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标题: 关于多轴的注意事项 [打印本页]

作者: 苏一一一一一 时间: 2016-8-13 14:48
标题: 关于多轴的注意事项
多轴飞行器构造简单，不存在直升机复杂的机械、螺距、电子联调过程，普通飞行亦不需要耗时费力培养舵面反射，且垂直起降对场地几乎无要求，对飞手基础知识要求的广泛性更是大大降低，促进了近年在航模爱好者和拍摄领域的流行。

流行同时，因为飞行门槛降低，很多不具备足够经验的新手在安装多轴飞行器过程中缺乏相关知识，摔机事故频发。某些调试盲点甚至是已入模多年的模友也难以避免。
本文以作者自身经验，在组装六轴飞行器过程中，边装边写。针对目前绝大部分多轴装机用户存在的安装和测试盲区，做诠释和补充。

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多轴飞行器摔机、丢机的原因，绝大部分与飞控并无任何关系，本文只有不到两节内容与飞控有关。(注：各类开源、山寨飞控均不在此列)
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特别提醒，航模非玩具，操作需谨慎！在所有调试环节结束后，正式试飞前再安装螺旋桨！
绝不手抓飞机！无直升机功底，勿在室内或狭窄区域飞行。

选择机架
镂空过多、中心板薄、电机臂碳管过小的机架会带来无法消除的震动，使航拍画面产生水波纹而无法忍受，且给飞控带来负作用较大的信号噪声，影响姿态数据采集和动力输出。如飞行器起飞重量大于4KG，建议电机臂碳管不小于16mm或以上，机架碳板厚度达到1.5mm或以上。

市面上不少碳纤机架边缘过于锋利，不加以处理，长时间与线材摩擦，会造成绝缘皮破损，甚至短路。动力线、信号线等需要穿越碳纤机架边缘、开槽、开孔处时，建议用胶布先覆盖线材需要穿越区域或套上蛇皮管一类，保护线材绝缘皮不会磨损。

如有耐心再次打磨机架边缘并用502封边则更佳。

选择遥控器与接收机
至少为多轴飞行器配备PCM或2.4G遥控器系统，根据经济能力，尽量选择全球市场占有率高的品牌，如FUTABA、JR、Spektrum。
品质不佳的遥控器、PPM接收机用于多轴将是一场噩梦，不管你调整如何精细，PPM不抗干扰抖舵特性会让所有努力付之一炬。没有失控保护或没有稳定失控保护触发(部分二次变频PPM接收机支持失控保护，但触发不稳定)，都会导致丢机和摔机。
高品质遥控器和接收机的信号输出都有很高稳定性，接收机丢失信号时亦能即时触发失控保护，在遥控器发射信号达到要求时，也可更快恢复受控。
而质量不佳的接收则存在触发延时，恢复受控缓慢的问题。在特定场景下，可能引发意想不到的事故。
PCM，PPM见名词解释(1)

PCM接收机与定频433接收机，因为并不像2.4G系统每个接收机分配独立ID，而是用接收机晶体频率或拨码开关决定，所以从理论上存在撞频可能，尤其在模友众多的飞行场地尤其如此，空旷的野外场合则基本没有撞频的可能。
飞行前务必在未安装螺旋桨时，测试关控后飞控是否进入正确状态，接收机失控保护是否正确运转。
商用数传电台抗干扰、支持跳频、带数据效验和冗余，在数据回传、失控保护方面也非常稳定，配合飞控支持的地面站能定航点定航路完成预定任务，同样是好选择。但APC250之类稳定性欠佳的低端定频数传则不建议采用。
市面上流行的飞控如NAZA、Wookong-M、SuperX、X4、X6在遥控器校准界面皆可观察接收机的舵量输出，如未打舵情况下任何通道跳动，很不幸你的接收机质量欠佳或控的电位器已经磨损，导致了抖舵。接收机输出抖舵严重会导致直接摔机，模式切换不受控等一系列问题。未排除故障前，不建议做任何校准和飞行。
(笔者2014-10月份因培训原因采购了一批天9、8X，都存在较轻微的抖舵问题，飞行无碍，用于云台控制可能出现震颤)

