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四軸飛行器

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四軸飛行器,又稱四旋翼飛行器、四旋翼直升機,簡稱四軸、四旋翼。這四軸飛行器(Quadrotor)是一種多旋翼飛行器。四軸飛行器的四個螺旋槳都是電機直連的簡單機構(gòu),十字形的布局允許飛行器通過改變電機轉(zhuǎn)速獲得旋轉(zhuǎn)機身的力,從而調(diào)整自身姿態(tài)。具體的技術(shù)細節(jié)在“基本運動原理”中講述。

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四軸飛行器簡介

  四軸飛行器又稱四旋翼飛行器、四旋翼直升機,簡稱四軸、四旋翼。這四軸飛行器(Quadrotor)是一種多旋翼飛行器。四軸飛行器的四個螺旋槳都是電機直連的簡單機構(gòu),十字形的布局允許飛行器通過改變電機轉(zhuǎn)速獲得旋轉(zhuǎn)機身的力,從而調(diào)整自身姿態(tài)。具體的技術(shù)細節(jié)在“基本運動原理”中講述。[1] 因為它固有的復(fù)雜性,歷史上從未有大型的商用四軸飛行器。[1] 近年來得益于微機電控制技術(shù)的發(fā)展,穩(wěn)定的四軸飛行器得到了廣泛的關(guān)注,應(yīng)用前景十分可觀。國際上比較知名的四軸飛行器公司有中國大疆創(chuàng)新公司、法國Parrot公司、德國AscTec公司和美國3D Robotics公司。

四軸飛行器百科

  四軸飛行器又稱四旋翼飛行器、四旋翼直升機,簡稱四軸、四旋翼。這四軸飛行器(Quadrotor)是一種多旋翼飛行器。四軸飛行器的四個螺旋槳都是電機直連的簡單機構(gòu),十字形的布局允許飛行器通過改變電機轉(zhuǎn)速獲得旋轉(zhuǎn)機身的力,從而調(diào)整自身姿態(tài)。具體的技術(shù)細節(jié)在“基本運動原理”中講述。[1] 因為它固有的復(fù)雜性,歷史上從未有大型的商用四軸飛行器。[1] 近年來得益于微機電控制技術(shù)的發(fā)展,穩(wěn)定的四軸飛行器得到了廣泛的關(guān)注,應(yīng)用前景十分可觀。國際上比較知名的四軸飛行器公司有中國大疆創(chuàng)新公司、法國Parrot公司、德國AscTec公司和美國3D Robotics公司。

  結(jié)構(gòu)原理

  結(jié)構(gòu)特性

  電機1和電機3逆時針旋轉(zhuǎn)的同時,電機2和電機4順時針旋轉(zhuǎn),因此當(dāng)飛行器平衡飛行時,陀螺效應(yīng)和空氣動力扭矩效應(yīng)均被抵消。

  四軸飛行器是一個在空間具有6個活動自由度(分別沿3個坐標(biāo)軸作平移和旋轉(zhuǎn)動作),但是只有4個控制自由度(四個電機的轉(zhuǎn)速)的系統(tǒng),因此被稱為欠驅(qū)動系統(tǒng)(只有當(dāng)控制自由度等于活動自由度的時候才是完整驅(qū)動系統(tǒng))。不過對于姿態(tài)控制本身(分別沿3個坐標(biāo)軸作旋轉(zhuǎn)動作),它確實是完整驅(qū)動的。

  與直升機相比,四軸飛行器可以實現(xiàn)的飛行姿態(tài)較少,不過基本的前進、后退、平移等狀態(tài)都可以實現(xiàn)。但是四軸飛行器的機械結(jié)構(gòu)遠遠比直升機簡單,維修和更換的開銷也非常小,這讓四軸飛行器有了比直升機更大的應(yīng)用優(yōu)勢。

  自動控制原理

  為了保持飛行器的穩(wěn)定飛行,在四軸飛行器上裝有3個方向的陀螺儀和3 軸加速度傳感器組成慣性導(dǎo)航模塊,可以計算出飛行器此時相對地面的姿態(tài)以及加速度、角速度。飛行控制器通過算法計算保持運動狀態(tài)時所需的旋轉(zhuǎn)力和升力,通過電子調(diào)控器來保證電機輸出合適的力。

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四軸飛行器知識

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