动手做个无人机组装篇(一):机架、电机、螺旋桨

赋明通

覃原做好了树莓派图传准备后，就开始动手做F450四轴无人机了。由于是新手入门四轴所以在某宝上买的套件，按照新手教程一步一步去手工焊接组装完成了一个稳飞的无人机，但本着学习的目的，动手做完后就要拥有自己独立制作无人机的能力，接下来就分享如何DIY一个可以上天无法入地的四轴无人机~

首先你需要自己准备以下材料：

F450机架+脚架XK 2212 无刷电机(4个)、9450自锁桨(新手建议准备3对以上)3S 4200MH高倍率航模电池+充电器+电压计(含BEC功能)BL-30A电调(2-6S)(4个)
PIX2.4.8飞控+飞控减震板GPS+GPS支架
乐迪AT9S/富斯I6/MC6遥控器

焊枪、锡条、尼龙扎带、魔术贴、魔术扎带、安装扳手、热缩管、BB响等

注意：上面的材料只是覃原的选择，如果你想做一个性能更好、飞行时间更久、距离更远的无人机，可以择优选择。比如无刷电机可以更换优质电机，航模电池可以选择4S以上，遥控器可以选择乐迪AT9S等等，下面就先简略介绍下各个部分。一、机架
无人机的机架最重要的一个参数就是自身的重量，所以机架在选择和设计时要尽可能的轻，这样无人机载重就能得到适当的提升，一般常见的机身材料有塑料和炭纤维两种，它们有自己不同的优势，对于初学者可以选购F450塑料机架就行，但是需要定期对机架固定的螺丝进行巩固防止松动。如果你有3D打印机和设计能力，完全可以自己打印出一体飞行机架！



图片中下面的就是无人机的脚架，这是一个四轴的无人机机架，中间部分用来固定飞控、航模电池、传感器等器件，四个轴处用于固定电机和电调，该款F450在飞行时动力需求较大，因此桨叶直径较大和电机的旋转速度较快，操作不当可能会造成严重的后果，如果周围没有宽阔的飞行环境建议选择其他小型的无人机组装学习!
二、电机和螺旋桨
无人机主要是靠电机高速旋转带动螺旋桨，从而产生较大的飞行动力使无人机起飞，因此电机的选择也很重要哦。这里覃原就不对电机工作原理做更多的介绍，感兴趣的可以自己去查询相关知识。常见的多旋翼无人机电机可以分为有刷电机和无刷电机，覃原这里的电机选用的XK 2212 KV: 950无刷电机，简单了解下无刷电机的常见指标：定子高度、定子宽度、电机KV值。在电机上通常会标明电机型号2212/2216/2312等，前两个数字22/23表示的是电机定子的直径，后两个数字表示的是电机定子的高度，单位都是毫米，即2212表示定子的直径为22mm、高度为12mm。指标KV值表示电机在空载(不安装螺旋桨)的情况下，电压每增加1V电机每分钟增加的转数。即电机KV值越小，电机的动力越大；反之KV值越大动力越小，速度越快。相信会开车的读者结合档位一定很容易理解到这点。



对于螺旋桨来说，我们知道桨叶与平面之间存在着一个夹角，从而在高速旋转时才会产生对空气的推力，再根据力的相互作用使无人机上升起飞，那我们这里选择的9045自锁桨中的9045代表什么意思嘞？首先要了解下什么叫螺距——沿着螺旋线方向两个不同螺纹之间的距离，通常单位用是英尺，即下图所示：



那螺旋桨的数字代表什么意思嘞？常见的7045、8045、9045、9045这些指标的后两个数字表示的是螺距，前面两个数字表示的是桨叶直径大小，比如9045表示直径为9.0英尺，螺距为4.5英尺；需要注意的是1045表示的是桨直径为10英尺而不是1.0英尺。桨的直径越长，在相同电机转速下的拉力就越大，反之直径越小拉力就越小。除了下面的二叶桨外还有三叶桨、四叶桨，在其他参数一致的情况下桨叶越多拉力越大，但是需要的驱动电流就越大，并且在多旋翼中二叶桨效率更高，更合适！



提醒：在无人机组装和调试的全过程中千万不要装桨叶，因为高速旋转的电机安装桨叶后造成的破坏性是相当大的，避免受伤！！！

本次就先介绍无人机机架、电机、桨叶这几个部分，下篇将继续介绍航模电池、充电器、电压计以及电调，等了解完这几个部分后在动手焊接组装一台完整的无人机！



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