四旋翼飛行器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飛行器，尤其涉及一種四旋翼飛行器。
【背景技術】
[0002]微小型四旋翼飛行器的自主飛行是當前研宄的熱點內容之一。但是由于微小型四旋翼飛行器的有效載荷低，而一般的高性能的板載計算機重量都會超過其最大負載，低性能的板載計算機雖然重量低但其處理性能無法滿足其自主飛行的要求。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明目的是提供一種四旋翼飛行器，其采用重量較低的板載計算機，而且能滿足其自主飛行。
[0004]本發(fā)明解決技術問題采用如下技術方案:一種四旋翼飛行器，其包括機體、電機和電路板；
[0005]所述電路板固定于所述機體上；所述電機的數量為4個，所述四個電機分別固定于所述機體的四個角部上，所述電機的輸出軸上安裝有螺旋槳葉片；
[0006]所述電路板上設置有飛行控制系統(tǒng)，所述飛行控制系統(tǒng)包括主控計算機、姿態(tài)控制器、光流傳感器、慣性測量單元、紅外測距儀、遙控器和電子調速器；
[0007]所述主控計算機為板載計算機；
[0008]所述姿態(tài)控制器包括處理器、A/D轉換模塊、脈沖捕獲單元、PWM模塊、第一串行通信接口、第二串行通信接口和第三串行通信接口 ；所述A/D轉換模塊、脈沖捕獲單元、PWM模塊、第一串行通信接口、第二串行通信接口和第三串行通信接口均與所述處理器信號連接;
[0009]所述主控計算機通過所述第三通信接口與所述姿態(tài)控制器信號連接；
[0010]所述光流傳感器通過所述第一串行通信接口與所述處理器信號連接；
[0011]所述慣性測量單元通過第二串行通信接口與所述處理器信號連接；
[0012]所述紅外測距儀通過A/D轉換模塊與所述姿態(tài)控制器的處理器信號連接；
[0013]所述遙控器通過所述脈沖捕獲單元與所述姿態(tài)控制器的處理器信號連接；
[0014]所述電機通過電子調速器與所述PWM模塊連接。
[0015]可選的，所述機體呈中心對稱結構，且其包括碳纖維板、碳纖維桿和起落架，所述碳纖維板的形狀為方形，其四個角部分別與四根圓形碳纖維桿相連，起落架固定于所述碳纖維板的底部；所述四個電機分別固定于所述四個碳纖維桿的另一端。
[0016]可選的，所述起落架采用工程塑料制備。
[0017]可選的，所述起落架包括兩個半圓形的緩沖桿和四個橫桿；所述兩個半圓形的緩沖桿之間相互平行，所述兩根橫桿固定于所述兩個半圓形的緩沖桿的中部，所述碳纖維板固定于所述緩沖桿中部的兩根橫桿上，并使得所述碳纖維板位于所述機體中央，另兩根橫桿分別固定于所述兩個緩沖桿的底端，且所述四根橫桿之間相互平行。
[0018]可選的，所述四旋翼飛行器還包括GPS模塊、W1-Fi模塊和攝像頭；所述GPS模塊、W1-Fi模塊和攝像頭均通過USB接口與所述主控計算機連接。
[0019]本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明通過在四旋翼飛行器的姿態(tài)控制器上加裝一塊低性能板載計算機，由其通過W1-Fi模塊連接無線路由器組建的無線網絡搭建一個基于機器人操作系統(tǒng)(ROS)的網絡框架，再將各類飛行數據發(fā)送到ROS網絡中，再傳輸到地面站PC，由地面站PC處理大量的數據，并計算出相應的控制指令控制四旋翼的飛行，因此，所述板載計算機的運算量較小，能滿足所述四旋翼飛行器的自主飛行要求。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的四旋翼飛行器的結構示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的四旋翼飛行器的電路結構示意圖；
[0022]圖中標記示意為:1_機體；2_電機；3_電路板；4_主控計算機；5_光流傳感器；6-慣性測量單元；7_紅外測距儀；8_遙控器；9_電子調速器；10_處理器；11-A/D轉換模塊；12-脈沖捕獲單元；13-PWM模塊；14-第一串行通信接口 ；15_第二串行通信接口 ；16-第三串行通信接口 ；17-GPS模塊；18-W1-Fi模塊；19_攝像頭。
【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步闡述。
[0024]實施例1
[0025]本實施例提供了一種四旋翼飛行器，其包括機體1、電機2和電路板3。
[0026]所述機體呈中心對稱結構，且其包括碳纖維板、碳纖維桿和起落架，所述碳纖維板為兩層，所述碳纖維板的形狀為方形，其四個角部分別與四根圓形碳纖維桿相連，起落架固定于所述碳纖維板的底部，本實施例中，所述起落架可以采用工程塑料制備，而且采用工程塑料制備的起落架重量很輕，柔韌性好，可以承受很大形變，在降落時緩解了大量的沖擊力。
[0027]所述起落架包括兩個半圓形的緩沖桿和四個橫桿；所述兩個半圓形的緩沖桿之間相互平行，所述兩根橫桿固定于所述兩個半圓形的緩沖桿的中部，所述碳纖維板固定于所述緩沖桿中部的兩根橫桿上，并使得所述碳纖維板位于所述機體中央，另兩根橫桿分別固定于所述兩個緩沖桿的底端，且所述四根橫桿之間相互平行。
[0028]所述電機為四個，所述四個電機分別固定于所述四個碳纖維桿的另一端，且所述電機的輸出軸上均固定有螺旋槳葉片。
[0029]所述電路板固定于所述碳纖維板上，且所述電路板上設置有飛行控制系統(tǒng)，所述飛行控制系統(tǒng)包括主控計算機4、姿態(tài)控制器、光流傳感器5、慣性測量單元6、紅外測距儀7、遙控器8和電子調速器9。
[0030]所述主控計算機為BeagleBone Black板載計算機，當然所述主控計算機也可以為樹莓派；所述主控計算機通過串行通信接口與所述姿態(tài)控制器進行通信，即所述主控計算機包括計算機串行通信接口，所述姿態(tài)控制器包括第三串行通信接口，所述計算機串行通信接口與所述第三串行通信接口信號連接。本實施例中，為了開發(fā)四旋翼飛行器的自主飛行能力，所述主控計算機接收以MAVLink協(xié)議封裝的飛行數據，并將該數據傳輸至所述姿態(tài)控制器的處理器。
[0031]所述姿態(tài)控制器包括處理器10、A/D轉換模塊11、脈沖捕獲單元12、PWM模塊13、第一串行通信接口 14、第二串行通信接口 15和第三串行通信接口 16;所述A/D轉換模塊、脈沖捕獲單元、PWM模塊、第一串行通信接口、第二串行通信接口和第三串行通信接口均與所述處理器信號連接。
[0032]所述光流傳感器通過所述第一串行通信接口與所述處理器信號連接，所述光流傳感器可以采用PX4FL0W智能光流傳感器，其基于ARM Cortex M4，使用一個CMOS機器視覺傳感器以64X64的像素分辨率捕捉圖像，并以每秒最高250幀的采樣頻率計算光流值；所述光流傳感器通過第一串行通信接口與所述姿態(tài)控制器的處理器連接，輸出四旋翼飛行器的平移速度分量(測量當前機體的平移速度分量(X軸、y軸方向))，能用于克服慣性測量單元漂移造成的懸停不穩(wěn)定的問題。
[0033]所述慣性測量單元通過第二串行通信接口與所述處理器信號連接，所述慣性測量單元可以選用荷蘭Xse