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

動腦思考探索新知.

電動機

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

4.1.1電動機的分類（1）有刷電動機(見圖4-2、圖4-3所示）是所有電動機的基礎，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有刷空心杯電動機動腦思考探索新知

4.1.1電動機的分類圖4-3空心杯電動機結構動腦思考探索新知

4.1.1電動機的分類

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

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

4.1.1電動機的分類

圖4-4無刷電動機動腦思考探索新知

4.1.2無刷電動機分類按轉子類型不同，無刷電動機可分為以下兩類。（1）

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

4.1.2無刷電動機分類圖4-5內(nèi)轉子電動機結構動腦思考探索新知

4.1.2無刷電動機分類（2）外轉子無刷電動機。1）外轉子無刷電動機將磁極鑲嵌在外殼作為轉子，線圈固定于內(nèi)部，轉動慣量集中在外殼上，能量密度高、輸出轉速低、轉矩大。2）外轉子無刷電動機在多旋翼無人機上，可以直接驅動螺旋槳葉，避免了復雜的結構，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無刷電動機分類圖4-6外轉子電動機結構動腦思考探索新知

4.1.3無刷電動機的零、部件圖4-7無刷電動機零、部件動腦思考探索新知

4.1.3無刷電動機結構圖4-8無刷電動機結構動腦思考探索新知

4.1.4無刷電動機與螺旋槳葉匹配參考表

表4-1無刷電動機與螺旋槳葉匹配參考表動腦思考探索新知

4.1.5無刷電動機旋轉方向的判別1）

無刷正轉電動機：順時針旋轉（逆時針方向能夠扭松無刷電動機的螺母）。2）

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

4.1.6無刷電動機受損判斷

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

4.1.6無刷電動機受損判斷

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

電

調(diào)

電調(diào)是用作驅動無刷電機轉動的電子設備，將直流電轉換為交流電驅動電機轉動，通過讀取飛控的油門信號，可快速調(diào)節(jié)無刷電動機的轉速，從而實現(xiàn)無人機的可控飛行。

穿越機電調(diào)具有功率密度大，體積小，反應迅速，

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)負責驅動一個無刷電動機，組裝無人機時比較復雜，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)設計、制造在一個電路板上，驅動四個無刷電動機，安裝簡單，如圖4-12所示。動腦思考探索新知4.2.2電調(diào)關鍵的元器件

1）單片機-微控制單元（MCU）:核心器件，是整個四合一電調(diào)的大腦，負責接收遙控器的油門指令，根據(jù)電動機反電動勢，輸出電動機的控制信號，驅動電動機協(xié)調(diào)運轉，如圖4-13所示。動腦思考探索新知4.2.2電調(diào)關鍵的元器件圖4-13電調(diào)的單片機及驅動1）單片機-微控制單元（MCU）:動腦思考探索新知4.2.2電調(diào)關鍵元器件2）驅動集成電路（IC）:

輸出的脈沖寬度調(diào)制（PWM）信號增強，驅動金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）。動腦思考探索新知4.2.2電調(diào)關鍵元器件3）低內(nèi)阻功率管-MOS管:等效電子開關按照一定的方式給電動機通電，如圖4-14所示。4）采樣電阻:流過采樣電阻的電流，通過數(shù)/模轉換器（ADC）轉換后，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——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，將電動機轉動功率轉化為推進力的裝置，它有兩個或多個葉片與轂相連，葉片的向后推進面為螺旋面或近似于螺旋面的一種推進器，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的零件，由于轉速極快，微小質(zhì)量的變化就會對其轉動慣量帶來極大的影響，轉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）無人機的起飛是靠螺旋槳快速旋轉，推動空氣快速流動，產(chǎn)生動力,稍微不注意就會損壞槳葉，嚴重一點就會傷到人或者設備。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)試前的準備1）將電腦、連接線、鋰電池、無人機放在水平面的地面。

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連接，無人機也不要接通電源。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，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，找到擴展程序，如圖4-25所示。圖4-25擴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“添加應用”，如圖4-26所示。圖4-26單擊“添加應用”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）穿越機放在水平面，單擊加速度計校準，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設置端口

（4）無槳葉調(diào)參3）設置端口，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，選擇正確的電調(diào)協(xié)議，選擇解鎖時電動機是否旋轉，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設置參數(shù)（4）無槳葉調(diào)參5）設置參數(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