《产品装配调试技术》曹怀明，刘加勇主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《产品装配调试技术》

【作　者】曹怀明，刘加勇主编

【丛书名】产品创新设计与数字化制造技术技能人才培训教材

【页 数】 104

【出版社】 北京：机械工业出版社 , 2020.05

【ISBN号】978-7-111-64806-2

【价 格】25.00

【分 类】无人驾驶飞机-装配（机械）-技术培训-教材-立体印刷-装配（机械）-技术培训-教材-无人驾驶飞机-调试方法-技术培训-教材-立体印刷-打印机-调试方法-技术培训-教材

【参考文献】 曹怀明，刘加勇主编. 产品装配调试技术. 北京：机械工业出版社, 2020.05.

图书封面：

图书目录：

《产品装配调试技术》内容提要：

本书以北京启智天空科技有限公司所开发的“雷鸟”四旋翼无人机实训套件和北京三维博特科技有限公司开发的T600模块化并联臂3D打印机实训套件作为载体，设置了两个独立的实践项目，对典型无人机和3D打印机的装配、调试与运行过程进行了分步阐述。通过学习项目一，操作者将掌握无人机飞行原理、机电一体化部分的组成和相关工具的使用，可独立进行无人机的装配与调试；通过学习项目二，操作者将掌握并联臂3D打印机的工作原理及相关工具的使用，可独立进行并联臂3D打印机的装配与调试。本书内容均来自一线企业生产和培训实例，打破了传统的理论教学模式，采用项目编写体例，图文并茂，易于理解，实用性强，可作为高职高专院校、中等职业学校、机工学校相关专业的教材，也可供企业技术人员岗位培训使用。本书配有电子课件，凡使用本书作为教材的教师可登录机械工业出版社教育服务网（http:www.cmpedu.com）注册后免费下载，咨询电话010-88379375。

《产品装配调试技术》内容试读

顶目

四旋翼无人机装配与调试

随着应用范围的扩大，无人机逐渐成为近年来备受关注的高科技产品之一。本项目以北京启智天空科技有限公司所开发的“雷鸟”四旋翼无人机实训套件为载体，进行装配与调试步骤介绍，并拓展实现无人机基于光流传感器的全自主飞行。学生在完成本项目后，将掌握飞行原理和机电一体化思路，并能够熟练使用相关工具来独立进行无人机的装配与调试。

⑤学习且标

1.了解无人机装配与调试的工艺流程。

2.掌握四旋翼无人机的装配与调试。

3.能够解决四旋翼无人机装调过程中出现的问题。

4.熟练掌握焊台、螺钉旋具、热熔胶枪等工具的使用。

5.熟悉四旋翼无人机的电路控制原理及调试。

6.掌握光流传感器与无人机的结合。

任务1了解四旋翼无人机的组成

任务猫述

了解四旋翼无人机的整体结构和配件组成，能够识别并说明各个组件的功能。相关知识

四旋翼无人机的主要组件包括无刷电动机、电子调速器、飞行控制板、遥控器及接收机、动力电池、机架（机臂、上下底板）、螺旋桨等；主要配件包括视觉模块、航模电池、扎带等。

一、无刷电动机

无刷电动机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的将电能转换为机械能的机电一体化产品。无刷电动机具有无电刷、低干扰、噪声低、运转顺畅、寿命长、维护成本低等优点。

无刷电动机采用半导体开关器件实现电子换向，即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于高档录音座、录像机、电子仪器及自动化办公设备中。

