卢辉生

摘要：四旋翼无人机技术近年来愈发成熟，广泛应用于各个领域。本文分析了无人机的发展趋势，无人机的基本构成与安装调试方法。

关键词：无人机;安装;调试

四旋翼无人机是一种先进的多旋翼无人机，具有重量轻，速度快，飞行平稳等特点。这种四旋翼无人机广泛应用于影视航拍，电力巡线，航空测绘，农业等领域，能够为很多行业提供方便。

一、无人机发展趋势

随着科学技术的不断进步，无人机技术也在不断的发展，在很多的行业应用中用来取代传统的工作方式，如在农业植保、航拍录像、军事警用等多个方面均得到广泛的应用。

农业植保面的应用趋势：植保无人机在未来将会得到广泛的应用，可以执行喷洒农药，施肥，植物状况监测等方面的工作，提升农业林业生产的质量与效率。无人机还可用于森林火災的监测与预防。

生产生活方面的应用趋势：四旋翼无人机在生产生活方面的利用会更加广泛，比如道路交通安全中，可以对道路安全实施监测，辅助道路交通安全执法。无人机应用于物流运输能够提高运输效率。

军事领域的应用趋势：无人机的发展趋于隐身化，在军事探测，战场侦察，军事打击等方面将会有更加广泛的运用。

二、无人机总体结构

无人机的结构主要由机架，无刷电机，电子调速器，螺旋桨，电池，飞控部分等组成：

机架：机架是无人机的框架，将无人机的各个部分给组装起来，构成一个整体。常见的机架型号有F330，F360等，其中330，360代表对角电机中心的距离。

无刷电机：无刷电机是无人机的动力核心，为无人机的飞行提供动力。无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。无刷电机具有噪音低，运转顺畅，寿命长，维护成本低等特点。

电子调速器：无人机的电调，全称是电子调速器Electronic Speed Controler，英文缩写ESC，分为有刷电调和无刷电调。电调接收启动、停止、制动信号，以控制马达的启动、停止和制动;接收正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，使马达产生连续转矩。接收速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整马达转速。

螺旋桨：无人机的螺旋桨通过电机的转动使其旋转，为无人机提供飞行的动力。无人机的常见的几个指标有：直径，也就是两个桨尖的距离。螺距：螺旋桨（桨叶剖面迎角为零时）旋转一周在轴向移动的距离，螺距越大，提供的动力越足，飞行的速度越快，叶数：就是桨叶的个数。其常见材质有塑料桨，木桨和碳纤维桨叶。

电池：电池是无人机的能源供应中心，能够为无人机的飞行供能。

飞控部分：飞控主要有微控制器和IMU模块组成。IMU：就是姿态传感器，为加速度传感器、高度传感器，常用有MPU6050陀螺仪传感器和气压传感器，用来检测无人机的实时姿态传送给微控制器。微控制器：常用有stm32系列的MCU，通过读取IMU姿态反馈进而控制电调来驱动电机。无线传输模块：业界正常用PPM传输格式，简单点讲就是通过无线传输模块给MCU下指令。

三、无人机安装与调试步骤

1.支架安装调试

在进行无人机安装前，需要检查无人机的各个零配件是否完好无损。如果有损坏的零件需要进行及时更换和维修。在进行安装支架之前，需要对支架的结构有一定的了解，再进行安装，这样可以避免安装过程中出现的错误，提高安装的准确性与精度。

对机架进行安装调试，检查机架是否完好，然后将电池固定在支架底板上，注意正负极的接法要准确，避免后期再次调整。将脚架固定在机架下板上，GPS组件和飞机缓冲板安装于机架上板上，GPS方向要保持与机头方向一致，不能出错。紧接着在上下板之间固定机臂。将电子调速器和电源模块电源线焊接在电路板之上，要求在焊接的过程中需要将每一个焊点的焊接尽量做到完美，不能存在虚焊，短路等情况。焊接好之后需要对线路的连通性以及是否短路进行检测，避免因为短路问题而损坏电机或者其他元件，造成损失。

2.电机与电调调试

电机安装在四个机臂的末端，需要先安装电机架，以固定电机，然后再进行电机的安装。安装电机的时候需要有一定的顺序，不能够随意安装，应当从右前方的电机开始安装，然后逆时针依次安装。而且在电机安装过程中，要注意四个电机的旋转方向不同，要着重区别。以左上角的一颗为基准，四枚电机的旋转方向依次是逆时针，顺时针，逆时针和顺时针。有些电机在上没有注明旋转方向，需要多旋转方向进行判断，常用的判断方法有两种：第一种是电机上面有桨帽，如果顺时针能把拧紧，则电机的旋转方向为逆时针。第二种方式是直接将电机接入电压比较小的电源，然后进行分析顺时针还是逆时针。

在安装好电动机之后，需要进行电调的安装，电调直接与电机安装在一起，注意接头要连接好，而且顺序不能打乱。

电机的测试主要有两个方面，第一个是电机是否能够正常运转，第二个是电机的旋转方向是否符合安装规定。连接电源，打开遥控，轻推油门，检查他们是否转动。检查旋转方向是可以采用两种方式，第一种是观察法，从发动机的旋转状态上直接观察;第二种是使用无人机控制系统的自动测试功能来判断是否正确。

电子调速器需要进行校准。在进行校准时，需要断开无人机的电源，将遥控器的油门加至最大，再把无人机的电源打开，听到提示音之后，马上断开电源，然后再次接通电源，将油门调至最低，出现提示音之后，断开电源，完成电动调速器的测试。

3.飞控安装调试

安装飞控时首先在飞行控制器上粘贴双面胶，固定于缓冲板之上，在固定时尤其注意，箭头要指向无人机的机头方向。接收机的位置在飞控的一侧，GPS的位置与接收机位置对称。安装之后，要将接口对应一一插好，注意插孔的插入顺序，不能插错或者插反。

飞控的调试需要对飞行控制器的指令进行测试。首先打开四旋翼无人机电源开关，然后轻轻推动油门，无人机缓慢升空，在低处对无人机的各项指令的运行情况进行一个调试。无人机常用的飞行模式有：自稳，定点，定高，悬停，返航等操作。在测试时逐一进行操作，观察无人机的动作是否与命令一致，有无偏差，若有偏差需要及时进行调整，然后再测试。需要注意的是，飞控的安装与调试需要在低空中进行，避免飞行器测试中坠落损坏，造成经济损失。

四、小结

四旋翼无人机是近些年来逐渐发展的一种无人机，具有很多优点，比如，高控制性，稳定性，便捷性等。这些优点会使得四旋翼无人机的应用更加广泛。无人机未来会朝着续航能力更强，通讯能力更强，稳定性更高，更加小巧的方向发展。四旋翼无人机的安装过程比较复杂，需要细心的调试安装。本文主要探究了无人机的发展趋势，分析了四旋翼无人机的结构和安装调试方法，为广大无人机使用者安装调试无人机提供一些更加全面的思路。

参考文献：

[1]王赛赛.基于自抗扰控制的四旋翼无人机飞行控制研究[D].2019.

[2]齐晓慧，王洪军.四旋翼无人机的自抗扰控制研究[J].测控技术，2014（5）：61-64.

[3]ZHU Jiayuan， YANG Zhong， XU Changliang，等. 四旋翼无人机自抗扰飞行控制器研究[J]. 应用科技， 2019， 046（001）：29-35，42.