1、一、小型四旋翼无人机总体架构典型的小型四旋翼无人机，一般由机械部分（机架） ，动力部分（包括电机、电子调速器、电调连接板、桨叶、电池） ，电子部分（包括飞控板、通信模块、遥控器接收机、PPM 编码板）组成。（一）机械部分机架考虑到编队飞行对实验室空间的要求，希望机架能够尽量的小。根据与蔡国伟老师对电机与桨叶（后文提到）的搭配进行讨论后，决定将机架的大小设定为轴距 255mm，边距 180mm（由 6 寸桨的大小决定） 。1，底板 2，中间机架板 3，顶板整个机体由底板、中间机架板、顶板连接而成（通过尼龙螺柱和螺丝） ；底板安置电池、xbee 模块、遥控器接收机、电调连接板，中间机架板安置 4
2、个电调、pixhawk 飞控板，顶板用于安置定位系统标记点（同时起到保护、隐藏pixhawk 飞控板及走线的作用） ；为便于安装，所有开孔、镂空均根据拟选器件匹配设计；拟采用碳 2mm 厚 3K 纤维板加工。另设计四个保护罩如下（可用于避免桨叶受损或伤人）：4，保护罩（二）动力部分（1） 电机一般而言，小型四旋翼无人机（轴距 250mm 左右）选用 KV2000 左右（配5-6 寸桨）的电机。经过对比讨论后，拟选用飓风 D2206 KV1900 无刷直流电机（配 6 寸桨） 。之所以选用这款电机是因为这款电机能够提供较大的拉力，同时该电机的工作电流处在一个比较小的区间，单个电机重量仅为 27.
3、5g。飓风 D2206 KV1900 参数表飓风 D2206 KV1900 实物图（2） 电子调速器电子调速器用于驱动无刷直流电机，比较重要的参数是工作电流，刷新频率，重量。一般而言，市面上可售的大部分电子调速器的刷新频率都大于400hz，符合要求。根据上文所选电机的工作电流，综合考虑重量要求，与蔡国伟老师沟通后，拟选用好盈 XRotor-10A 电子调速器。好盈 XRotor 系列电子调速器参数表好盈 XRotor-10A 电子调速器实物图（3） 电调连接板电调连接板，其本质为一块电源配电板，用于简化电池与电调、电调与飞控之间的电气连接，同时可以避免导线拆装时的反复焊接。电调连接板 电调连接
4、板与电调连接图（4） 桨叶桨叶与电机的搭配主要是从机架大小、能否提供足够动力这两方面进行考虑。由于希望设计体型较小的机架（以便给室内编队飞行提供更大的机动空间） ，因此只考虑 5 寸桨、6 寸桨。经过调研，发现搭配 5 寸桨时，整机起飞重量在500g 以下时较为合适。考虑到本次将要设计组装的小型四旋翼无人机的起飞重量在 600g 左右，在与蔡国伟老师交流后，决定选用 6 寸桨。根据蔡老师建议，桨叶的调衡和材质直接决定性能，因此需要多购入几款桨叶进行测试。6 寸桨（5） 电池现在几乎所有的四旋翼无人机都使用锂电池，主要考量电池的容量、放电速率、自身重量。综合考虑后，电池拟选用 ACE 格瑞普 2
5、200mAh 锂电池，充电倍率 20C，重量 186g，尺寸 25mm*34mm*105mm。ACE 格瑞普 2200mAh 锂电池（三）电子部分（1） 飞控板飞控板是四旋翼无人机的核心电子部件。考虑到嵌入算法的需要，拟选用开源飞控板。开源飞控领域影响比较大的就是 3d robotics 公司生产的 APM 和Pixhawk。其中 APM 的由开源社区设计与维护（硬件与软件均为开源） ，Pixhawk 是由苏黎世联邦理工学院牵头的一个开源项目（硬件与软件均为开源） ，致力于为学术研究、业余爱好、工业用途提供低成本、高性能的自动驾驶仪。Pixhawk 的硬件部分明显地要比 APM 强大，同时其软
6、件部分采用了 Nuttx 实时操作系统，专业性更强，因此拟选用 Pixhawk 飞控板。Pixhawk 与 APM 硬件对比（2）通信模块在对比了数传电台、蓝牙、zigbee 以及 wifi 这四种通信机制后，摒弃了蓝牙、数传电台（组网比较困难） ，留下 zigbee 和 wifi 作为预选。其中 zigbee 的延时较短，因此优先选用 zigbee。拟选 zigbee 模块为 xbee Pro S2B。xbee Pro S2B（3） 遥控器接收机为了便于调试，需要在无人机在上安装一个遥控器接收机，用于实现无人机的手动/自动切换，因为实验室现有一个天地飞 WLFY 的遥控器发射机，所以拟选用对
7、应的遥控器接收机。遥控器接收机的输出信号要传递给飞控板；但其输出信号有 8 路，而飞控板只有一个 PPM 接口，因此需要用到 PPM 编码板将 8 路信号合成 1 路，再传递给飞控板，飞控板本身具有解码功能。遥控器接收机 PPM 编码板二、预算表类别 型号 数量 单价机械部分 机械加工费 3K 碳纤板 1 ￥450电机 飓风 D2206 KV1900 4 ￥100电子调速器 好盈 XRotor-10A 4 ￥40电调连接板 XT60 连接头 1 ￥35桨叶 6045/6030 8 ￥5动力部分电池 2200mAh 1 ￥120飞控板 Pixhawk 1 ￥1680Xbee 模块 Xbee Pro S2B 2 ￥328Xbee 适配器 Xbee Adapter 2 ￥75遥控器接收机 天地飞遥控器接收机 1 ￥160无人机部分电子部分PPM 编码板 8 通道 1 ￥42总计 ￥3893由上述部件组装成的无人机 三、其它1还没算遥控器发射机，我们用的是“天地飞 8 通道遥控器” ，好像得七百多块钱吧2机架是找人加工的3中国做四旋翼无人机比较有名的一家公司https:/ 淘宝上比较好的店家(1)http:/ http:/
