無人機檢測與維修 課件 項目3、4 無人機傳感器的檢測與安裝、無人機動力系統(tǒng)檢測與維修

無人機檢測與維修項目三

無人機傳感器的檢測與安裝任務(wù)3.1無人機氣壓傳感器檢測與安裝MS5611壓傳感器模塊提供了一個精確的24位數(shù)字壓力值和溫度值以及不同的操作模式，可以提高轉(zhuǎn)換速度并優(yōu)化電流消耗。高分辨率的溫度輸出無須額外傳感器可實現(xiàn)高度計溫度計功能。MS5611氣壓傳感器只有5.0mm×3.0mm×1.0mm小尺寸。這款傳感器采用領(lǐng)先的MEMS技術(shù)并得益于MEAS（瑞士）十余年的成熟設(shè)計以及大批量制造經(jīng)驗，保證產(chǎn)品具有高穩(wěn)定性以及非常低的壓力信號延遲。按封裝形式不同可分MS5611-01BA03金屬封裝和MS5611-01BA01塑殼封裝兩種型號。任務(wù)3.2無人機電子羅盤檢測與安裝電子羅盤又稱數(shù)字羅盤，與傳統(tǒng)指針式和平衡架結(jié)構(gòu)羅盤相比能耗低、體積小、重量輕、精度高、可微型化，其輸出信號通過處理可以實現(xiàn)數(shù)碼顯示，不僅可以用來指向，其數(shù)字信號可直接送到自動舵，控制船舶的操縱。廣為使用的是三軸捷聯(lián)磁阻式數(shù)字磁羅盤，這種羅盤具有抗搖動和抗振性、航向精度較高、對干擾磁場有電子補償、可以集成到控制回路中進行數(shù)據(jù)鏈接等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于航空、航天、機器人、航海、車輛自主導(dǎo)航等領(lǐng)域。任務(wù)3.2無人機電子羅盤檢測與安裝無人機上常用的電子羅盤芯片有HMC5883、HMC5883L、HMC6343等，如圖3-8所示。其主要作用是給無人機找方向，通俗講具有指北針的作用。任務(wù)3.3無人機三軸加速度計的安裝認識三軸加速度計：加速度計是測量運載體線加速度的儀表，如圖3-12。三軸加速度傳感器是基于加速度的基本原理去實現(xiàn)工作，具有體積小和重量輕特點，可以測量空間加速度，能夠全面準確反映物體的運動性質(zhì)，在航空航天、機器人等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。任務(wù)3.3無人機三軸加速度計的安裝三軸加速度計作用（1）測量比力三軸加速度計是一種慣性傳感器，能夠測量物體的比力，即去掉重力后的整體加速度或者單位質(zhì)量上作用的非引力。當加速度計保持靜止時，加速度計能夠感知重力加速度，而整體加速度為零。在自由落體運動中，整體加速度就是重力加速度，但加速度計內(nèi)部處于失重狀態(tài)，而此時三軸加速度計輸出為零。（2）測量角度三軸加速度計的原理能夠用來測量角度。在沒有外力作用的情況下，加速度計也能夠精確地測量俯仰角和滾轉(zhuǎn)角，且沒有累積誤差。MEMS三軸加速度計是采用壓阻式、壓電式和電容式工作原理，產(chǎn)生的比力（壓力或者位移）分別正比于電阻、電壓和電容的變化。這些變化可以通過相應(yīng)的放大和濾波電路進行采集。該傳感器的缺點是受振動影響較大。鑒于三軸加速度計測量角度的工作原理三軸加速度計無法測量偏航角、可測量俯仰角和橫滾角。任務(wù)3.4無人機數(shù)字陀螺儀的安裝陀螺儀是感受空間姿態(tài)的傳感器，是一種用來感測與維持方向的裝置，基于角動量不滅的理論設(shè)計出來的。陀螺儀主要是由一個位于軸心可以旋轉(zhuǎn)的輪子構(gòu)成。陀螺儀器最早是用于航海導(dǎo)航，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，它在航空和航天事業(yè)中也得到廣泛的應(yīng)用。