—————————————航拍机请留意——————————————–
市面上不少云台控制都需要独立的舵机通道控制，视频切换器同样需要，建议采购至少7通或以上拥有PWM输出的接收机。
FUTABA 6203SB,6303SB之类接收机用于飞行虽无问题，但仅有3路无法用于云台的舵机通道输出，因此不建议采用。
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接收机天线摆放
多轴飞行器上天线摆放的重要性，仅次于选择质量优良的接收机。就市面流行的接收机而言，存在FM、2.4G、433M、900M几种，统一遵循的原则是，尽可能远离信号发射和接收装置，尤其是远离图传、碳纤材料、和金属，使用泡沫材料把天线与碳纤材料隔开3~5厘米。
FM天线摆放需不缠绕，不重叠，尽可能舒展天线长度。能在确保不会缠绕到螺旋桨的情况下，耷拉在机体下方一段长度最好。
433M、900M接收天线须垂直或竖立，且尽量避免碳纤、导体遮挡，2.4G接收两根天线互为90度摆放即可。
FUTABA的接收机说明书中，有明确写到接收机应远离碳纤、导体，可能的话将接收机与碳纤材料隔开15厘米以上距离。当然这在多轴上是很难做到的，但~ 尽你所能，为接收机创造良好的收讯条件。

电机与电调匹配
靠谱的厂家，会为电机做动平衡校正，因此电机内在某个角落，会出现蓝色或白色硬块，用于平衡电机在转动下的震动。同时现在市面上销售的多轴电机，基本都提供电机搭配各种桨在不同油门下的测试曲线图或表格(挺奇怪，双天盘式电机都无此类测试)。

按最大推荐螺旋桨配置，并100%油门时消耗电流的大约一倍配置电调，只要飞行器不超载，是安全的。
如朗宇X4112S配DJI 15X5碳纤桨在6S电池下最大电流能到17A，配置30A电调就能满足需要。如挂载大负载，还可适当提高电调电流配置。
因为电调进角与驱动模式的关系，多轴飞行器选用电调尽量选用一个厂家的同规格产品。
需要注意！电机连接电调尽量不使用香蕉头，焊接能消除接触不良的隐患。
电调延长电源线只需采购与电调相同号数的硅胶线即可，多之无用。并联到插头时需要采用更高电流规格的硅胶线，多轴常用硅胶线在14~12号之间。

————————————————–超级坑爹—————————————-
多轴飞行器电机与电调的兼容适配和测试是一大难题，且因电调输出驱动交流相位与电机设计不匹配，会导致严重后果。
更让人无奈的是，在常规飞行和负载情况下，很多电机与电调的不兼容表现不明显。甚至一些飞行器在多次全负载温和航线下也顺利飞行，但在做大机动时才显露问题，表现为瞬间一个或多个电机驱动缺相，直接跌落(排除电源接触不良，香蕉头接触问题等)。
在我好友的四轴上就遇到了：DJI 30A电调与双天盘式电机存在严重兼容性问题，启动后电机会发出明显的转动异响和啸叫，1分钟内电机滚烫，且其中一个电机线圈开始冒烟。
要完全杜绝和排除此问题也较困难，因航模民用领域多轴，几乎100%是开环结构，无法检测到每个电机是否转速正常。（工业用多轴不少电机是内置转速计并输出给飞控）单独给每个电机安装转速计和电流计来测试实现成本又太高。
最基础测试电机与电调兼容性问题，我的建议方案是：
在地面拆除螺旋桨，姿态或增稳模式启动，启动后油门推至50%，大角度晃动机身、快速大范围变化油门量，使飞控输出动力。仔细聆听电机转动声音，并测量电机温度。测试需要逐渐增加时间，如电机温度正常，一开始测试10秒~1分钟递增。以上测试并不能完全杜绝因电机与电调兼容性的摔机，只能在一定程度上排除可能性。

电机与螺旋桨匹配
根据飞行器全重和电机厂家配以各类螺旋桨的测试曲线图或表格，选择挂载全套设备后依旧有动力冗余的配置。
—————————–四轴或不考虑缺轴下返航的动力冗余可忽略此段——————–
选择挂载设备全重后，依旧有40%或以上动力冗余的螺旋桨与电机配置。动力富裕对于多轴飞行器来说，如一轴出现问题，还能保留动力完成降落或返航。
如挂载设备后重量已经接近螺旋桨与电机配置的极限，如其中一轴出现问题，飞控尝试其他几轴输出更大油门来尝试稳定姿态，会直接让其他几轴的电机电调迅速达到保护临界，电调烧毁、电机过热随时会导致摔机，无法为一轴电机故障冗余。
以作者的六轴动力配置：朗宇 X4112S 400KV + APC 1504 + 6S，厂家测试表显示为全油门单轴2.1KG拉力，我只能取85%油门时能够输出的1.7KG拉力作为计算依据，1.7KG X 6=10.2KG为最大全负载。
为保缺轴能顺利回航，带全部设备的机体全重最多就只能在5~6KG左右。
———————————六轴及以上飞行器发生烧毁电调时的处理———————–

