無人機(jī)裝調(diào)檢修技術(shù)與人工智能應(yīng)用課件：電動機(jī)、電調(diào)、螺旋槳葉

動腦思考探索新知.

電動機(jī)

電動機(jī)是無人機(jī)（穿越機(jī)）的動力來源，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速決定了無人機(jī)飛行速度和承載重量，如圖4-1所示。圖4-1無人機(jī)上的無刷電動機(jī)動腦思考探索新知

4.1.1電動機(jī)的分類（1）有刷電動機(jī)(見圖4-2、圖4-3所示）是所有電動機(jī)的基礎(chǔ)，具有以下特點：1）啟動快，制動快。2）可在大范圍內(nèi)平滑地調(diào)速。3）控制電路相對簡單等特點。

圖4-2有刷空心杯電動機(jī)動腦思考探索新知

4.1.1電動機(jī)的分類圖4-3空心杯電動機(jī)結(jié)構(gòu)動腦思考探索新知

4.1.1電動機(jī)的分類

（2）無刷電動機(jī)（見圖4-4）中去除了機(jī)械式換相器，改由電子電路進(jìn)行換相，彌補(bǔ)了有刷電動機(jī)的缺點，被無人機(jī)廣泛采用，并具有以下特點：動腦思考探索新知

4.1.1電動機(jī)的分類1）不會產(chǎn)生電火花。2）運轉(zhuǎn)時，摩擦力小，噪音低。3）可連續(xù)工作20000h左右，免維護(hù)，使用壽命長，可達(dá)7-10年。動腦思考探索新知

4.1.1電動機(jī)的分類

圖4-4無刷電動機(jī)動腦思考探索新知

4.1.2無刷電動機(jī)分類按轉(zhuǎn)子類型不同，無刷電動機(jī)可分為以下兩類。（1）

內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷電動機(jī)。1）內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動部分是磁極，在定子線圈內(nèi)部，轉(zhuǎn)動慣量集中在內(nèi)部轉(zhuǎn)子上，因此轉(zhuǎn)速較高。2）因為力矩較小，導(dǎo)致扭力不足，只適用于高速、小扭力應(yīng)用場合，如圖4-5所示。動腦思考探索新知

4.1.2無刷電動機(jī)分類圖4-5內(nèi)轉(zhuǎn)子電動機(jī)結(jié)構(gòu)動腦思考探索新知

4.1.2無刷電動機(jī)分類（2）外轉(zhuǎn)子無刷電動機(jī)。1）外轉(zhuǎn)子無刷電動機(jī)將磁極鑲嵌在外殼作為轉(zhuǎn)子，線圈固定于內(nèi)部，轉(zhuǎn)動慣量集中在外殼上，能量密度高、輸出轉(zhuǎn)速低、轉(zhuǎn)矩大。2）外轉(zhuǎn)子無刷電動機(jī)在多旋翼無人機(jī)上，可以直接驅(qū)動螺旋槳葉，避免了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，提高了安全性和可靠性，如圖4-6所示。動腦思考探索新知

4.1.2無刷電動機(jī)分類圖4-6外轉(zhuǎn)子電動機(jī)結(jié)構(gòu)動腦思考探索新知

4.1.3無刷電動機(jī)的零、部件圖4-7無刷電動機(jī)零、部件動腦思考探索新知

4.1.3無刷電動機(jī)結(jié)構(gòu)圖4-8無刷電動機(jī)結(jié)構(gòu)動腦思考探索新知

4.1.4無刷電動機(jī)與螺旋槳葉匹配參考表

表4-1無刷電動機(jī)與螺旋槳葉匹配參考表動腦思考探索新知

4.1.5無刷電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的判別1）

無刷正轉(zhuǎn)電動機(jī)：順時針旋轉(zhuǎn)（逆時針方向能夠扭松無刷電動機(jī)的螺母）。2）

無刷逆轉(zhuǎn)電動機(jī)：逆時針旋轉(zhuǎn)（順時針方向能夠扭松無刷電動機(jī)的螺母）。動腦思考探索新知

4.1.6無刷電動機(jī)受損判斷

圖4-9機(jī)殼受損鑒別1）無刷電動機(jī)機(jī)殼受損鑒別，如圖4-9所示。動腦思考探索新知

4.1.6無刷電動機(jī)受損判斷

圖4-10線圈受損鑒別2）無刷電動機(jī)線圈受損鑒別，如圖4-10所示。動腦思考探索新知

電

調(diào)

