能夠起飛只不過說明了飛行器的升力比重量大。大多數(shù)的電機都會說明在某種型號的螺旋槳下能夠提供多大的升力。螺旋槳越大,升力越大(在一定范圍 內),需要使用的功率就越高。根據(jù)螺旋槳尺寸,把每個電機的升力乘以四,就是飛行器能提供的最大升力了。用電子稱得到你的飛行器的起飛重量。總升力和起飛 重量之差就是你的飛行器能夠負載的額外重量?;蛘咭部梢赃@樣表示:
額外負載=總升力-起飛重量
負 載過大會使電機總是工作在峰值。電機功率越大,電池消耗越快。這就意味著在一般情況下15分鐘的續(xù)航時間可能會減少到3分鐘。盡管電機負載很高,還是得確 保不讓飛行器超過最大負載,或者是在做動作時不超過相應電機的最大負載。這也是設計和建造自己的飛行器的樂趣之一。更多的樂趣,就看各位極客們如何發(fā)揮 了。
作者簡介: 錢晨輝,浙江大學自動化(電氣)/工業(yè)設計專業(yè)學生,愛電子愛機械愛設計,愛找麻煩,愛折騰。我不是“工科男”,也不是“技術宅”,但是有一個成 為產(chǎn)品設計師的夢想。熱愛設計產(chǎn)品——我擅于從生活中發(fā)現(xiàn)一些問題,一邊走路,一邊在腦海中構想出解決這些問題的一整套方案,把包括產(chǎn)品的設計、加工和產(chǎn) 品的經(jīng)濟效益等因素。隨性遐想,嚴謹設計,我會從生活中的小細節(jié)中尋找靈感,與大家分享成果。
如何確定載重?
有些人可能看過Domino的飛行器搬運披薩視頻,但是就多旋翼的負載能力來說,運送披薩是小事一樁。
現(xiàn)在能夠實現(xiàn)的最大載重——是由一個德國團隊創(chuàng)造的 。E-volo實現(xiàn)了載人多旋翼飛行器。它的飛行高度并不高,但確實升空了。
盲目追求大載重是不可取的,沒有人會愿意為了搭載一部相機而花費上千萬打造一部100kg級別的多旋翼。確定需要的載重,再來確定飛機配置。
空中攝影
這是很多人接觸飛行器的原因。要知道使用飛行器升到100米高空記錄周圍的世界,這情景簡直和夢幻一樣。當然,有些飛行規(guī)定必須遵守,例如不能在機場周圍飛行,飛行高度不能超過120米等等。
如何選擇機型?
最普遍的多旋翼飛行器外觀是有四個電機的四旋翼飛行器。有十字型的四旋翼,也有X型的旋翼,還有不那么普遍的Y型四旋翼(前兩機臂安裝單電機,后機臂上下電機)。
不同的布局有什么優(yōu)劣之分嗎?十字型和X型布局更為普遍(事實上大多數(shù)都是X型),但選擇機架一般都是根據(jù)喜好和需要來,例如十字型操控更直接,Y型折疊后方便攜帶,等等。
六旋翼飛行器——基本的設計就是前后各有一個電機,兩邊各分布著兩個電機。H型六旋翼在左右兩個機臂上各自均勻分布著3個電機。Y型六旋翼,也就是Y6,每個機臂上下各有一個電機。
當旋翼數(shù)擴展到8以上時,會有更多的機架布局。
使用四旋翼入門非常不錯。因為四旋翼更容易操控,設置更簡單直接,成本也比較低。
雖然更多的旋翼意味著升力的提升,但同樣也意味著成本的提高。要維持飛行時間必須使用更高的電池容量。但是這是值得的:六旋翼和旋翼有一個優(yōu)勢,就 是冗余動力。八旋翼飛行器即使丟失一個電機的動力,它還是能夠保持飛行狀態(tài)。在六旋翼上,根據(jù)布局的不同,丟失一個電機的動力,飛機勉強能夠降落。但是在 四旋翼和三旋翼上,丟失一個電機的動力會使它直接墜機;當然,在TED上也演示了一種不同的四旋翼飛行器穩(wěn)定方法,但是采取不停自旋的動作來維持穩(wěn)定顯然 不是一般人能接受的。
多旋翼飛行器的尺寸各不相同,但是通常最受歡迎的軸距有550mm,450mm,330mm。實際上,任何軸距都可以,只要用用更大的電機和電池來適配更大的軸距。所以,機型選擇也是一種平衡:尺寸、重量、升力和續(xù)航之間互相關聯(lián)。
如何獲得材料?
在動手之前,確定好需要哪些材料是十分重要的,包括電機,電子調速器,飛控,機架的確定。通常這些都可以在電商網(wǎng)站上買到,如果想要進一步DIY,嘗試定制部件,或者自主設計,外包加工也是一個不錯的選擇。
建造自己的飛行器!
極客,不擁有一架自己的飛行器怎么行?接下來我會展示如何制作一臺四旋翼飛行器。
不斷地研究
450-600mm軸距的X四旋翼顯然是最簡單的選擇——它的擴展性很高,可以搭載gopro之類的相機,也可以配備其它傳感器。如果是購買成品機架,我推薦大疆的F450風火輪機架,雖然有點笨重,但是強度很高,機身自帶焊點,可擴展性也大。