如在装机时并未考虑全载重缺轴动力冗余问题，建议在发现飞行器自旋并不可控时，尽快降落！除非降落点在水面或其他无法降落区域，才打舵微调。否则应就地降落。
已考虑全载重动力冗余的多轴飞行器，如发生一电调烧毁开始自旋：
支持返航点锁定的飞控，直接拨开关启动返航点锁定，拉起仰俯即可完成返航。
不支持航点锁定或未打开此功能的飞控，可以先打舵仰俯前后、横滚左右测试哪边可以停止自旋，再旋转改变朝向，用那个角度返航。因缺轴飞行会给其他电调带来较大负担，需控制好速度和高度。

六轴空中烧毁电调，手控完成返航

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另需注意，尽量不使用固定翼上常见，通过ZIDAN头旋紧挤压电机轴固定的桨夹，ZIDAN头桨夹打滑的概率远高于螺丝固定的电机座，桨座如再有滚花则固定效果更佳，同时给螺丝打螺丝胶2~3扣也是必不可少的步骤。
但成本更高直接采用带螺丝孔的多轴专用碳纤桨，则可彻底杜绝螺旋桨打滑。

顺带说一下用于航拍的多轴飞行器，尤其要注意选择质量优良，动静平衡过关的产品。动静平衡不过关的产品，会让航拍画面毫无意义。
APC系列螺旋桨在性价比、动静平衡上的优势，大量在航拍机中采用。

而大负载的场合，进口木桨和碳纤桨几乎是必选。
塑料自紧桨则在400mm轴距以内的小机器上经常采用，因注塑质量差异巨大，很多桨天然就存在对称性、偏孔、双桨问题，震动大、耗电，需谨慎选择。
下面用直升机双桨图来示意，质量差的自紧桨也同样存在的双桨现象(原厂桨同样根据批次随机存在)：

————————————-！！！大坑来了！！！—————————————-
多旋翼螺旋桨的重量往往不被重视，轻、重不仅仅是飞行时间差异，对飞行器感度，抗风效果也有较大影响。

由于物理惯性，电调直驱变速本来就存在滞后，桨重惯性越强，在固定翼上尺寸大的重桨会带来严重反扭，在多轴上表现为变速响应不及时，重桨只能选用更低感度，抗风、稳定性双降。
轻巧的碳纤桨则可在高效提供升力同时，及时完成电调加减速响应，高感度飞行抗风更加、姿态更稳定。但飞控厂家只想到感度越高越稳定，缺忽略了说明书中并无提到螺旋桨重量与感度响应的关系。以至于模友由较轻碳纤桨更换为较重尼龙或木桨时，依旧使用以前的高感度飞行。起飞后由于桨惯性大大增加，动力系统无法及时响应飞控输出，飞控又对电调持续输出修正信号=严重自激=秒炸！
综上所述，如果更换螺旋桨，尤其是更换更大尺寸的，建议先恢复飞控默认感度或调低感度试飞，无自激情况再逐步增加感度，直至姿态稳定。也就是说非同规格桨替换，绝大部分情况都需要调整飞控感度。
在负重能力接近情况下，选择小一寸的螺旋桨，高转速、低惯性输出往往会带来更好的稳定度。

选择动力电池
目前航模用多旋翼飞行器一般总电流不会超过100A，选择10~30C放电能力的锂电都可满足需要。
六轴 860轴距 3300MA 6S X 2挂GOPRO云台+GOPRO3，高速飞行时，电流不过24.5A。

但考虑到1米以上、或小轴距上下双桨结构、异形机架的电流需求变化起伏大，但用单轴全功率负载X轴数计算电流开销也可。最精确当然还是用高A数电流计计算所需电池C数。
众所周知，电池容量乘以放电C数即可得到电池持续放电电流，以最常见的XAircraft X650为例，4S动力配置如选择25C 5000MA 4S电池，持续放电电流可达125A，完全满足飞行器需要。

如手中没有容量和放电C数都合适的电池，不管是串联还是并联都是不推荐飞行的。尤其是串联电池飞行，基本上风险要乘以电池串联数，串联电的任何一个电芯电压或C数不足导致的压降，都有极高摔机可能。
值得注意的是，市面杂牌动力电池虚标、掉电压、虚焊问题严重，尽量选择知名厂家的优质电池。避免空中掉电摔机造成更大损失。
如果飞行器需要携带较重的云台、摄影、数据采集设备，则最好选择低C数但能满足动力电流需要的高密度轻量化电池。更可考虑双电源输入，同品牌同性能双电池并联供电加多一重保险。