電調(diào)是用作驅(qū)動無刷電機(jī)轉(zhuǎn)動的電子設(shè)備，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，通過讀取飛控的油門信號，可快速調(diào)節(jié)無刷電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)無人機(jī)的可控飛行。

穿越機(jī)電調(diào)具有功率密度大，體積小，反應(yīng)迅速，

重量輕等特點。動腦思考探索新知4.2.1分類圖4-11獨立電調(diào)1）獨立電調(diào)，一個獨立的電調(diào)負(fù)責(zé)驅(qū)動一個無刷電動機(jī)，組裝無人機(jī)時比較復(fù)雜，如圖4-11所示。動腦思考探索新知4.2.1分類圖4-12四合一電調(diào)2）四合一電調(diào)，四個獨立的電調(diào)設(shè)計、制造在一個電路板上，驅(qū)動四個無刷電動機(jī)，安裝簡單，如圖4-12所示。動腦思考探索新知4.2.2電調(diào)關(guān)鍵的元器件

1）單片機(jī)-微控制單元（MCU）:核心器件，是整個四合一電調(diào)的大腦，負(fù)責(zé)接收遙控器的油門指令，根據(jù)電動機(jī)反電動勢，輸出電動機(jī)的控制信號，驅(qū)動電動機(jī)協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，如圖4-13所示。動腦思考探索新知4.2.2電調(diào)關(guān)鍵的元器件圖4-13電調(diào)的單片機(jī)及驅(qū)動1）單片機(jī)-微控制單元（MCU）:動腦思考探索新知4.2.2電調(diào)關(guān)鍵元器件2）驅(qū)動集成電路（IC）:

輸出的脈沖寬度調(diào)制（PWM）信號增強(qiáng)，驅(qū)動金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）。動腦思考探索新知4.2.2電調(diào)關(guān)鍵元器件3）低內(nèi)阻功率管-MOS管:等效電子開關(guān)按照一定的方式給電動機(jī)通電，如圖4-14所示。4）采樣電阻:流過采樣電阻的電流，通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換后，將數(shù)值顯示在屏幕上。動腦思考探索新知4.2.2電調(diào)關(guān)鍵的元器件圖4-14電調(diào)的低內(nèi)阻功率管及采樣電阻動腦思考探索新知4.2.3四合一電調(diào)外接線路圖圖4-15四合一電調(diào)外接線路圖動腦思考探索新知4.2.4電調(diào)選擇（1）

單片機(jī)——MCU。（2）MOS管。1）MOS管內(nèi)阻值：MOS管的內(nèi)阻值越低，發(fā)熱量越小，電調(diào)越穩(wěn)定。2）MOS的節(jié)電容：MOS管的節(jié)電容越低，開關(guān)速度越快，切換速度越快。3）在不裝散熱器的情況下：3mm×3mm的MOS管，

可以用在30A電流以下的電調(diào)上。動腦思考探索新知4.2.4電調(diào)選擇

（3）電路板

電調(diào)的電路板采用鍍銅工藝，大電流通過線路板時可以減少發(fā)熱；銅鍍的越厚，則性能越好，如圖4-16所示。

圖4-16電路板采用鍍銅工藝動腦思考探索新知4.2.4電調(diào)選擇

（4）散熱器

增加散熱器能有效提高電調(diào)的散熱速度，降低電調(diào)的溫度；使其穩(wěn)定性更好，如圖4-17所示。

圖4-17散熱器動腦思考探索新知

螺旋槳葉

螺旋槳（見圖4-18）是指靠槳葉在空氣旋轉(zhuǎn)，將電動機(jī)轉(zhuǎn)動功率轉(zhuǎn)化為推進(jìn)力的裝置，它有兩個或多個葉片與轂相連，葉片的向后推進(jìn)面為螺旋面或近似于螺旋面的一種推進(jìn)器，如圖4-19所示。動腦思考探索新知圖4-18螺旋槳

