1. 简要说明力矩式自整角接收机
一般来说,无人机有飞行器机架、飞行控制系统、推进系统、遥控器、遥控信号接收器和云台相机等6大构成部分。
1. 飞行器机架
飞行器机架的大小,取决于桨翼的尺寸及电机(马达/马达)的体积:桨翼愈长,马达愈大,机架大小便会随之而增加。机架一般采用轻物料制造为主,以减轻无人机的负载量。
2. 飞行控制系统
飞行控制系统,简称飞控,一般会内置控制器、陀螺仪、加速度计和气压计等传感器。无人机便是依靠这些传感器来稳定机体,再配合GPS及气压计数据,便可把无人机锁定在指定的位置及高度。
3. 推进系统
无人机的推动系统主要由桨翼和马达所组成。当桨翼旋转时,便可以产生反作用力来带动机体飞行。系统内设有电调控制器,用于调节马达的转速。
4. 遥控器
让航拍玩家透过远程控制技术来操控无人机的飞行动作。
5. 遥控信号接收器
主要作用是让飞行器接收由遥控器发出的遥控指令信号。4轴无人机起码要有4条频道来传送信号,以便分别控制前后左右4组旋轴和马达。
6. 云台相机
云台是整个航拍系统中最重要的部件,航拍视频的画面是否稳定,便全要看云台的表现如何。云台一般会内置有两组电机,分别负责云台的上下摆动和左右摇动,让架设在云台上的摄像机可维持旋转轴不变,令航拍画面不会因飞行器震动而晃动起来。
3.无人机飞行原理是什么?
以直升机为例,根据牛顿第三定律,旋翼在旋转的同时,也会同时向电机施加一个反作用力(反扭矩),促使电机向反方向旋转。现在的直升机都会带一个小尾巴,在水平方向上施加一个力,去抵消这种反作用力,保持直升机机身的稳定。
同理,四旋翼飞行器的螺旋桨也会产生这样的力。在四旋翼飞机的四个螺旋桨中,相邻的两个螺旋桨旋转方向是相反的,以避免飞机疯狂自旋。
2. 简要说明力矩式自整角接收机中的整步转矩是怎样产生的
转速计算:拿1.8度的步进电机来说,整步运行时转一圈360度需要360/1.8=200步。每秒200步就是每秒一转。以此类推。
细分举例来说:1/2细分就是360/1.8/(1/2)=400步。这样给同样的脉冲数转速就慢一半。
静态电流就是电机不转的时候绕组通过的电流,提供锁止转矩,静态电流为0时锁止转矩接近于0。
3. 力矩式自整角机输出特性
根据控制电机在自动控制系统中的作用,可以分为执行元件和测量元件两类:
执行元件:包括直流伺服电机、交流伺服电机、步进电动机和力矩式自整角接收机等。这些控制电机的任务是将电信号转换成轴上的角速度、先速度和角位移,并带动控制对象运动。因向控制对象输出机械功率、所以此类控制电机又称功率元件。
测量元件:包括直流测速发电机、交流测速发电机、控制式自整角机等。这些电机的任务是机械转速、转角和转角差转换成电压信号。一般在自动控制系统中作为敏感元件和校正元件使用。由于它们能够测量机械转速、转角和转角差,所以称为测量元件。因为它们是把机械量转换成电压信号送入自动控制系统中,所以也称为信号元件。
4. 一对力矩式自整角机如图5-24所示,画出接收机转子
其工作原理是由接收机发出讯号给舵机,经由电路板上的 IC驱动无核心马达开始转动,透过减速齿轮将动力传至摆臂,同时由位置检测器送回讯号,判断是否已经到达定位。位置检测器其实就是可变电阻,当舵机转动时电阻值也会随之改变,藉由检测电阻值便可知转动的角度。一般的伺服马达是将细铜线缠绕在三极转子上,当电流流经线圈时便会产生磁场,与转子外围的磁铁产生排斥作用,进而产生转动的作用力。依据物理学原理,物体的转动惯量与质量成正比,因此要转动质量愈大的物体,所需的作用力也愈大。舵机为求转速快、耗电小,于是将细铜线缠绕成极薄的中空圆柱体,形成一个重量极轻的无极中空转子,并将磁铁置於圆柱体内,这就是空心杯马达。船用舵机目前多用电液式,即液压设备由电动设备进行遥控操作,有两种类型:一种是往复柱塞式舵机,其原理是通过高低压油的转换而做功产生直线运动,并通过舵柄转换成旋转运动。这两类舵机的差别是:
1、往复柱塞式舵机以上舵承来承重舵系,下舵承来定位,舵柄的压入量仅几毫米;而转叶式舵机不需要上舵承,由舵机直接承重,但是在舵机平台需要考虑水密性,舵柄的压入量需几十毫米。
2、往复柱塞式舵机对尺寸的要求较大。往复柱塞式舵机可以向一舷偏转不到40°,转叶式舵机可达70°。
5. 力矩式自整角机的励磁绕组接
永磁同步电动机一般可以在没有励磁绕组的情况下正常运行,但是没有办法去进行强行励磁,转子磁场是恒定的。
当电动机端电压受波动降低,这时间为保证电机输出力矩不变只有加强励磁(强励);还有在运行中要短时增加输出力矩(15秒内)也要强励,励磁绕组派上用场了。一般强励倍数为1.4~1.8倍。