陀螺儀器不僅可以作為指示儀表，而更重要的是它可以作為自動控制系統(tǒng)中的一個敏感元件，即可作為信號傳感器。根據(jù)需要，陀螺儀器能提供準確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號，以便駕駛員或用自動導(dǎo)航儀來控制飛機、艦船或航天飛機按一定的航線飛行。陀螺儀的應(yīng)用相當廣的，它在現(xiàn)代國防建設(shè)和國民經(jīng)濟建設(shè)中均占重要的地位。任務(wù)3.4無人機數(shù)字陀螺儀的安裝常用數(shù)字陀螺儀：無人機飛控上使用的是數(shù)字陀螺儀芯片。主要型號有ITG-3200、ITG3250、ITG6000等，如圖3-19所示。ITG-3200是全球首例單一芯片并以數(shù)字方式輸出的三軸MEMS陀螺儀IC，起初是專為游戲、3D鼠標以及3D遙控應(yīng)用而設(shè)計。任務(wù)3.4無人機數(shù)字陀螺儀的安裝ITG3205：輸出為數(shù)字量，三個整合之16-bit的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADCs），提供陀螺儀同步取樣，且不需額外的多任務(wù)器。可選擇的內(nèi)部的數(shù)字低通濾波器，并可編程改變其帶寬，并帶有快速模式（400KHZ）的IIC接口。此外，還嵌入了溫度傳感器和精度為2%的內(nèi)部晶振。任務(wù)3.4無人機數(shù)字陀螺儀的安裝MPU-60X0模塊：MPU-6000（6050）為全球首例整合6軸運動處理組件，相較于多組件方案，免除了組合陀螺儀與加速器時間軸之差的問題，減少了大量的封裝空間。當連接到三軸磁強計時，MPU-60X0提供完整的9軸運動融合輸出到IIC或SPI端口（SPI僅在MPU-6000上可用）。本次課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)到此結(jié)束謝謝大家！標題名稱無人機檢測與維修項目四無人機動力系統(tǒng)檢測與維修任務(wù)4.1無人機動力電池檢測與維護電池性能標稱：電壓、容量、放電能力是無人機動力電池非常重要的性能參數(shù)。電池的電壓用伏特（V）來表示。標稱電壓只是廠家按照國家標準標示的電壓。實際上，電池在使用過程中其電壓是不斷變化的。鋰聚合物電池的標稱電壓是3.7V，充電后滿電電壓可達4.2V，放電后的保護電壓為3.6V。在實際使用過程中，電池的電壓會產(chǎn)生壓降，這和電池所帶動的負載有關(guān)，也就是說電池所帶的負載越大，電流越大，電池的電壓就越小，在去掉負載后電池的電壓還可恢復(fù)到定值。任務(wù)4.1無人機動力電池檢測與維護無人機電池都是鋰電池。鋰電池在使用時，必須串聯(lián)才能達到使用電壓需要。因此聚合物電池需要專用的充電器，盡量選用平衡充電器。根據(jù)充電原理的不同，充電器可分為串型式平衡充電器和并行式平衡充電器。并行式平衡充電器使電池塊內(nèi)部每節(jié)串聯(lián)電池都配備單獨的充電回路，互不干涉。任務(wù)4.1無人機動力電池檢測與維護無人機的電池和充電池選擇一定要謹慎，由于無人機使用的都是高能量的鋰聚合物電池，瞬間放電能造成爆炸、起火等危險，所以無人機的電池在充電的時候也是必須謹慎注意，選擇合適的充電器和合適的充電方法能夠盡量避免危險發(fā)生。任務(wù)4.2無人機無刷電調(diào)檢測與維修電調(diào)是動力系統(tǒng)的重要組成部分，多旋翼無人機使用的無刷電機必須通過無刷電調(diào)的驅(qū)動才能運轉(zhuǎn)。無刷電調(diào)的標稱通常是：品牌+輸出能力。例如：好盈40A。無刷電調(diào)在結(jié)構(gòu)上由輸入部分電源線、電調(diào)主體、輸出部分電源線、信號輸入線、連接件等構(gòu)成。