圖4-19螺旋槳工作時，迎風(fēng)狀態(tài)動腦思考探索新知4.3.1螺旋槳葉各部分名稱圖4-20槳葉各部名稱動腦思考探索新知4.3.2螺旋槳葉各部位的作用圖4-21螺旋槳葉各部位的作用（1）動腦思考探索新知4.3.2螺旋槳葉各部位的作用圖4-21螺旋槳葉各部位的作用（2）動腦思考探索新知4.3.2螺旋槳葉各部位的作用圖4-21螺旋槳葉各部位的作用（3）動腦思考探索新知4.3.3螺旋槳葉制造、檢測過程圖4-22螺旋槳葉制造、檢測過程（1）動腦思考探索新知4.3.3螺旋槳葉制造、檢測過程圖4-22螺旋槳葉制造、檢測過程（2）動腦思考探索新知4.3.4槳葉材質(zhì)1）槳葉是一個高速旋轉(zhuǎn)的零件，由于轉(zhuǎn)速極快，微小質(zhì)量的變化就會對其轉(zhuǎn)動慣量帶來極大的影響，轉(zhuǎn)動慣量將直接影響螺旋槳的加速度和減速度。動腦思考探索新知4.3.4槳葉材質(zhì)2）槳葉是產(chǎn)生推力，其材質(zhì)太軟槳尖會上翹，槳尖太硬又容易折斷，其選材非常重要。3）槳葉常用材料：聚碳酸酯（PC）、丙烯腈-丁二烯-烯乙烯共聚物（ABS）、PC+ABS、碳纖、木質(zhì)及混合料。動腦思考探索新知4.3.5槳葉檢測圖4-23槳葉靜平衡測試儀

槳葉靜平衡測試儀，如圖4-23所示。動腦思考探索新知4.3.6螺旋槳葉安裝及調(diào)試（1）不安裝槳葉調(diào)試的原因1）無人機(jī)的起飛是靠螺旋槳快速旋轉(zhuǎn)，推動空氣快速流動，產(chǎn)生動力,稍微不注意就會損壞槳葉，嚴(yán)重一點就會傷到人或者設(shè)備。動腦思考探索新知4.3.6螺旋槳葉安裝及調(diào)試

（2）無槳葉調(diào)試，就是為了保證操作者的人身安全，

為了避免出現(xiàn)不可挽回的后果！動腦思考探索新知4.3.6螺旋槳葉安裝及調(diào)試

（2）調(diào)試前的準(zhǔn)備1）將電腦、連接線、鋰電池、無人機(jī)放在水平面的地面。

動腦思考探索新知4.3.6螺旋槳葉安裝及調(diào)試2）特別注意：調(diào)試前，將連接線USB一端與電腦連接，連接線另一端不要與無人機(jī)連接，無人機(jī)也不要接通電源。動腦思考探索新知4.3.6螺旋槳葉安裝及調(diào)試（3）

調(diào)試步驟1）安裝谷歌瀏覽器，安裝完成后，桌面上出現(xiàn)圖標(biāo)，如圖4-24所示。圖4-24谷歌瀏覽器動腦思考探索新知4.3.6螺旋槳葉安裝及調(diào)試（3）調(diào)試步驟2）點開谷歌瀏覽器，找到擴(kuò)展程序，如圖4-25所示。圖4-25擴(kuò)展程序動腦思考探索新知4.3.6螺旋槳葉安裝及調(diào)試（3）

調(diào)試步驟3）解壓調(diào)參軟件，將解壓的文拖至打開的拓展程序中，單擊“添加應(yīng)用”，如圖4-26所示。圖4-26單擊“添加應(yīng)用”動腦思考探索新知4.3.6螺旋槳葉安裝及調(diào)試（4）無槳葉調(diào)參1）穿越機(jī)與連接線相連，打開軟件BETAFLIGHT，界面如圖4-27所示。

圖4-27打開軟件界面動腦思考探索新知4.3.6螺旋槳葉安裝及調(diào)試（4）無槳葉調(diào)參2）穿越機(jī)放在水平面，單擊加速度計校準(zhǔn)，單擊保存并重啟，如圖4-28所示。圖4-28校正飛行器水平動腦思考探索新知4.3.6螺旋槳葉安裝及調(diào)試圖4-29設(shè)置端口

（4）無槳葉調(diào)參3）設(shè)置端口，單擊保存并重啟，如圖4-29所示。動腦思考探索新知4.3.6螺旋槳葉安裝及調(diào)試圖4-30選擇四軸飛行器（4）無槳葉調(diào)參4）選擇四軸飛行器，選擇SBUS接收機(jī)，選擇正確的電調(diào)協(xié)議，選擇解鎖時電動機(jī)是否旋轉(zhuǎn)，單擊保存并重啟，如圖4-30所示。動腦思考探索新知4.3.6螺旋槳葉安裝及調(diào)試圖4-31設(shè)置參數(shù)（4）無槳葉調(diào)參5）設(shè)置參數(shù)，單擊保存并重啟，如圖4-31所示。動腦思考探索新知4.3.6螺旋槳葉安裝及調(diào)試

圖4-32測試（4）無槳葉調(diào)參6）測試是否成功連接遙控器以及通道正、反是