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《无人机的基本组成》教学设计
课题 《无人机的基本组成》 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 八年级
教材分析 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，结合拓展的无人机机身的三种材料，并以龙云无人机为例，展示了三大部分的各个零件，让学生们结合生活中实际见过的无人机，加深对本节课的认识。
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
重点 了解无人机的组成部分。
难点 深入了解三个系统的功能和作用。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 师：无人机是一种复杂的设备，你知道它由哪些部分组成吗？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。 提出问题，巡线行走的原因 循序渐进引发学生思考讨论
讲授新课 机身系统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。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。图1-7-2 机架起落架：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。图1-7-3 起落架自主探索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！拓展延伸无人机机身材料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。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。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。动力系统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。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。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。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。2.电机与螺旋桨的“正转与反转”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。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。（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：图1-7-12 正反转电机、正反转桨叶的安装位置自主探索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。飞控系统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。自主探索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！实践与提高以龙云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。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1.机身系统1、2、3、4、5、62.飞控系统7、83.动力系统9、10、11、12、13、144.其他配件15、16、17、18、19、20 认识无人机机身系统的组成拓展无人机机身三种材料的特点了解动力系统的工作原理认识正反转电机和螺旋桨安装的大致位置学习飞控系统的作用以图为例了解无人机各零部件的组成 可讨论交流交流讨论总结实践中遇到的难题并解决问题。
课堂小结 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。 总结 对本节课内容进行总结概括。
板书 机身系统飞控系统数据链系统
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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