科普 | 植保无人机技术小知识(九)

△ 启飞A10植保无人机属旋翼无人机

02     四旋翼无人机的结构

1、安装平台

机体。机体由机架、外伸臂、分电板、载荷区、起落架组成。

(1)机架用于连接外伸臂、装下飞控板等设备，经常使用玻璃钢或碳纤维复合材料制作。

(2)外伸臂用于安装4个电动机，经常使用塑料、玻璃钢、碳纤维复合材料制作，选材时应同时考虑强度和质量。

(3)分电板用于电动机、电调、电源之间的焊接连接，有些还带有电压调节器，以驱动额外设备。

(4)载荷区用于承载相机、云台、农药箱等设备。

(5)起落架用于在着陆时保护机身。

2、感知与控制

自动驾驶仪。自动驾驶仪可分为飞行控制器、外部传感器系统、通信、驱动。

(1)飞行控制器主要功能有两点。接收来自遥控器的信号，控制电调输出，进而调整螺旋桨的转速完成无人机的起飞、悬停、俯仰、滚转、偏航、降落等动作；通过传感器的数据，在无控情况下，通过电调输出，稳定飞行器。

(2)加速度计和陀螺仪是基础的两个传感器，用来保持无人机的稳定。它们测量无人机的姿态角度和旋转角速度，多数都包含3个测量单元，用来测量3个轴向的数据。如所有传感器一样，使用前需要先校准。

(3)气压计是用来测高的传感器，根据气压和高度的变化关系，可以很好地测出高度的改变，一般内置一个温度传感器，用来补偿温度变化带来的影响。可以配合GPS获得海平面高度值，以修正高度。

(4)磁力计是用来定向的传感器，如指南针一样，利用地磁确定方向，使用时注意尽量避免强磁场的干扰。

(5)GPS卫星定位传感器可以为无人机提供位置、高度的信息，目前使用差分GPS定位精度可以达到0.5m甚至0.3m。

(6)电压与电流传感器用来测量飞控板块及驱动电压是否符合要求。只有稳定的电源电压才能让设备稳定地工作。另外，此传感器也用来测电源剩余电量。

(7)距离传感器分为超声和红外传感器，在无人机避障，着陆都有应用。

(8)地面站包含所有针对无人机在地面使用的装置。地面站的遥测模块可以与无人机双向通信，跟踪天线模块可以扩大工作范围，地面站软件可以把收集的数据形象地显示出来。

3、动力系统

电机与电调。

(1)电机是无人机的动力来源，目前主要使用无刷电动机，使用半导体开关实现电子换向，使用寿命长，动力比较强劲。

(2)电子调速器是用于控制无刷电动机的设备，它将时序的电能传给电动机，从而控制电动机的转速。

(3)螺旋桨。螺旋桨直接产生驱动无人机的推力，使之运动，螺旋桨的选择取决于电机和电调，材料主要有塑料、碳纤维、木质。螺旋桨的安装关系无人机和人身的安全，可以通过螺旋桨适配器固定它。

(4)电池。为无人机上的所有设备提供电能。电池的选择应同时考虑重量和容量，其中锂聚合物电池的能量密度大。