四翼飞行器结构和原理
上传者：杜云飞|上传时间：2015-05-05|密次下载
四翼飞行器结构和原理
四旋翼飞行器结构和原理
1.结构形式
旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，四个旋翼处于同一高度平面，且四个旋
翼的结构和半径都相同，四个电机对称的安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放飞行控
制计算机和外部设备。结构形式如图 1.1 所示。
2.工作原理
四旋翼飞行器通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞
行器的姿态和位置。四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，但只有四个输入力，同时
却有六个状态输出，所以它又是一种欠驱动系统。
四旋翼飞行器的电机 1 和电机 3 逆时针旋转的同时，电机 2 和电机 4 顺时针旋转，
因此当飞行器平衡飞行时，陀螺效应和空气动力扭矩效应均被抵消。
在上图中，电机 1 和电机 3 作逆时针旋转，电机 2 和电机 4 作顺时针旋转，规定沿 x
轴正方向运动称为向前运动，箭头在旋翼的运动平面上方表示此电机转速提高，在下方表示
此电机转速下降。
（1）垂直运动：同时增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉
力足以克服整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的输出
功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿 z 轴的垂直运动。当外界扰动
量为零时，在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时，飞行器便保持悬停状态。
（2）俯仰运动：在图（b）中，电机 1 的转速上升，电机 3 的转速下降（改变量大小应相
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