多好的设备，多精良的安装，多丰富的经验，多全面的飞行检查，都抵不上一块烂电池让你魂飞魄散。双电输入我稀罕~~~ *^________^*

小心检查电机轴机米和卡簧
以朗宇X4112S电机为例，固定电机轴的两颗机米并未打螺丝胶，而我遇到6个电机其中2个，完全不用费一点力气，螺丝刀可以很轻松弄下机米，这在飞行中很可能造成电机轴打滑隐患。
建议！每个机米都卸下自己打螺丝胶安装(模型直升机组装基本都需打螺丝胶)，并确认电机轴卡簧是否紧密。

信号线处理与动力插头的选择
购买飞控附带的舵机线一般质量还不错，可以直接用于连接接收机和外部设备。
如果你也有强迫症的话，可以学我。把每个电机供电电调的舵机信号插头，小心把舵机信号插针从塑料插头中取出，将信号线加上焊锡，与信号插针融为一体再插回，确保没有松动可能。

焊锡用量需恰到好处，焊接一气呵成，且不可影响插针插入至原始深度。
所有焊接务必等待焊锡10秒左右冷却，才可确保牢靠，再热缩管缩紧。
所有接头处，尽量打胶固定，不管是BEC、GPS、图传都有松动的可能。

电机等位置更是重中之重，到手就飞。。。你懂的。

不是所有螺丝，厂家都能一个不漏的打螺丝胶，还是自己拆开检查吧~~~

强烈建议勿使用任何转接头，正品XT60插头耐持续放电电流为80A，是1米轴距以下四轴、六轴插头最起码配置。更大的多轴飞行器可能需要配备100~150A耐持续放电规格的插头。
当动力电压达到4S以上，带防打火电阻的XT90-S~AS150之类插头也值得考虑。
（XAircraft SuperX飞控在通电过程中打火的话，还存在一定概率丢配置的问题，务必谨慎注意通电后能够成功自检的电机数量，未能正确得到PWM输出的电调，电机一般会发出不一样的声音告警）

如须用到动力电并联板，也需选择铜箔厚度达标的产品，且焊接时需要用到高功率电烙铁以防散热面积大，焊接温度不足引起的虚焊。
但我个人并不推荐动力电使用分电板供电。因多轴为减轻重量，以碳纤版为机架主要材料，摔机后损伤的碳纤碎片、分电板变形、铜箔被拉扯撕裂，都可能导致直接短路，所有设备都有玉石俱焚的可能。留有长度余量的动力电硅胶线并联，则可一定程度上规避短路。

另一额外话题是：
电调放置于中心板减少PWM线长度？还是加长PWM线并增加电调电源线长度？
从我实践来看，其实并未有任何区别。但是从方便布线来说，电调放置于马达端，远离中心板的主要设备，给主要设备腾出空间，并减少电调开关管的电磁干扰，并无不妥。另一带来的好处是，如果电调在空中烧毁，六轴及以上设备能够通过动力冗余完成迫降，如电调安装于中心板，起火则无幸存可能。也就是说，无缺轴冗余的四轴机型，可以随意布置电调，而六轴及以上机型，则需自行斟酌。

校正电机座水平和每个电机臂与中心板的轴距
一般结构多轴，有条件使用数字角度仪测量每个电机座与中心板的角度完全水平。没有数字角度仪亦可采用气泡水平计，当然测量精度略差。
敢装歪，飞机就敢自旋给你看。。。。

常规对称轴飞行器，需测量每个电机臂与中心板的轴距一致。

以上校正为了消除低效的动力输出，和电机自身角度误差带来的额外能量消耗。
电机非水平安装的异形结构多轴市面上产品较少，一些为追求突出外形，而将前后动力轴设计为竖立V型，电机对地倾斜，安装位校正与一般结构多轴不同。

电调设置
建议新电调到手后，根据说明书复位电调设置一次，然后低压保护设置为最低电压、关闭电调刹车、定速。设置完毕后在未安装螺旋桨的情况下，再次确认每个电机的转向是否与飞控说明书中对应的多轴飞行器电机转向一致。
如飞控调参软件提供电机测试功能，则应逐个电机测试是否轴位正确，转向相符。
……………………未完结！

作者: 枫叶天线 时间: 2016-8-13 15:47
下一个5imx头条，就是楼主的了，必须顶！

作者: 苏一一一一一 时间: 2016-8-13 16:01