二、电子调速器1,电子调速器简介

电子调速器（简称电调）是一种控制发电机转速的控制装置。它根据接收到的电信号，通过控制器和执行器来改变供电量的大小。

电调的作用：将飞行控制板的控制信号转变为电流的大小，以控制电动机的转速。通常

1

>)>》》》>产品装配调试技术

电动机的电流是很大的，电动机正常工作时，平均电流为3A左右，如果没有电调，飞行控制

板根本无法承受这样大的电流，也没有驱动无刷电动机的功能。同时，电调在四旋翼无人机

当中还充当了电子变换器的作用，将11.1V的电压变为5V,为飞行控制板和遥控器接收机

供电。

电调上标有工作电流，如20A、40A,这个参数表示电调能够提供的电流。大电流的电调

可以兼容用在小电流的场合，但小电流电调不能超标使用

2.电子调速器编程

电调是有多种功能模式的，选择实现具体功能需要对电调编程。编程途径：

1)可以直接将电调连接至遥控接收机的油门输出通道（通常是3通道），按说明书在遥控器上通过扳动摇杆进行设置

2)还可以通过厂家对应的编程卡（需要单独购买）来进行设置，这种方法简单，无须接遥控器。保险起见，一定要将购买的电调设置一致，否则难以控制

需要注意的是，通过遥控器设置电调时，一定要接上电动机，因为说明书上所说的“滴滴”类的声音，是通过电动机发出来的

3.电子调速器的选择

选择电调时一定要了解该款电调的功率，另外还要看电调与电动机的兼容性。电调并不能兼容所有电动机，它必须根据电动机的功率等参数来进行选择。实际情况是，许多品牌的

电调并不是足功率足电流的，比如工作电流是60A的电调，可能到55A就无法再往上调了，

所以选择电调时一定要向供应商问清楚是否足功率。选择低于电动机功率的航模电调会导致电调功率管烧坏，因此功率是航模电调选择的重要指标

电调有快速响应和慢速响应的区别，四旋翼无人机需要快速响应的电调，对于大多数常见电调，可通过编程来设置响应速度。

4.电子调速器的连接

1)电调的输入线与电池连接

2)电调的三根输出线与电动机连接（对调任意两根可实现电动机反转）。3)电调的信号线与接收机连接

另外，电调一般有电源输出功能，即，在信号线的正负极之间有5V左右的电压输出，通

过信号线为接收机供电，接收机再为舵机等控制设备供电。通常，电调的输出为3~4个舵机供电是没问题的。因此，无人机一般都不需要单独为接收机供电，除非舵机数量很多或对接收机电源有很高的要求

三、飞行控制板

1.飞行控制板的用途

现在的飞行控制板通常都带有电子陀螺仪、磁罗盘、加速度计、气压计等传感器。在姿态稳定的模式下，通过软件算法解析飞行器姿态，可修正由于飞行器安装、外界干扰、零件

之间不一致等原因造成的姿态异常，帮助保持稳定状态。一些安装有GPS的飞行控制板还可

以在遥控失控等特殊情况下自动返回起飞点。例如，无人机右边力量大、向左倾斜时，就减弱右边电流输出，则电动机变慢、升力变小，自然就不再向左倾斜。

2.Pixhawk飞行控制板

开源飞行控制板中，多旋翼无人机首选Pixhawk飞行控制板，如图1-1所示。其代码充分开源，功能强大，有超声波定高模式与气压定高模式，并且这两种传感器在小于等于2m的高度是无缝切换的，定高的操作也非常方便，只需要打开定高开关，当油门不动时，就进入定高。

四、遥控器

遥控器通道数量就是可以遥控控制的动作路数，例如，如果遥控器只能控制四轴飞行器

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顶目一

四旋翼无人机装配与调试

上下飞行，那么就是一个通道。但四旋翼无人机通常需要控制的动作有：上下、左右、前后、旋转。所以，一架典型无人机

的遥控器会拥有四个最基本的遥控(RC)功能：分别控制方

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向舵、升降舵、油门和副翼：这就需要四个通道来控制，一般是：一通道控制副翼，二通道控制升降舵，三通道控制油门，

四通道控制方向舵。

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同时，无人机遥控的通道数量没有严格的规定，它只是单纯地由无人机本身来决定。更复杂的无人机还会对起落架、襟翼（第二副翼）、降落指示灯、降落伞以及照相机等进行操作，

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这就需要更多的通道支持。

五、锂电池

1.锂电池的特点

锂电池能量比比较高，具有高储存能量密度，可达到460~600W·h/kg,是铅酸电池的6~7倍。具体特点如下：

图I-】Pixhawk飞行控制板

1)使用寿命长。可达到6年以上，例如，以磷酸亚铁锂

为正极的电池用1C(100%D0D)充放电，已达到使用10000次的纪录

2)额定电压高。单体工作电压为3.7V或3.2V,约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联

电压，便于组成电池电源组

3)具备高功率承受力。例如，磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15~30C充放电的能力，

便于高强度地起动加速。

4)自放电率很低。这是锂电池最突出的优越性之一，目前一般可做到每月1%以下，不到镍氢电池的1/20。

5)质量轻。相同体积下质量约为铅酸电池的1/6~1/5。

6)高低温适应性强。可以在-20~60℃的环境下使用，经过工艺处理，可以在-45℃环境下使用

7)绿色环保。不论生产、使用还是报废，都不含有也不产生任何铅、汞、镉等有害重金属元素和物质

2.电池的容量和数量

电池容量的计量单位是mA·h,例如，对于1000mA·h的电池，如果以1000mA的电流放电，可持续放电1h。如果以500mA的电流放电，可以持续放电2h。

电池上2s、3s、4s等标签代表锂电池的节数，一节锂电池的标准电压为3.7V,满电电压为4.2V,那么标签2s就是代表有2节3.7V电池，标准电压为7.4V,满电电压为8.4V,依次类推。

3.锂电池充、放电能

动力锂电池需要很大的电流放电，电池放电能力用放电C倍率表示。例如，1000mA·h电池的标准放电倍率为5C,那么得出电池可以以5000mA(1000mA·h的5倍率)的电流强

