一、四軸飛行器的結構原理

四軸飛行器是(shi)(shi)一(yi)個(ge)(ge)在空間具有6個(ge)(ge)活動(dong)自(zi)(zi)由度(du)(分(fen)別沿(yan)3個(ge)(ge)坐標(biao)(biao)軸作平(ping)移和旋轉動(dong)作)，但是(shi)(shi)只有4個(ge)(ge)控制(zhi)自(zi)(zi)由度(du)(四個(ge)(ge)電(dian)機的(de)轉速)的(de)系統(tong)，因此(ci)被稱為欠驅(qu)動(dong)系統(tong)(只有當控制(zhi)自(zi)(zi)由度(du)等于(yu)活動(dong)自(zi)(zi)由度(du)的(de)時候才是(shi)(shi)完整驅(qu)動(dong)系統(tong))。不過對于(yu)姿態(tai)控制(zhi)本(ben)身(分(fen)別沿(yan)3個(ge)(ge)坐標(biao)(biao)軸作旋轉動(dong)作)，它確實(shi)是(shi)(shi)完整驅(qu)動(dong)的(de)。

與直(zhi)升(sheng)機相比(bi)，四軸(zhou)飛行器(qi)(qi)可(ke)以(yi)實現的飛行姿態較(jiao)少，不過基本的前進、后退(tui)、平移(yi)等狀態都可(ke)以(yi)實現。但是四軸(zhou)飛行器(qi)(qi)的機械結構遠遠比(bi)直(zhi)升(sheng)機簡單，維修和更換的開(kai)銷(xiao)也非常小，這讓四軸(zhou)飛行器(qi)(qi)有了比(bi)直(zhi)升(sheng)機更大(da)的應用優勢。

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自動控制原理

為了保持飛(fei)行(xing)(xing)(xing)器(qi)(qi)的(de)(de)穩定飛(fei)行(xing)(xing)(xing)，在(zai)四軸飛(fei)行(xing)(xing)(xing)器(qi)(qi)上(shang)裝有3個方向的(de)(de)陀螺(luo)儀和3 軸加速(su)(su)度傳感器(qi)(qi)組(zu)成慣性導航模塊，可以計(ji)(ji)算出(chu)飛(fei)行(xing)(xing)(xing)器(qi)(qi)此時(shi)(shi)相對地面(mian)的(de)(de)姿態以及加速(su)(su)度、角速(su)(su)度。飛(fei)行(xing)(xing)(xing)控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)通過算法計(ji)(ji)算保持運(yun)動狀態時(shi)(shi)所需的(de)(de)旋轉(zhuan)力(li)和升力(li)，通過電子調控(kong)器(qi)(qi)來保證(zheng)電機(ji)輸出(chu)合適的(de)(de)力(li)。

二、四軸飛行器的發展方向

四軸飛行(xing)(xing)器(qi)作為(wei)時(shi)下最熱門(men)的(de)(de)一種(zhong)飛行(xing)(xing)器(qi)，已(yi)經(jing)越(yue)來越(yue)受到廣大(da)科學愛好者和(he)商業公司(si)的(de)(de)關注，從amazon的(de)(de)用四軸飛行(xing)(xing)器(qi)為(wei)客戶投遞包裹(guo)的(de)(de)設想(xiang)就可見一斑。可以說(shuo)四軸飛行(xing)(xing)器(qi)未來的(de)(de)應用前景十分廣闊。

這里所說(shuo)的(de)四軸飛行器(qi)(qi)不是單指四旋翼(yi)，是具有一個以上(shang)氣動旋轉軸的(de)飛行器(qi)(qi)的(de)俗稱(cheng)。

四軸飛(fei)行器未來(lai)發展方(fang)向主(zhu)要有以下幾個(ge)方(fang)面(mian)：

一是可作為新概念交通工具

早在二(er)戰時，載(zai)人四軸的原型機已經被設計出來，但因(yin)為(wei)控制(zhi)技(ji)術還跟不(bu)上，飛(fei)行器因(yin)不(bu)穩定而無法投入(ru)實(shi)際應(ying)用。

二是安保領域

隨著人工智能的不斷發展，配備高清攝像機、各種安(an)(an)保(bao)設備的(de)四軸(zhou)飛行(xing)器將廣泛應用在公安(an)(an)、消防、家(jia)庭和(he)單(dan)位安(an)(an)保(bao)領域(yu)，四軸(zhou)將成(cheng)為極度智(zhi)能、行(xing)動敏(min)捷的(de)電(dian)子警察、電(dian)子消防員、電(dian)子保(bao)安(an)(an)、電(dian)子管家(jia)，也許在不久的(de)將來，你(ni)會(hui)因為有一個會(hui)飛的(de)家(jia)庭照看機(ji)器人(ren)而(er)感到無(wu)比(bi)的(de)貼心和(he)安(an)(an)全。

三是建筑領域及其它高危作業環境

TED大會上展示(shi)的(de)(de)四軸飛(fei)行器(qi)(qi)搭建(jian)(jian)建(jian)(jian)筑的(de)(de)視頻也(ye)許不(bu)少愛好(hao)者都看過，這是(shi)相當有(you)前(qian)景的(de)(de)應用(yong)，比起3D打(da)印一(yi)座房子，用(yong)一(yi)群微小的(de)(de)四軸飛(fei)行器(qi)(qi)來構(gou)建(jian)(jian)龐大的(de)(de)建(jian)(jian)筑更加切合實際和靈活髙效(xiao)，也(ye)許有(you)一(yi)天你路過建(jian)(jian)筑工(gong)地，看到頭(tou)頂上不(bu)是(shi)一(yi)群建(jian)(jian)筑工(gong)人在(zai)忙碌，而是(shi)一(yi)群嗡嗡作響的(de)(de)四軸飛(fei)行器(qi)(qi)在(zai)井然有(you)序的(de)(de)工(gong)作，那個時候你可不(bu)要(yao)吃驚眼前(qian)看到的(de)(de)一(yi)切。