任務(wù)4.2無人機無刷電調(diào)檢測與維修無刷電調(diào)的輸入端由電源線與插頭共同構(gòu)成，插頭是連接飛行器與電池的連接件，而輸入線則是可以通過較大電流的硅膠線。硅膠高溫線具有優(yōu)良的耐高溫及耐低溫性能、具有優(yōu)良的耐高壓、耐酸堿性能，其內(nèi)部是由多根0.08mm細銅絲組成，具有良好的過大電流能力。信號輸入線由三根導(dǎo)線構(gòu)成，與飛控或接收機相連。無刷電調(diào)輸出端的三根細線連接電機。任務(wù)4.3無人機無刷電機檢測與維修無人機常用動力電機可分有刷電機和無刷電機兩種。有刷電機采用機械換向，磁極不動（定子），線圈旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)子）。電機工作時，線圈和換向器旋轉(zhuǎn)，磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn)，線圈電流方向的交替變化是隨電機轉(zhuǎn)動的換相器和電刷來完成。任務(wù)4.3無人機無刷電機檢測與維修無刷電機的前蓋、中蓋、后蓋主要是整體結(jié)構(gòu)件，起到構(gòu)建電機整體結(jié)構(gòu)的作用。但外轉(zhuǎn)子無刷電機的外殼也是磁鐵的磁路通路，所以外殼必須是導(dǎo)磁性物質(zhì)構(gòu)成。內(nèi)轉(zhuǎn)子的外殼只是結(jié)構(gòu)件，所以不限材質(zhì)。但內(nèi)轉(zhuǎn)子電機比外轉(zhuǎn)子電機多一個轉(zhuǎn)子鐵芯，該轉(zhuǎn)子鐵芯同樣也是起到磁路通路的作用。磁鐵：安裝在轉(zhuǎn)子上，是無刷電機的重要組成部分。無刷電機的絕大部分性能參數(shù)都與磁鐵相關(guān)，包括功率、轉(zhuǎn)速、扭矩等。任務(wù)4.4無人機舵機的檢測與維修舵機是在自動駕駛儀中操縱固定翼無人機舵面轉(zhuǎn)動的一種執(zhí)行部件。舵機可分為以下四種：1）按照舵機的控制電路分：模擬舵機和數(shù)字舵機。模擬舵機的控制電路為純模擬電路，需要一直發(fā)送目標信號才能轉(zhuǎn)到指定位置，響應(yīng)速度較慢，無反應(yīng)區(qū)較大；數(shù)字舵機內(nèi)部控制電路則加上了微控制器，只需要發(fā)送一次目標信號即可到達指定位置，速度比模擬舵機更快，無反應(yīng)區(qū)也更小。2）按照使用對象分：航模舵機、車模舵機、船模舵機和機器人舵機。航模舵機一般要求速度快、精度高，而車模和船模用的舵機一般要求具有大扭矩和防水性好。3）按照內(nèi)部機械材質(zhì)分：塑料齒舵機和金屬齒舵機。塑料齒舵機內(nèi)部的傳動齒輪是塑料的，重量輕價格低，但扭矩較小無法做大。金屬齒舵機的扭矩更大，舵機更結(jié)實耐用，但相比塑料齒更重也更貴。4）按照外部接口和舵機的控制方式分：PWM舵機和串行總線舵機。4.4.2無人機舵機結(jié)構(gòu)舵機由外殼、舵盤、直流馬達、變速齒輪組、可調(diào)電位器、電子控制板等組成。任務(wù)4.4無人機舵機的檢測與維修舵機內(nèi)部的控制驅(qū)動電路板從外界接收控制信號，經(jīng)過處理后變?yōu)橐粋€直流偏置電壓，在控制板內(nèi)部有一個基準電壓，這個基準電壓由電位器產(chǎn)生并反饋到控制板。將外部獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓進行比較獲得電壓差，并輸出到電機驅(qū)動芯片驅(qū)動電機，電壓差的正負決定電機的正反轉(zhuǎn)，大小決定旋轉(zhuǎn)的角度，電壓差為0時，電機停止轉(zhuǎn)動。任務(wù)4.4無人機舵機的檢測與維修舵機輸入的三根線，紅色線為電源正極，咖啡色線的為電源負極，黃色線為控制信號線。舵機的控制通常采用PWM