(jia)邦在防震裝置上。在電(dian)池底(di)部黏上魔鬼氈膠(jiao)帶，再將(jiang)電(dian)池固定在支(zhi)架(jia)上。你也可以(yi)在支(zhi)架(jia)和電(dian)池上添(tian)加魔鬼氈膠(jiao)帶以(yi)提(ti)供額外的(de)固定效果。

步驟十一：架設航空電子設備

先將飛行控制板、接收器和其他(ta)模組排列(lie)好之后，再安裝到機身上(shang)。找出你(ni)滿(man)意的擺(bai)放方式之后， 用(yong)雙面膠(jiao)帶將所有零件固定到機身上。

進行飛行控制器的安裝，這(zhe)次我使(shi)用3DRobotics 所(suo)推出內(nei)含加速度(du)計的(de)ArduPilot Mega（ APM ）2.6，其有特(te)定(ding)的正(zheng)確安裝方(fang)向。請將(jiang)APM盒(he)上的箭頭對齊四旋翼的正前方(fang)，再以雙面(mian)膠帶將其固定。

安裝GPS/ 邏盤(pan)模(mo)組時(shi)， 需(xu)對(dui)齊骨架底部的(de)(de)延伸線，同時(shi)模(mo)組上的(de)(de)箭頭也必須對(dui)準前方。同洋(yang)用雙面膠固定住，再把線接到APM的(de)「GPS 」接(jie)頭。

從右前方(fang)開始(shi)，依(yi)順時針方(fang)向（由上往下看）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，并用雙面膠(jiao)固定(ding)，再(zai)將其1至(zhi)5頻(pin)道接到APM上的(de)相對應輸入孔。

步驟十二：安裝云臺控制器

云臺(tai)控(kong)制器包含兩塊電路板：較大的控(kong)制板和較小的IMU傳(chuan)感器(qi)，也就(jiu)是在(zai)安(an)裝防震裝置時所(suo)預(yu)留(liu)的空間里。

用泡棉膠(jiao)帶(dai)覆(fu)蓋支架(jia)的(de)(de)表面，以(yi)防焊點與裸露的(de)(de)鋁發生短路，接(jie)著將控制板以(yi)束線帶(dai)固定于其上。IMU能偵測相機(ji)方向(xiang)，但需(xu)要安裝在同一(yi)架飛機(ji)上(shang)才行。用(yong)雙面膠將它安裝于(yu)俯仰軸支(zhi)架的(de)(de)底(di)部(bu)，接(jie)(jie)著把(ba)線(xian)接(jie)(jie)回(hui)控制板(ban)上(shang)。將云(yun)臺(tai)馬達的(de)(de)3條線(xian)接(jie)至控(kong)制板的接(jie)頭(tou)上。用束線(xian)帶固(gu)定每條線(xian)，預留一部分電線(xian)讓云臺馬(ma)達可自由旋轉。

步驟十三：安裝軟件

飛(fei)行(xing)控制板、ESC和(he)方(fang)向(xiang)控(kong)制器都需在起飛前(qian)先(xian)進行校準與設定，可依照(zhao)裝置上隨附的說明書(shu)或線上說明的步驟來進行。

步驟十四：加上螺旋漿

在安(an)裝螺旋漿之前，可在馬(ma)達轉(zhuan)軸(zhou)貼一些遮蔽(bi)膠帶(dai)，以方(fang)便觀察(cha)它(ta)們旋轉(zhuan)的方(fang)向。從(cong)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則是以逆時鐘旋轉。如果其中一個馬(ma)達(da)方向錯置，只(zhi)要(yao)將其連接至(zhi)ESC的3條(tiao)線中的2條互換(huan)即可。

警告：如果你需要使其(qi)中(zhong)一(yi)顆(ke)馬(ma)達反轉，只(zhi)要將(jiang)馬(ma)達的控制線對調(diao)即可，而不是改(gai)變ESC 的(de)線。千(qian)萬不要(yao)將ESC 的電線(xian)反接！

對穩定飛(fei)行(xing)而言，最重要(yao)的便是(shi)螺旋(xuan)漿(jiang)需要(yao)平衡！有一些間(jian)單的小方法，但最間(jian)單的莫過于打(da)磨(mo)每片螺旋(xuan)漿(jiang)上較厚(hou)的部(bu)分，直到螺旋(xuan)漿(jiang)與水(shui)平軸達成平衡為(wei)止(zhi)（只磨(mo)平整面，不要(yao)動(dong)到前緣或尾緣）。

一(yi)旦螺旋(xuan)漿取得平衡之后(hou)，將(jiang)它們裝到馬達轉軸上(shang)并瑣緊螺絲。你會(hui)用到兩個傳統(tong)的「拖曳(ye)式(shi)」螺旋(xuan)漿和兩個反向的「推進式(shi)」螺旋(xuan)漿。馬達1與馬(ma)達(da)2使用(yong)拖曳式螺旋漿，馬達3與4則使用推(tui)進式(shi)螺旋漿（若你并非使用APM飛行(xing)控制(zhi)器，你的(de)螺旋漿配置可能會有所不同）。待(dai)配置完畢(bi)后，在(zai)各個馬達支架上劃(hua)記其編號和(he)轉動(dong)方向以利(li)參考。

確定螺旋(xuan)漿達到平衡(heng)，所有零件都安裝牢固，且(qie)沒有任何螺旋(xuan)漿、陀螺儀或(huo)控制(zhi)器(qi)反裝。檢查你所有的(de)無(wu)線電(dian)修(xiu)改(gai)設定皆已歸零（若(ruo)你需要修(xiu)改(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。