资源简介

(共30张PPT)
第七节
无人机的基本组成
学习目标
了解多旋翼无人机的基本组成
认识多旋翼无人机各组成部分的功能
学习目标
无人机是一种复杂的设备，你知道它由哪些部分组成吗？
学习目标
随着无人机技术的发展，无人机的结构越来越多样化，其用途也在不断扩展。无人机的各组成部分与其用途、功能密切相关。不同类别、不同功能的无人机，其组成部分会有所不同，如植保无人机需要农药喷洒设备，而航拍无人机需要云台和相机。
以生活中常见的多旋翼无人机为例，它主要由机身系统、动力系统、飞控系统和数据链系统四个基本部分组成。
学习目标
图1-7-1 多旋翼无人机的基本组成
新知讲解
机架：机架是多旋翼无人机的主体框架，大部分设备需安装在机架上。机架的材料有许多种，如工程塑料、碳纤维等。
机身系统
图1-7-2 机架
机身系统相当于人体的骨骼，主要包括机架和起落架等部件。
新知讲解
起落架：起落架是多旋翼无人机起飞和降落时的重要部件。着陆部位通常有减震海绵垫，起到缓冲减震的作用。
机身系统
图1-7-3 起落架
新知讲解
无人机机身的材料丰富多样，常用的材料有工程塑料、碳纤维、玻璃纤维、铝合金等。这些材料各有什么特点呢？借助网络查找相关信息并与同学们分享交流吧！
机身系统
自主探索
拓展延伸
①碳纤维:一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。碳纤维"外柔内刚"，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性。
无人机机身材料
拓展延伸
②玻璃纤维:玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。
无人机机身材料
拓展延伸
③树脂:指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。广义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何高分子化合物都称为树脂。
无人机机身材料
新知讲解
1.认识动力系统
动力系统的主要作用是为无人机飞行提供动力，包括电机、螺旋桨、电调、电池等。
动力系统
新知讲解
电动机：常称为电机、马达。主要作用是将电能转换为机械能，从而驱动电机上的螺旋桨旋转。
螺旋桨：螺旋桨是直接产生升力的部件。
动力系统
图1-7-4 电机
图1-7-5 螺旋桨
新知讲解
电子调速器：常称为电调。主要作用是根据飞控系统的控制信号来调节电机的转速。
电池：主要作用是为无人机提供能量。在电池容量相同的条件下，锂聚合物电池（简称锂电池）质量小并且具有较高的起飞效率。
动力系统
图1-7-6 电调
图1-7-7 电池
新知讲解
根据电机的个数进行分类，多旋翼无人机可分为三旋翼、四旋翼、六旋翼、八旋翼、十六旋翼等，如图1-7-1所示的无人机又称为四旋翼无人机。
动力系统
新知讲解
动力系统
新知讲解
2.电机与螺旋桨的“正转与反转”
（1）认识正反转电机、正反转桨叶四旋翼无人机共有四个电机，分别有两个正转电机、两个反转电机。俯视观看，正转电机的转动方向为逆时针旋转，反转电机的转动方向为顺时针旋转。
动力系统
图1-7-8 正转电机（螺纹斜向右上方）
图1-7-9 反转电机（螺纹斜向右下方）
新知讲解
四旋翼无人机共有四个螺旋桨，分别有两个正转桨叶、两个反转桨叶。正转桨叶的翼型是右高左低，需安装在正转电机上。反转桨叶的翼型是左高右低，需安装在反转电机上。
动力系统
图1-7-10 正转桨叶（翼型右高左低）
图1-7-11 反转电机（翼型左高右低）
新知讲解
（2）正反转电机、正反转桨叶的安装位置
一般四旋翼无人机的电机、螺旋桨的安装位置如下：
动力系统
图1-7-12 正反转电机、正反转桨叶的安装位置
新知讲解
你知道作用力与反作用力吗？扭矩与反扭矩呢？大家可以动手试一试，当你拍打桌子的时候，随着拍打的力度越来越大，你的手会感到越来越疼，这就是作用力与反作用力在生活中的表现。而将橡皮筋直升机的螺旋桨旋转几圈后，放手直升机就能飞起来，此时直升机机身与螺旋桨的旋转方向相反，这就是扭矩与反扭矩在生活中的表现。
动力系统
自主探索
新知讲解
飞控系统是指能够稳定无人机飞行姿态，并能控制无人机自主或半自主飞行的控制系统，是无人机的“大脑”。它包括硬件部分及软件部分，硬件部分主要包括中央处理器及各类传感器，常被简称为“飞控”；软件部分主要包括上传在飞控系统硬件中的飞行控制程序。
飞控系统
图1-7-13 安装在主板上的飞控
新知讲解
开源飞控是由无人机爱好者设计发起的，这类飞控的硬件设计（硬件的电子电路设计图）和软件代码（算法、程序）一般都是开放的，其他人可以任意使用，并且可以基于开放的硬件设计和软件代码进行二次开发。“共同分享，共同开发”的精神使开源飞控能够快速迭代改进，同时使其价格比闭源飞控更低。
飞控系统
多学一手
常用的飞控一般有两种，
开源飞控和自研飞控。
新知讲解
自研飞控又叫商品飞控，是由商业公司设计生产的，硬件设计和软件代码一般是不对外开放的，这类飞控的算法经过优化及系统测试，因此飞控稳定性较好。
飞控系统
多学一手
常用的飞控一般有两种，
开源飞控和自研飞控。
新知讲解
数据链系统是地面控制设备与无人机之间传递指令、信息的媒介，遥控器可以说是数据链系统中最常见的地面控制设备。
数据链系统
图1-7-14 遥控器
新知讲解
无人机还有哪些常见的地面控制设备呢？借助网络查找相关信息，选取其中一种地面控制设备与同学们分享交流吧！
自主探索
数据链系统
新知讲解
以龙云LY-250无人机为例，其各零部件如下图所示，请根据本节所学知识，对其零部件进行分类并将其序号填写在对应的横线上。
实践与提高
数据链系统
新知讲解
图1-7-15 LY-250无人机的零部件
数据链系统
1.机身系统
1、2、3、4、5、6
2.飞控系统
7、8
3.动力系统
9、10、11、12、13、14
4.其他配件
15、16、17、18、19、20
①主体机架
②起落架
③电池保护盖
④机头盖
⑤电源开关组件
⑥LED透明盖
⑦主板
⑧飞控
⑨正转电机
⑩反转电机
反转螺旋桨
正转螺旋桨
18650锂电池
电池导电片
正桨保护罩
反桨保护罩
机壳
螺丝套件
扎带
机壳锁扣
课堂总结
这节课我们学习了无人机的组成，了解了机身系统、飞控系统、数据链系统的知识，结合大家在生活中见过的无人机，分享一下今天的收获吧。
板书设计
机身系统
飞控系统
数据链系统

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