度放电。需要注意的是，如果用低C倍率、大电流放电，电池会迅速损坏，甚至自燃

锂电池充电能力的表示方法与放电能力表示方法相同，只是放电变成了充电，例如，1000mA·h电池，2C快充，就代表可以用2000mA的电流来充电。需要注意，千万不可图快贸然用大电流，超过规定参数充电，电池很容易损坏

4.锂电池平衡充电

标签为3s的电池，内部是3节锂电池，因为制造工艺的原因，没办法保证每节电池完全

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>》>>>>)))产品装配调试技术

一致，充电、放电特性都有差异，电池串联的情况下，就容易造成某节或某些电池放电过度或充电过度、充电不饱满等，所以解决办法是分别对内部单节电池充放电。动力锂电池都有两组线，一组是输出线(2根)，另一组是单节锂电池的引出线（与电池数量有关），充电时按说明书都插入充电器内，就可以进行平衡充电了。

六、螺旋桨

1.螺旋桨型号的含义

螺旋桨的型号有4位数字，前面2位代表螺旋桨的直径（单位：in,1in=254mm),后面2位表示螺旋桨的角度。

2.正反桨

四轴飞行为了抵消螺旋桨的自旋扭矩相邻桨的旋转方向是不一样的，即正反桨。图1-2所示为螺旋桨转动方向。正、反桨的风都向下吹。CW(Clock wise的缩写)，表示顺时针旋转方向：CCW(Counter-Clockwise的缩写)，表示逆时针旋转方向。安装时，无论正、反桨，有字的一面是向上的(桨叶圆润的一面要和电动机旋转方向一

致)。如图1-2所示，将标有“CCW”的螺

旋桨安装到1号和2号电动机，将标有

“CW”的螺旋桨安装到3号和4号电动机。

3.电动机与螺旋桨的搭配

电动机与螺旋桨的搭配比较复杂，应视具体情况而定，但原理是一样的，具体关系如下：

图1-2螺旋桨转动方向

1)螺旋桨越大，产生的升力就越大，所以对应需要更大的力量来驱动。2)螺旋桨转速越高，产生的升力越大，也需要更大的驱动力。

3)电动机的KV值，即电动机的转速（空载）越小，转动力量就越大

4)如果以高KV值电动机带动大桨，则力量不够，实际还是低速运转，电动机和电调很

容易烧坏。如果以低KV值电动机带动小桨，完全没有问题，但升力不够，可能无法起飞

综上所述，大螺旋桨需要用低KV值电动机，小螺旋桨就需要搭配高KV值电动机（因为

需要用转速来弥补升力不足)。例如，常用1000kV的电动机配10i左右的桨。

自测题

1.选择电动机时需要注意哪些问题？

2.电子调速器的安装需要注意什么？

3.飞行控制板的主要功能有哪些？

任务2了解四旋翼无人机装调的工艺流程

任务描述

根据图1-3所示的四旋翼无人机装调工艺流程图，认识套件和工具并检查配件和工具是否齐全。

《《《《《《《《

项目一四旋翼无人机装配与调试

认识套件

配置遥控器

调试参数

检查套件和

连接飞行控制

板、接收机、

检查飞机是否

工具是否齐全

GPS和PCB主板

正常

DIY外壳组装

组装电动机

试飞

PCB主板焊接

安装减振支架

焊接检查

组装机臂与脚

架和PCB主板

图1-3四旋翼无人机装调工艺流程图

任务实施

一、认识套件

1)如图1-4所示，无人机的3D打印机壳包含3D打印上外壳中心部件与3D打印上机臂，

为了让大家更好地积累动手制作经验，机壳允许一定范围内的自主创新设计。

2)如图1-5所示，无人机机架包含主板、机臂、挂载板和脚架。

挂载板

年

88

3D打印上外虎中部件

脚果

机臂

D打印上机牌

主板

图1-4机壳

图1-5机架

3)如图1-6所示，无人机动力系统包含螺旋桨、电子调速器、电动机、动力电池。

4)如图1-7所示，无人机控制系统包含遥控器、接收机、数传、飞行控制器和GPS。

5)如图1-8所示，无人机零部件包含安全开关和3pin插针。

6)如图1-9所示，无人机线束包含PH2.54信号线、GH1.25信号线、输出拓展线和电

源线。

5

》》》)))>)》产品装配调试技术

电子调速器

电动机

动力电池

螺旋浆

图1-6动力系统

、

FLYSKY

接收机

飞行控制器

GPS

遥控器

数传

1

图1-7控制系统

PROJECT

安全开关

3pin插针

电源线

PH2.54信号线

GH125信号线

输出拓展线

图1-8零部件

图1-9线束

6

···试读结束···